基于RBF神经网络的电化学CO气体传感器的温度补偿

针对电化学CO气体传感器的输出精度易受环境温度影响的缺点,提出了一种基于RBF神经网络的温度补偿方法,并借助所设计的气体采集系统进行了实验研究。实验结果表明,未进行温度补偿时传感器输出最大误差为20.0%,基于BP神经网络温度补偿方法的误差为1.44%,而采用RBF神经网络进行温度补偿后最大误差可达到0.12%,故该方法可有效的用于电化学CO气体传感器的温度补偿,令传感器具有更高的测量精度和温度稳定性。

电化学CO气体传感器及其敏感特性

介绍了电化学CO气体传感器的结构,辅助电极、Ag/AgCl参比电极的制作以及工作电极的修饰和制作方法,研究了该传感器对CO气体的敏感特性。实验结果显示:活化处理后的Pt溶胶修饰的Pt丝微电极对CO气体有良好的敏感特性,CO氧化峰尖锐、峰形良好,在低浓度范围内,其峰电流与CO的浓度成良好的线性关系,表明此传感器适于定量检测CO的浓度。

新型电化学CO气体传感器的研制

研制了一种用于测定CO的新型电化学式气体传感器,即把多壁碳纳米管自组装到铂微电极上,制备多壁碳纳米管粉末微电极,其电极在氧化过电位为+700mV时,对CO具有显著的电化学催化效应。以其电极为工作电极,Ag/AgCl为参比电极,Pt丝为对比电极,多孔聚四氟乙烯膜作为透气膜制成传感器。其传感器响应时间短、重复性好,能用于环境监测和控制。

纸质低成本电化学CO气体传感器

针对目前电化学气体传感器体积大,工序多,工艺复杂的问题。本文在玻璃纤维纸上采用丝网印刷技术制备铂黑电极,一个传感器的三个电极处在同一纸平面上,有效地降低了装配难度,提高了工作效率,装配后得到了体积小、成本低的三电极电化学CO气体传感器,并利用扫描电子显微镜(SEM)对电极材料表面的物质形貌和大小进行了观察。结果表明铂黑催化剂和聚四氟乙烯混合均匀,铂黑粒径在13纳米,传感器灵敏度达到了18.6 nA/ppm CO,响应时间和恢复时间分别小于5秒和20秒,可见我们的传感器有非常好的气敏性能,能够满足应用需要。

基于MPSO-BP算法的四电极电化学气体传感器温度补偿研究

针对四电极电化学气体传感器的测量精度极易受环境温度影响的问题,提出一种基于粒子群优化BP神经网络算法(PSO-BP)的温度补偿方法。利用改进的PSO算法(MPSO)对BP神经网络的权值和阈值进行优化,构造四电极电化学气体传感器的温度补偿模型,并设计了气体传感器测试系统。实验结果表明,MPSO-BP算法可有效提高BP神经网络的收敛速度和泛化能力;基于MPSO-BP算法的四电极气体传感器温度补偿模型,可将温度补偿误差控制在0.1%以内。

一种气体电化学传感器补偿电路的研究与应用

为了改善电化学传感器在测量高精度场合存在的误差,本文提出了一种基于差分检测的补偿测量方式,利用电流偏置电路、流压转换电路,调零电路,消除运放本身所产生的失调误差。利用增加补偿零点电流电化学传感器与传统地电极电化学传感器进行对比实验,实验表明通过补偿电路也可以有效地解决了电路本身所产生的偏差,保证电化学传感器能正常且迅速地工作,保证信号检测的稳定性。

氨基糖苷类药物光电化学传感器的构建及应用研究进展

氨基糖苷类药物(aminoglycosides,AGs)残留严重危害人体健康,传统检测方法操作复杂、成本高昂,光学和电化学传感器灵敏度高、特异性强、操作简单且成本低,应用前景广阔。该文介绍了食品中AGs光学与电化学传感器的构建方法与研究进展,涉及荧光法、化学发光法、比色法、表面增强拉曼光谱、电致发光及电化学方法。最后总结了不同类别传感器的优势与挑战,为新型光电化学传感器的构建与应用提供了新的思路,为该类药物的安全监控提供了技术支持。

金纳米粒子/氧化石墨烯复合膜电化学免疫传感器的构建及其对鲜肉中马波沙星的检测

该文构建了一种金纳米粒子/氧化石墨烯复合膜修饰玻碳电极的电化学免疫传感器,用于鲜肉中马波沙星残留的检测。用电沉积法在电极表面合成金纳米粒子/氧化石墨烯复合膜,然后通过电化学法还原复合膜中的氧化石墨烯,固载抗体。采用循环伏安法对电极的修饰过程进行表征。用差分脉冲伏安法优化传感器的电化学检测条件。在最优条件下,对马波沙星进行定量检测。响应峰值电流变化量与马波沙星在0.5~400 ng/mL浓度范围内呈线性关系,检测限为0.05 ng/mL。传感器对猪肉、鸡肉和牛肉样品的检测限分别为0.09、0.10、0.09μg/kg,添加回收率为82.81%~101.99%,检测结果与超高效液相色谱-串联质谱法基本一致。结果表明,所建立的电化学免疫传感器可用于实际样品中马波沙星残留的检测。

基于链置换扩增的电化学适配体生物传感器检测食品中的赭曲霉毒素A

为构建一种基于链置换扩增技术(SDA)和电化学适配体传感器技术检测食品中赭曲霉毒素A(OTA)的方法,根据OTA特异性适配体设计发卡结构,并在发卡结构的茎部设置SDA反应识别位点,进行SDA扩增。将扩增产物与修饰二茂铁(Fc)的电化学探针进行杂交,使电信号发生变化,从而建立电化学适配体传感器检测OTA的方法。通过对7组不同毒素的测定评价该方法的特异性,测定其灵敏度和检出限,并与赭曲霉毒素A酶联免疫分析方法(ELISA)国家标准(GB 5009.96-2016)进行对比试验。结果表明:最优条件下,电化学适配体传感器灵敏度线性范围为0.1 pg/mL~10 ng/mL,检出限(LOD)为0.05 pg/mL。当OTA存在时,检测结果为阳性,当OTA不存在时,检测为阴性,说明该方法特异性良好。在人工加标试验中,该电化学适配体传感器的加标回收率为96.60%~99.04%,ELISA(国家标准)的加标回收率为94.00%~98.50%,该方法的加标回收率优于国家标准。结论:该方法能够快速检测食品中的OTA,具有实用应用价值。

金纳米颗粒修饰分子印迹电化学传感器快速检测蔬菜中吡虫啉含量

目的将分子印迹技术、电化学技术和纳米颗粒修饰技术相结合,开发蔬菜中吡虫啉的快速检测技术。方法采用金纳米颗粒修饰玻碳电极提高其电子转移速率,通过分子印迹技术在电极表面聚合膜材料制备电化学传感器,利用循环伏安法和差分脉冲法表征传感器性能,基于传感器对目标农药分子的特异性吸附建立农药快速检测方法。结果以吡虫啉为模板分子,邻苯二胺为功能单体,基于金纳米颗粒修饰的玻碳电极构建了一种吡虫啉分子印迹电化学传感器,该传感器可实现对吡虫啉的特异性识别检测,在1.0×10^(–11)~1.0×10^(–4)mol/L浓度范围内,吡虫啉线性关系良好,相关系数为0.9951,检出限为3.3×10^(–12)mol/L,小白菜样品加标回收率为91.86%~102.25%,相对标准偏差为1.98%~3.19%。结论本研究制备的传感器具有优良的选择性、重复性和稳定性,适用于蔬菜中吡虫啉的快速检测,为当前农残速测产品的开发提供了参考。

镍锰氧化物复合电化学传感器对抗坏血酸的检测

首先,通过一步水热法制备了镍锰氧化物复合材料(Mn-Ni-Oxide),并将其修饰玻碳电极构建抗坏血酸快速检测的电化学传感器。利用XRD、SEM、EDS及FTIR对Mn-Ni-Oxide进行了表征。采用滴涂法将Mn-Ni-Oxide修饰于电极表面,并用循环伏安(CV)法、差分脉冲伏安(DPV)法测试了抗坏血酸在Mn-Ni-Oxide修饰电极上的电化学行为。结果表明,Mn-Ni-Oxide的外表面为带有孔隙的纳米球形结构,主要组分为Mn_(2)O_(3)、NiMnO_(3)。在pH为4的乙酸/乙酸钠缓冲溶液条件下,修饰电极的Mn-Ni-Oxide修饰量为10μL,抗坏血酸浓度(c)在0.1~9000μmol/L时与氧化峰电流(I_(p))呈线性关系,线性方程为I_(p)=3.2435c+17.198(R^(2)=0.9920),检出限为0.025μmol/L,灵敏度为3.2435μA·m·L/(mol·cm)。该传感器实际应用于果汁饮料中抗坏血酸的测定,加标回收率为95.5%~103.1%,表明其在食品分析等方面具有良好的应用前景。

基于电化学生物传感器的重金属离子检测研究进展

电化学生物传感器是基于抗原抗体、酶、核酸适配体、蛋白质、细胞等各种生物成分建立的电化学方法,由于这些生物成分具有强的特异性,决定了电化学生物传感器具有高选择性。同时该方法还具有便捷快速、灵敏、操作简单等优点,已经被广泛应用于污染物重金属离子的检测,并具有良好的应用前景。本文综述了近年来基于各种生物成分的电化学生物传感器在重金属离子检测中的应用,并对该领域未来的发展趋势做了展望。

基于纳米银/聚L-谷氨酸修饰玻碳电极的电化学传感器用于泡菜中亚硝酸钠含量的测定

采用电沉积和电聚合的方式,将纳米银和L-谷氨酸修饰在玻碳电极上,制得纳米银/聚L-谷氨酸修饰玻碳电极(Poly-L-Glu/Nano-Ag/GCE)。以0.2 mol·L^(-1)磷酸盐缓冲溶液(pH 7.0)为支持电解质,以Poly-L-Glu/Nano-Ag/GCE为工作电极,饱和甘汞电极为参比电极,铂电极为辅助电极,在最佳检测条件下,采用循环伏安法进行测定。结果表明:Poly-L-Glu/Nano-Ag/GCE对亚硝酸钠具有较好的选择性,亚硝酸钠的浓度在4.14×10^(-6)~1.35×10^(-3) mol·L^(-1)内与对应的氧化峰电流的绝对值呈线性关系,检出限(3s/k)为4.14×10^(-7) mol·L^(-1),并且该电极的制备方法具有较好的重复性。将PolyL-Glu/Nano-Ag/GCE用于泡菜样品中亚硝酸钠的测定,检出量为1.33×10^(-5) mol·L^(-1),加标回收率为98.9%~103%。

氨基化石墨烯电化学传感器在重金属离子检测中的运用分析

本研究旨在探讨氨基化石墨烯电化学传感器在重金属离子检测中的应用,特别是针对Cd^(2+)和Pb^(2+)的检测。研究内容主要包括氨基化石墨烯(NH_(2)-rGO)、壳聚糖(CS)和聚谷氨酸(Glu)复合材料修饰电极的制备,以及其在电化学检测中的性能评估。通过对不同修饰电极的表征与性能分析,本研究揭示了NH_(2)-rGO/CS/Glu复合材料修饰电极在提高检测灵敏度和选择性方面的显著效果。研究结果表明,相比于裸电极和单一材料修饰电极,NH_(2)-rGO/CS/Glu修饰电极对Cd^(2+)和Pb^(2+)展现出了更高的灵敏度和优异的选择性。此项研究为开发新型高效电化学传感器提供了有价值的参考,对于环境监测和重金属污染控制具有重要意义。

微针电化学传感器的最新研究进展

生物传感器是近几十年来引起广泛关注的医疗检测设备.然而,许多传感器的稳定性或便携性较差,并且传统的体液样品采集方法费力且耗时,因此限制了其在临床诊断方面的应用.微针是一种微创透皮设备,能够与小型电化学传感器相结合制备出各种生物分析平台,其技术已成为生物传感领域的重要方法,为改进现有生物传感器开辟了新道路.采用微针阵列作为标准电极的创新性配置,可以提高电化学传感器的检测性能.在基于微针的电化学生物传感器中,通常利用导电聚合物、酶、纳米颗粒及其复合材料修饰微针电极,以实现组织间质液内的葡萄糖、乳酸、酒精、尿素、氨基酸、治疗药物或生物信号的无痛透皮检测或可穿戴式监测.另外,微针技术作为一种新兴的体液采样方法,可通过直接提取间质液用于进一步的电化学传感.这不仅避免了传统间质液提取技术所需要的大型仪器,而且非侵入性方法的使用进一步提高了患者的依从性,简化了体液采集过程.这两类基于微针的电化学传感技术已被广泛应用于疾病生物标志物分析、常规生化指标检测和治疗药物监测等领域.该综述概述了微针电化学传感器的类型、传感构建模式及应用等方面的最新进展,并列举了不同微针电化学传感器的工作电极构造以及检测能力,最后对近年研究报道的微针电化学传感器的优势和局限性进行了总结分析.

基于纸基印迹预富集的痕量镉电化学传感器

重金属镉离子(Cd(Ⅱ))是水体质量评价的重要指标之一,本文提出一种基于纸基印迹预富集的痕量镉电化学传感器构建方法,将离子印迹技术、丝网印刷技术、蜡印法和电化学还原有机结合,合成纸基Cd(Ⅱ)印迹聚合物膜(Cd(Ⅱ)-IIP@paper),获得改性后的纸基电极(rGO/SPCE@paper)。通过优化石墨烯沉积时间、预富集时间、模板离子洗脱时间等实验条件,发现在5~100μg/L浓度范围内Cd(Ⅱ)溶出峰电流与浓度表现出良好的线性关系,检出限为0.91μg/L(S/N=3)。结果表明:Cd(Ⅱ)-IIP@paper具有较好的重复性和稳定性,制备的电化学传感器表现出良好的选择性,将其应用于实际水样中Cd(Ⅱ)的检测,回收率在94.0%~104.4%之间,具有较强的实用价值。

面向汗液的可穿戴柔性电化学传感器研究进展

汗液中含有人体诸多生理信息,如电解质、代谢物、激素、温度等。基于汗液的可穿戴式传感器可对多模态生物指标实现分子层面上的实时、连续、非侵入式监测,在运动感知、疾病预防以及健康管理等领域具有重大发展潜力,而被广泛研究。本文阐述了可穿戴汗液传感器集成结构中基底、集汗、传感、电源和决策五大模块,着重强调了纳米结构(如金属基、碳基等材料)在电化学传感敏感材料中表现出的优异性能及应用,最后讨论了可穿戴汗液传感器在微量汗液收集及多参数传感中物理化学变量的可变性等方面存在的挑战。针对汗液收集和实时校准两个关键问题,提出可穿戴汗液传感未来发展方向包括仿生微流控技术和多参数反馈调控方法,实现微量汗液高效收集及精确检测,将有效推动汗液传感在慢性重大疾病实时预警的应用和发展。

基于PB-MWCNTs-GNPs修饰的电化学免疫传感器检测流产布鲁氏菌

目的构建一种高性能的电化学免疫传感器用于检测流产布鲁氏菌。方法制备普鲁士蓝(prussian blue,PB)-多壁碳纳米管(multi walled carbon nanotubes,MWCNTs)-纳米金粒子(gold nanoparticles,GNPs)纳米复合物,以流产布鲁氏菌作为待测样本,选择合适的抗体构建电化学免疫传感器,通过对传感器构建关键因素的考察确定最优条件,最后对传感器进行性能评价。结果明确传感器最优构建条件为:MWCNTs-PB混合比例为1∶5,材料干燥温度为37℃,缓冲体系最佳pH=7.5,抗体孵育时间为1 h,样本孵育时间为30 min;流产布鲁氏菌在10~1×10^(5) CFU/mL范围内呈良好的线性关系,传感器抗干扰能力、检测重复性与稳定性好,准确度高。结论基于PB-MWCNTs-GNPs纳米材料所修饰的用于检测流产布鲁氏菌的电化学免疫传感器构建简便,性能良好,可为布鲁氏病的临床早期诊断提供参考。

纳米材料电化学生物传感器检测食品中赭曲霉毒素A的研究进展

赭曲霉毒素A(ochratoxin A,OTA)是一种污染食品的常见真菌毒素,长期食用OTA污染的食品会严重影响人体健康。随着生物传感器技术的发展,电化学生物传感器成为OTA检测的新方向。纳米材料在电化学传感器中的应用有效提高了其性能。该文综述使用纳米材料检测OTA的电化学生物传感器的原理和特点,并对其发展方向进行展望。

铅离子印迹电化学传感器的制备及检测性能研究

重金属因其具有高毒性、致癌性和潜在的生物积累性,引发的环境问题受到广泛关注。为精确监测环境中的重金属污染,结合电化学分析和离子印迹技术的优势,构筑了对铅离子的高灵敏电化学传感器。利用铅离子作为模板,采用3-(γ-氨基乙氨基)-丙基-三甲基硅烷作为功能单体,在介孔硅表面,通过共缩聚法制备了离子印迹聚合物,并将其作为电化学传感器的核心识别元件。经过优化碳糊电极的组成,制备了一系列高选择性的离子印迹电化学传感器,并对其电化学行为进行了分析。测试结果表明,所制传感器对铅离子的检测线性范围为10^(-9)~10^(-6) mol/L,且检出限达到1.3×10^(-11) mol/L(信噪比=3)。在对河水和大米等实际样品的检测中,传感器展现了高灵敏性(相对标准偏差为2.5%~7.4%)和高准确性(回收率为98.8%~102.9%),表明其在环境监测和食品安全检测方面具有应用潜力。