光化学传感器及其最新进展
化学与生物传感器的发展与应用
化学与生物传感器的发展与应用在现代科学技术领域中，化学与生物传感器的发展与应用备受关注。
随着科技的不断进步，这些传感器已经成为了许多领域的重要工具，例如医疗保健、环境污染监测、食品饮料检测以及生命科学等领域。
在这篇文章中，我们将探讨化学与生物传感器的技术原理、发展历程以及现代应用。
一、化学传感器的技术原理化学传感器是一种能够通过化学反应来检测和测量化合物浓度的设备。
它们主要由传感器芯片、传感元件和信号输出等组成。
化学传感器的技术原理是基于化学物质的光学、电化学或热学性质，对化学物质进行测试和检测。
化学传感器主要通过固体电解质、导电聚合物或金属氧化物等敏感材料来识别分子。
这些敏感材料能够吸附特定分子，导致电子流的变化，进而产生电压信号。
因此，化学传感器的敏感材料起到了极为重要的作用。
二、生物传感器的技术原理生物传感器是将生物材料与电子、光学等技术结合，以检测生物分子或其他获得性目标的设备。
生物传感器采用离子传感器、抗体、DNA分子、细胞等生物元件来探测分子。
生物传感器主要分为免疫传感器和生物传导传感器两种。
生物传感器通过将生物元素与传感器合成，从而进行指定样品的分析和检测。
例如，一些蛋白质分析是在免疫传感器上进行的。
当生物分子与传感器反应时，传感器会发生变化并输出电信号。
这个过程也叫作转换，而输出信号则可以在显示屏上显示出来。
三、化学与生物传感器的发展历程化学传感器和生物传感器的发展历程可以追溯到20世纪初。
自20世纪50年代，一些人们开始进行更深入的研究和试验，才逐渐明确了目前化学与生物传感器的技术原理。
同时，在20世纪60年代，体外病毒检测和生命诊断标记也被发明。
进入21世纪后，传感器技术已经达到了一个新的台阶。
生物传感器采用了现代快速DNA测序技术的发展，例如单分子DNA方法和Nanopore测序。
现代化学传感器通常具有更高的灵敏度和特异性，已成为环境污染监测、医药保健、饮食安全以及生命科学等领域的重要工具。
光电化学传感器的应用研究进展
光电化学传感器的应用研究进展光电化学传感器是一种利用光电化学原理实现物质检测和分析的传感器技术。
该技术结合了光学、电化学和材料科学的优点，具有高灵敏度、高选择性、高稳定性和易于操作等优势。
在环境监测、生物医学、食品安全和工业生产等领域有着广泛的应用前景。
在环境监测领域，光电化学传感器可用于检测大气污染物、水体污染物、土壤污染物等。
例如，通过改变传感器表面材料的光敏性能，可以实现对特定污染物的高选择性检测。
研究人员通过设计合成具有特定结构和功能的纳米材料，实现了对重金属离子、有机物和气体等多种污染物的快速检测和定量分析。
此外，光电化学传感器还可以与微流控技术结合，实现自动化和高通量的环境监测。
在生物医学领域，光电化学传感器可用于细胞分析、病原体检测、生物标记物监测等。
例如，一种基于光电化学传感器的DNA纳米装置可以实现对特定DNA序列的高灵敏度和高选择性检测。
研究人员还利用光电化学传感器开发了可植入式传感器，用于监测人体内重要生理参数如血红蛋白浓度、血糖水平等。
此外，光电化学传感器还可以用于药物筛选和治疗监测等领域，为个性化医疗提供新的工具和方法。
在食品安全领域，光电化学传感器可用于检测食品中的污染物、添加剂和毒素等。
例如，研究人员利用光电化学传感器开发了一种快速检测食品中致病菌的方法，能够在数分钟内检测出食品中的沙门氏菌、大肠杆菌等致病菌。
光电化学传感器还可以与微流控技术和纳米材料结合，实现对食品中微量残留农药和添加剂的检测。
这些研究成果为食品安全监管和食品质量控制提供了重要的工具和方法。
在工业生产领域，光电化学传感器可用于过程监测、质量控制和污染源追踪等。
例如，通过对废水中污染物的光电化学反应进行在线监测，可以实现对废水处理过程的实时监控和优化。
光电化学传感器还可以用于气体传感，实现对工业生产过程中有害气体的快速检测和实时监测。
此外，利用光电化学传感器的高选择性和灵敏度，还可以对工业生产过程中的细微变化进行监测和分析，提高生产效率和产品质量。
化学传感器技术的应用前景
化学传感器技术的应用前景随着科技的不断进步，化学传感器技术也在不断地得到发展和应用。
化学传感器技术是指利用化学分析方法来实现对某种物质的检测和诊断，其广泛应用于环境监测、生命科学、医疗诊断、食品安全等领域。
一、环境监测化学传感器技术在环境监测方面有着广泛的应用。
例如，大气污染检测，现在已经出现了一种名为电化学气体传感器的技术，它可以实时监测气体中的有毒有害物质，例如苯、二氧化氮、氢气等，从而帮助我们减少空气污染的程度，维护我们的健康。
二、生命科学化学传感器技术在生命科学领域也有着广泛的应用。
例如，血糖检测，人们熟知的血糖仪是利用了电化学传感器的技术。
这种技术可以依据生物反应来实现对血糖浓度的检测，其精度和稳定性都大大超过了传统的检测方法，可以让患者在家里便捷地完成血糖检测，有助于患者及时发现体内糖尿病病情，有效改善其生活方式，预防疾病进一步恶化。
三、医疗诊断化学传感器技术在医疗诊断领域也有着广泛的应用。
例如，癌症早期诊断，之前医生们只能通过画线、切片等方式确定是否存在肿瘤，这种方法既粗糙又痛苦。
现在，根据人体内分泌物质的特征，通过传感器技术可以实现精准的诊断结果，可以尽早地发现癌症的危险性。
四、食品安全化学传感器技术在食品安全领域也有着广泛的应用。
例如，通常我们从商店里买回来的食品可能会存在不同程度的添加物和质量问题，而通过传感器技术对食品进行检测，可以有效地确认食品存在的问题，并避免患者的不必要的健康风险。
总之，化学传感器技术是现代科技进步的成果之一，它已经深入到了我们的生活中，极大地改善了我们的生活方式和健康程度，并且化学传感器技术未来还将在更多的应用领域得到发展和应用，为人们的生活带来更加美好的未来。
光电传感器技术的发展趋势与应用前景
光电传感器技术的发展趋势与应用前景概述：光电传感器作为一种能够将光信号转化为可量化的电信号的设备，具有广泛的应用前景。
随着科技的不断进步和创新，光电传感器技术也不断得到发展。
本文将探讨光电传感器技术的发展趋势以及其在各个领域的应用前景。
发展趋势：1. 微型化和集成化：随着科技的进步，光电传感器的体积越来越小，功能越来越强大。
尤其是在无线通信、医疗设备以及智能家居等领域，对微型化和集成化光电传感器的需求越来越大。
2. 高灵敏度和高精度：随着科技的进步，对光电传感器的灵敏度和精度要求越来越高。
光电传感器的灵敏度和精度的提高，可以帮助我们更好地探测环境中微弱的光信号，并将这些信号转化为可处理的电信号。
3. 多功能化和智能化：随着科技的进步，光电传感器不再仅仅局限于单一的功能。
越来越多的光电传感器具备多种功能，如温度感应、湿度感应、气体检测等。
同时，智能化的光电传感器能够根据环境的不同自动调整参数，提高传感器的性能和可靠性。
4. 新型材料和新技术的应用：新型材料和新技术的应用将进一步推动光电传感器技术的发展。
例如，纳米材料在光电传感器中的应用可以提高灵敏度和响应速度。
此外，新技术如光子晶体、光纤传感等也将为光电传感器的发展带来新的突破。
应用前景：1. 工业应用：在工业领域，光电传感器广泛应用于自动化生产线中，能够实现对物体的检测和定位。
光电传感器可以通过光电束确定物体的位置和形状，并起到精准测量的作用。
此外，在智能制造和机器人领域，光电传感器也有着广阔的应用前景。
2. 生物医学应用：光电传感器在生物医学领域的应用前景巨大。
例如，通过光电传感器可以对血液中的葡萄糖浓度进行监测，从而实现糖尿病患者的实时监测和管理。
此外，光电传感器还可以应用于医疗成像、生物分析等领域，为医学诊断和治疗提供支持。
3. 环境监测与节能应用：随着人们对环境保护和节能减排的重视，光电传感器在环境监测与节能领域的应用前景不断扩大。
光电传感器可以用于空气质量监测、污水处理、能源管理等方面，实现对环境的准确监测和管理，并为节能减排提供解决方案。
超分子化学应用于化学传感器研究
超分子化学应用于化学传感器研究一、引言超分子化学是近年来快速发展的一门交叉学科，它研究的是分子间的非共价相互作用，比如氢键、范德华力、离子对、π-π堆积等。
化学传感器是一种能够感知化学或生物学环境变化并输出响应信号的装置，近年来得到了广泛的应用。
超分子化学与化学传感器的结合，已成为当前研究的热点之一，本文将围绕这一主题展开讨论。
二、超分子化学在化学传感器中的应用1. 电化学传感器电化学传感器是一种能够将化学信号转化为电信号的传感器。
超分子化学在电化学传感器中的应用主要体现为通过设计合适的超分子识别单元，使传感器对特定分子有选择性的感知能力。
例如，一些金属有机框架材料可以识别有机小分子，这些材料具有特定的孔径结构，在与有机小分子作用后，会发生电化学信号的变化，从而实现对分子的检测。
2. 光化学传感器光化学传感器是一种能够将化学信号转化为光信号的传感器。
超分子化学在光化学传感器中的应用主要体现为设计合适的超分子结构，实现对特定物质的光学响应。
例如，一些荧光探针通过与特定的靶分子发生作用后会发生荧光信号的变化，从而实现对分子的检测。
超分子化学中的离子对、π-π堆积等非共价相互作用在荧光探针的设计中发挥着重要的作用。
3. 生物传感器生物传感器是一种能够对生物样品中特定生物分子进行检测的传感器。
超分子化学在生物传感器中的应用主要体现为通过设计合适的超分子识别单元，使传感器对特定生物分子有选择性的感知能力。
例如，一些树突状分子可以通过特定结构域与DNA分子进行选择性识别，并发生变化，从而实现对DNA分子的检测。
三、超分子化学在化学传感器中的挑战与展望尽管超分子化学在化学传感器中的应用已经取得了一些重要的进展，但仍存在着一些挑战。
一个重要的问题是如何合理设计超分子识别单元，提高传感器的选择性和灵敏度。
此外，传感器的实时性、稳定性也是需要解决的问题。
因此，未来的工作需要围绕这些问题进行深入研究。
除此之外，随着纳米科技的发展，我们可以期待更多的纳米材料用于化学传感器的构建。
光电化学传感器的设计与应用
光电化学传感器的设计与应用光电化学传感器是一种利用光和电化学原理相结合的传感器，可以实现对目标物质的快速、灵敏和准确检测。
它的设计原理是基于物质的光电化学特性，结合适当的光源和电化学传感器构件，实现对特定离子、分子或化合物的检测。
在各种领域中得到广泛的应用，如环境监测、生物医学、食品安全等。
光电化学传感器的设计需要考虑许多因素，包括传感器元件的选择、光源的特性、传感器的灵敏度、响应时间等。
首先，传感器元件的选择是至关重要的，不同的目标物质需要选择对应的工作电极或敏感膜来实现目标物质的选择性识别。
其次，光源的特性也至关重要，不同的光源可以影响传感器的检测范围和灵敏度。
此外，传感器的灵敏度和响应时间也需要进行优化设计，以满足实际应用中对目标物质检测的需求。
在环境监测领域，光电化学传感器可以实现对环境中有害气体或重金属离子的快速监测。
例如，利用光电化学传感器可以实现对二氧化硫、甲醛、氨气等有害气体的监测，从而保障环境和人类健康。
在生物医学领域，光电化学传感器可以实现对生物分子或细胞的定量检测，用于疾病诊断、药物筛选等方面。
在食品安全领域，光电化学传感器可以实现对食品中有害物质的快速检测，从而保障食品安全。
随着科技的不断进步，光电化学传感器在设计和应用上也在不断创新。
新型材料的引入、传感器结构的优化、信号处理技术的提升等方面都为光电化学传感器的发展带来了新的机遇和挑战。
未来，光电化学传感器将继续在各个领域中发挥重要作用，为人类的生活和健康提供更加可靠的保障。
总的来说，光电化学传感器的设计与应用是一项具有广泛应用前景的技术，通过不断的创新和发展，将为人类社会带来更多的益处。
希望在未来的研究和实践中，能够进一步完善光电化学传感器的设计和应用，为社会发展做出更大的贡献。
传感器在化学分析中的应用
传感器在化学分析中的应用随着科技的不断发展，传感器在各个领域的应用越来越广泛，其中在化学分析领域的应用尤为重要。
传感器通过感知、转换和传递化学信息，能够准确、快速地检测和分析样品中的化学成分。
本文将介绍传感器在化学分析中的应用，并探讨其现有的优势和潜在的发展方向。
一、传感器在化学分析中的原理传感器是一种能够感知信息并将其转换为可读形式的装置。
在化学分析中，传感器通过与待测物质产生特定的相互作用，将待测物质的性质转化为电信号或光信号，进而定量或定性地分析样品中的化学成分。
常见的传感器原理包括电化学传感器、光学传感器和生物传感器等。
电化学传感器是基于待测物质与电极之间的电荷传递过程来实现信号转换的。
常见的电化学传感器包括离子选择性电极、pH电极和氧气传感器等。
光学传感器则利用待测物质的光学性质，如吸收、荧光和散射等，与光信号的变化进行关联分析。
生物传感器则利用生物分子与待测物质之间的特异性相互作用，通过生物分子的变化产生信号。
二、传感器在化学分析中的应用领域1. 环境监测：传感器在环境监测领域的应用十分广泛。
通过检测大气中的有害气体、水体中的污染物和土壤中的重金属等物质，传感器可以提供准确的环境数据，并对环境污染进行实时监测和预警。
2. 食品安全：传感器在食品安全领域的应用可以追踪和检测食品中的污染物。
传感器可以快速检测食品中的农药残留、重金属和致病菌等有害物质，确保食品的质量和安全。
3. 医学诊断：传感器在医学诊断中的应用可以帮助医生进行疾病的早期诊断和监测。
例如，血糖传感器可以实时监测糖尿病患者的血糖水平；生物传感器可以检测血液中的生物标志物，用于疾病的诊断和治疗监测。
4. 工业控制：传感器在工业领域中广泛应用于生产过程的监测和控制。
例如，传感器可以监测和调节化工过程中的温度、压力和流量等参数，确保产品质量和生产效率。
三、传感器在化学分析中的优势和潜在发展方向传感器在化学分析中具有以下优势：1. 快速准确：传感器可以实时、准确地检测化学成分，避免了传统分析方法中繁琐的样品制备和分析步骤。
化学传感器的研究背景及发展趋势
引言化学传感器（Chemical sensor）是由化学敏感层和物理转换器结合而成的，是能提供化学组成的直接信息的传感器件。
它用来某种化学物质敏感并将其浓度转换为电信号进行检测来进行化学测量。
化学传感器在生产流程分析、环境污染监测、矿产资源的探测、气象观测和遥测、工业自动化、医学上远距离诊断和实时监测、农业上生鲜保存和鱼群探测、防盗、安全报警和节能等多个方面有重要应用。
对化学传感器的研究是近年来由化学、生物学、电学、热学微电子技术、薄膜技术等多学科互相渗透和结合而形成的一门新兴学科。
化学传感器的历史并不长，但世界各国对这门新学科的开发研究，投以大量的人力、物力和财力。
研究人员俱增，正在向产业化方面开展有效的工作。
化学传感器是当今传感器领域中最活跃最有成效的领域。
化学传感器的重要意义在于可把化学组分及其含量直接转化为模拟量(电信号)，通常具有体积小、灵敏度高、测量范围宽、价格低廉，易于实现自动化测量和在线或原位连续检测等特点。
国内外科研人员很早就致力于研究化学传感器的检测方法和控制方法,研制各式各样的化学传感器分析仪器,并广泛应用于环境监测、生产过程中的监控及气体成分分析、气体泄漏报警等。
第一章化学传感器的研究背景1.1 化学传感器的产生与发展阶段1906年Cremer首次发现了玻璃膜电极的氢离子选择性应答现象。
随着研究的不断深入，1930年，使用玻璃薄膜的pH值传感器进人了实用化阶段。
以后直至1960年，化学传感器的研究进展十分缓慢。
1961年，Pungor发现了卤化银薄膜的离子选择性应答现象，1962年，日本学者清山发现了氧化锌对可燃性气体的选择性应答现象，这一切都为气体传感器的应用研究开辟了道路。
真正意义上的化学传感器的发展可分为两个阶段，在60年代和70年代,化学传感器家族的主要成员是离子选择电极。
从60年代中期氟离子电极的研制开始,一系列固膜电极和聚氯乙烯（PVC）膜电极相继出现,应用涉及化学、生物、医学、工业、农业、海洋、地质、气象、国防、公安、环保、宇航等各个领域,可谓盛行一时。
基于光电化学原理的新型传感技术开发与应用
基于光电化学原理的新型传感技术开发与应用摘要光电化学传感技术作为一种新兴的传感技术，近年来受到了广泛的关注和研究。
该技术利用光电化学原理，将光信号、电信号和化学信息有机地结合在一起，实现对目标物质的高灵敏度、高选择性、快速、原位检测。
本文综述了光电化学传感技术的原理、发展历程、主要类型以及在不同领域的应用现状，并展望了其未来发展趋势。
关键词：光电化学传感技术；光电化学原理；传感技术；应用1. 引言随着社会发展和科技进步，对物质检测的要求越来越高，传统的传感技术已不能满足日益增长的需求。
光电化学传感技术作为一种新型的传感技术，凭借其独特的优势，在环境监测、食品安全、生物医学、材料科学等领域展现出巨大的应用潜力。
2. 光电化学传感技术的原理光电化学传感技术是利用光电化学效应实现对物质检测的技术。
其基本原理是：当特定波长的光照射到工作电极表面时，会激发电极材料的电子发生跃迁，产生光电流。
这种光电流的大小与目标物质的浓度呈正相关，从而实现对目标物质的定量分析。
3. 光电化学传感技术的发展历程光电化学传感技术的发展可以追溯到20世纪70年代，当时科学家们开始研究光电化学效应在生物传感器中的应用。
近年来，随着纳米材料、生物识别技术、光电器件等领域的发展，光电化学传感技术取得了重大突破，涌现出一系列新型传感技术。
4. 光电化学传感技术的主要类型根据光电化学传感技术的原理和结构，可以将其分为以下几类：4.1. 光电化学免疫传感器光电化学免疫传感器利用抗体或抗原与目标物质之间的特异性结合，将生物识别反应与光电化学信号转换结合在一起，实现对目标物质的检测。
该类传感器具有高灵敏度、高选择性、可操作性强的特点。
4.2. 光电化学酶传感器光电化学酶传感器利用酶催化反应产生的电子传递，将生物催化反应与光电化学信号转换结合在一起，实现对目标物质的检测。
该类传感器具有高灵敏度、高选择性、可重复性好的特点。
4.3. 光电化学电化学传感器光电化学电化学传感器利用光电化学效应和电化学效应的组合，实现对目标物质的检测。
光电化学传感器的应用研究进展
光电化学传感器的应用研究进展摘要：光电化学传感器是基于物质的光电转换特性确定待测物浓度的一类检测装置。
光电化学检测方法灵敏度高、设备简单、易于微型化，已经成为一种极具应用潜力的分析方法。
本文主要介绍光电化学传感器的工作机理、特点和应用，并对有代表性的实验进行了一定的讲述和总结。
关键词：光电化学；传感器一、引言20世纪70年代，人们就开始研究光照下半导体电极的电化学行为，并逐渐发展成为一门新学科——光电化学。
目前，光电化学是当前电化学领域中十分活跃的一个研究方向，它是光伏打电池、光电催化、光解和光电合成等实际应用的基础。
光电化学过程即光作用下的电化学过程，在光照射条件下，物质中电子从基态跃迁到激发态，进而产生电荷传递。
与电化学反应相类似，在光电化学反应体系中也会产生电流的流动。
因此，利用光电化学反应可以把光能转变成化学能或电能，通过其逆过程则可以把化学能或电能转换为光能。
具有光电转换性质的材料主要分为4类。
(1)无机光电材料这类材料主要指无机化合物构成的半导体光电材料，如Si、TiO2、CdS、CuInSe2等[1]。
(2)有机光电材料：常用的有机类光电材料主要是有机小分子光电材料和高分子聚合物材料。
小分子材料如卟啉类、酞菁类、偶氮类、叶绿素、噬菌调理素等[2~4]；高分子聚合物材料主要有聚对苯撑乙烯(PPV) 衍生物、聚噻吩(PT) 衍生物等[5]。
(3) 复合材料：复合材料主要是由有机光电材料或者配合物光电材料与无机光电材料复合形成，也可以是两种禁带宽度不同的无机半导体材料复合形成的材料。
复合材料比单一材料具有更高的光电转换效率。
常见的复合材料体系有CdS-TiO2、ZnS- TiO2[1]、联吡啶钌类配合物-TiO2[6~9]等。
基于TiO2的复合材料是目前研究最多的一种，也有用ZnO[10~12]、SnO2[13]、Nb2O5[14]、Al2O3[15]等其它宽禁带的半导体氧化物进行复合的。
传感器技术研究现状及发展趋势
传感器技术研究现状及发展趋势传感器是一种能够感知、检测并转换环境中各种物理量、化学量或生理量的装置或设备。
它们广泛应用于各个领域，如工业控制、交通运输、医疗健康、环境监测等。
近年来，随着科技的不断发展，传感器技术也在不断突破创新，展现出了许多新的研究现状和发展趋势。
一、研究现状1.微纳传感器技术：随着半导体制造工艺的进步，微纳加工技术不断发展，使得制造出尺寸小、功耗低、灵敏度高的微纳传感器成为可能。
微纳传感器在医疗检测、精密制造等领域有着广泛的应用前景。
2.多模态传感器技术：传感器可以通过测量多个不同的物理量来提高其感知能力和准确性。
多模态传感器技术将不同类型的传感器结合起来，使得传感器可以实现多种功能，提高数据采集的全面性和稳定性。
3.智能化传感器技术：传感器通过与智能算法的结合，可以实现数据的自动处理和分析，从而提供更加准确的信息。
智能化传感器技术应用于智能家居、智能交通等领域，可以提升系统的智能化程度和服务质量。
4.纳米传感器技术：纳米传感器利用纳米材料的特殊性质，可以实现对微小的物理量和化学量的高灵敏度检测。
纳米传感器技术在生物医学、环境监测等领域有着广泛的应用前景。
二、发展趋势1.微型化和集成化：传感器的体积和功耗将进一步减小，同时不同类型的传感器将更加紧密地集成在一起，实现多功能一体化。
2.高性能和高灵敏度：传感器的灵敏度将进一步提高，可以实现对微小物理量或化学量的高精度检测。
同时，传感器的稳定性和可靠性也将得到增强。
3.真正智能化：传感器将具备更强的自主学习和自适应能力，能够根据环境和任务的变化来自动调整参数和模型，提供更加精准和个性化的服务。
4.多功能化和多源融合：传感器将不再局限于单一或少数物理量的感知，而是能够同时感知多个不同的物理量，实现多功能化和多源融合。
5.网络化和互联化：传感器将通过网络连接实现实时数据传输和远程控制，构建起一个庞大的传感器网络，实现对环境的全方位监测和控制。
化学传感器技术的发展趋势与应用
化学传感器技术的发展趋势与应用随着科技的不断进步，化学传感器技术在各个领域的应用越来越广泛。
化学传感器是一种能够检测和测量特定化学物质的设备，它通过将目标物质与一种特定的化学反应结合，将目标物质转化为可测量的信号。
化学传感器技术的发展趋势涉及到传感器的敏感性、选择性、稳定性、快速响应性以及智能化方面的进步。
首先，化学传感器技术的发展趋势之一是提高传感器的敏感性。
敏感性是指传感器对目标物质的检测能力。
当前的研究重点是开发新的传感材料和结构，以提高传感器对目标物质的识别和检测能力。
例如，纳米材料的引入可以大大提高传感器的敏感性，因为纳米材料拥有更大的比表面积和更好的电子传输性能。
此外，一些新型的光学和电化学技术也广泛应用于提高传感器的响应速度和敏感性。
其次，化学传感器技术的发展趋势之二是增强传感器的选择性。
选择性是指传感器对目标物质的识别能力，即只对目标物质具有响应，而不受其他物质的干扰。
目前，研究人员致力于发展新的选择性传感材料，例如分子印迹技术、薄膜传感器等。
利用这些技术，传感器可以针对特定化学物质进行定制，从而提高传感器的选择性。
第三，化学传感器技术的发展趋势之三是提高传感器的稳定性。
稳定性是指传感器在长期使用中的性能保持能力。
由于化学传感器常常被应用于复杂和恶劣的环境中，例如高温、高湿度和强腐蚀性环境，因此传感器的稳定性尤为重要。
目前，研究人员正在开发新的材料和涂层，以提高传感器的稳定性，并减少因外部环境变化而导致的误差。
第四，化学传感器技术的发展趋势之四是提高传感器的快速响应性。
快速响应性是指传感器能够在短时间内对目标物质做出快速的响应。
随着科技的不断进步，研究人员已经能够发展出响应速度更快、时间更短的传感器。
这种快速响应的传感器在即时监测以及实时反馈方面具有重要的应用价值。
快速响应的传感器可以应用于环境监测、食品安全检测以及医学诊断等各个领域。
最后，化学传感器技术的发展趋势之五是实现传感器的智能化。
化学传感器技术的发展与应用
化学传感器技术的发展与应用在现代科学技术的高速发展下，化学传感器技术得到了广泛的应用和发展。
化学传感器是一种能够检测和测量目标物质的化学信息并将其转化为可观测信号的装置。
本文将介绍化学传感器技术的发展历程以及其在生活和工业领域中的应用。
一、化学传感器技术的发展历程化学传感器的概念最早可以追溯到19世纪。
当时，人们发现某些物质的电导率会随着环境中某种化学物质的浓度变化而变化，从而奠定了化学传感器的基础。
随着电子技术的发展，化学传感器逐渐变得更加灵敏、精确和可靠。
在20世纪60年代和70年代，化学传感器技术迎来了一次革命性的突破。
提出了许多新的传感原理和材料，如光学传感器、电化学传感器和生物传感器等。
这些新的传感器原理和材料为化学传感器技术的进一步发展奠定了基础。
21世纪以来，纳米技术的快速发展为化学传感器技术的创新提供了新的机遇。
纳米材料的引入使得传感器的灵敏度和选择性得到了极大的提高。
另外，智能化、微型化和便携化等新技术的应用，也使得化学传感器在实际应用中更加方便和可靠。
二、化学传感器技术的应用领域1. 环境检测化学传感器广泛应用于环境检测领域。
例如，通过测量臭氧浓度来监测空气质量，测量水中的PH值来判断水质污染程度等。
化学传感器的高灵敏度和高选择性是保证环境检测结果准确可靠的关键。
2. 医疗诊断化学传感器在医疗诊断中的应用也越来越广泛。
例如，通过测量血液中某种物质的浓度来判断患者的身体状况，检测呼气中的气体成分来诊断疾病等。
化学传感器能够实时、非侵入性地监测体内的化学信息，为医生提供准确的诊断依据。
3. 工业生产化学传感器在工业生产中的应用也非常广泛。
例如，在化工厂中，通过测量反应过程中某种物质的浓度来控制反应的进行，提高产品质量和产量。
在食品工业中，化学传感器可用于检测食品中的添加物和污染物，保障食品安全。
4. 安全监测化学传感器还可以用于安全监测领域。
例如，通过测量燃气中有害气体的浓度来判断是否存在火灾和爆炸的风险，检测饮用水中的有害物质浓度来保障公众健康等。
化学传感器及其应用
化学传感器及其应用化学传感器是一种利用化学原理实现检测、监测、分析等功能的器件。
随着科学技术的不断发展，化学传感器在多个领域得到了广泛应用，其具有极高的灵敏度和选择性，能够实现对微量化合物的检测和监测。
本文将重点介绍化学传感器及其应用。
一、化学传感器的分类化学传感器根据原理和实现方式的不同可以分为多种类别，其中最常见的包括：1. 光学传感器：利用光学原理实现物质检测，可分为吸收、荧光、散射、表面等多种类型。
2. 电化学传感器：基于电化学原理测量物质浓度，通常包括电解质传感器和电极传感器等。
3. 生物传感器：利用生物体系如酶、细菌等特定的生物元素实现对物质检测。
4. 气敏传感器：利用重量变化、电阻变化等物理参量变化实现气体集成检测。
此外，还有许多其他类型的传感器，如声波传感器、压力传感器、磁敏传感器等。
二、化学传感器的研究进展1. 具有可扩展性的DNA纳米结构传感器DNA纳米结构是具有自组装性和高度可控性的针对不同分子类型的高精度传感材料。
最近，科学家们发现在DNA纳米结构上引入单链连接器可以进一步提高其灵敏度和选择性。
通过引入可变长度的连接器，DNA纳米结构传感器能够实现对分子浓度更高、更为复杂的检测，这种传感器还具有可扩展性、可调控性和可重复性等优点，适用于多种环境中的物质检测和分析。
2. 新型石墨烯气敏传感器石墨烯是一种新型的二维材料，由单层碳原子构成，具有较高的导电性和化学惰性。
利用石墨烯的特性，科学家们研制出新型气敏传感器，实现对多种气体的高灵敏检测。
这种传感器具有响应迅速、稳定性高等特点，可用于环境监测、医疗诊断等多个领域。
3. 基于光学纳米带的化学传感器光学纳米带具有可调控的光学属性和较高灵敏度，可用于实现对微量物质的检测和监测。
在这种传感器中，基于光学纳米带的光学信号可以用于检测不同的化合物、生物分子等。
这种传感器常用于食品检测、医学检测等领域。
三、化学传感器的应用化学传感器在多个领域得到了广泛应用，主要包括：1. 环境监测化学传感器具有较高的灵敏度和可靠性，可用于实现对水、空气和土壤等环境的检测和监测，对环境质量的评估具有重要意义。
化学传感器的研究进展分解
电流型气体传感器
电流型气体传感器(AGS )，属于电气传感器的一个大且重 要的一个分类，有着悠久和丰富的历史。其在环境监控， 医疗健康，工业安全保障监督和自动化工业上的应用受到 越来越大重视[4]。电流式传感器既能满足一般检测所需要 的灵敏度和准确性，又有体积小、操作简单、携带方便、 可用于现场监测又价格低廉等优点。所以，在目前已有的 各类气体检测方法中，电化学传感器占有很重要的地位， 越来越引起国内外专家学者的普遍关注和成为竞相研发的 热点项目之一。各种基于电阻、电位或氧化还原电流转化 的电化学传感器得到了广泛的研究.
气体传感器的应用
光纤化学传感器
光纤化学传感器，在分析化学领域开辟了一片新天地。利 用化学发光、生物发光以及光敏感器件与光导纤维技术制 作传感器。特别是光导纤维传感器及以光导纤维为基础的 各种探针技术，具有响应快、灵敏度高、抗电磁干扰能力 强、体积小、功耗小、耐高温与腐蚀等特点，能够使多个 光纤传感器共用同一根光纤、同一光源和同一信号检测设 备，从而降低了系统成本，易于组成光纤传感网络。尤其 是光纤传感器具有抗电磁干扰能力，这一特性使它在强电 磁干扰或恶劣环境中仍然能够实现在线监测。光纤化学传 感器在过程分析中具有很大的应用潜力，十儿年来得到了 突吃猛进的发展，成为化学传感器研究的新方向[22]
化学传感器的研究进展分解
化学传感器的概念
化学传感器(chemical sensor)通常描述成一种分析方 法，这种分析方法更适合于被称作“分析化验”或者 “感觉系统”，但是化学传感器通常是连续的获得数 据信息，而感觉系统获得信息是不连续的[2]。在R. W . C atterall的著作[3]中将化学传感器定义为一种装 置，通过某化学反应以选择性方式对特定的待分析物 质产生响应从而对分析质进行定性或定量测定。此传 感器用于检测及测量特定的某种或多种化学物质。
化学传感器及应用
化学传感器及应用化学传感器是一种能够检测和测量物质浓度或特定化学参数的装置或系统。
它们通常基于化学反应原理，并与电子、光学或生物技术结合，将化学信息转化为可量化的电信号或可视化的信号。
化学传感器在许多领域广泛应用，包括环境监测、食品安全、医疗诊断、工业检测等。
化学传感器的工作原理主要基于化学反应和信号转换。
化学反应是指传感器与目标物质之间的相互作用，在此过程中产生信号。
信号转换是将化学反应的结果转化为可读取的电信号或光信号。
在具体的应用中，化学传感器可以采用不同的检测原理和技术，下面将介绍几个常见的化学传感器及其应用。
一、气体传感器气体传感器是一种常见的化学传感器，用于检测空气中的气体浓度或环境中有害气体的存在。
常见的气体传感器包括氧气传感器、二氧化碳传感器、氮气传感器等。
这些传感器通常基于电化学原理或光学原理。
它们广泛应用于工业流程控制、建筑安全、环境监测等领域。
二、生物传感器生物传感器利用生物体或生物分子与目标物质的特异性相互作用，实现对目标物质的检测和测量。
生物传感器的应用非常广泛，包括医学诊断、食品安全、环境污染检测等。
例如，著名的葡萄糖传感器就是一种生物传感器，广泛应用于糖尿病患者的血糖监测。
三、光学传感器光学传感器利用光的特性来检测和测量化学物质的存在和浓度。
它们通常采用光谱学原理和光学仪器，如红外光谱、紫外光谱、荧光光谱等。
光学传感器在环境监测、食品质量监测、医疗诊断等领域有广泛的应用。
例如，光纤传感器可以实现对温度、压力、湿度等参数的监测，适用于需要远程监测或复杂环境下的测量。
四、电化学传感器电化学传感器利用电化学方法来检测和测量化学物质的浓度或特性。
它们常常基于电极和电解质的相互作用，通过测量电流或电压的变化来获得化学信息。
电化学传感器广泛应用于环境监测、生物分析、电化学工业等领域。
例如，pH传感器是一种常见的电化学传感器，用于监测溶液中的酸碱性。
化学传感器的发展已经取得了很大的进展，越来越多的新型化学传感器被设计和开发出来。
化学传感器技术的发展和应用前景
化学传感器技术的发展和应用前景化学传感器技术是一种基于化学反应原理的传感器技术，它能够通过识别和量化物质的化学特性，有效地探测环境中的各种物质的存在和浓度变化。
在过去的数十年中，随着纳米技术、生物技术和电子技术的飞速发展，化学传感器技术已经取得了重大的突破，并在工业、医疗、农业、环境保护等领域得到了广泛的应用。
本文将从化学传感器技术的发展历程、应用领域、技术优势和发展趋势四个方面进行探讨。
一、化学传感器技术的发展历程化学传感器技术是近几十年来科技发展的产物，起源于20世纪60年代末。
最早的化学传感器主要是利用金属氧化物、导电高分子等响应物质对气体和气相污染物的敏感性进行测量，展现了其准确性和实用性。
而后，随着电子技术、微电子技术、纳米技术和光学技术的不断进步，化学传感器技术在实现对多种化学物质测量的同时，还可以快速、准确地捕捉和分析微小的化学信号。
现在化学传感器技术不仅可以用于气体测量，还可以与生物技术相结合，实现对液体和固体物质测量，逐渐成为研究和应用领域的重要工具之一。
二、化学传感器技术的应用领域1. 工业：化学传感器技术在工业领域中可用于实时监测化工生产过程中的有害物质浓度，提高安全性和产量，还可以通过电子鼻等传感器技术，用于检测在线故障等问题。
2. 医疗：化学传感器技术可以帮助医生或者患者进行医学诊断和治疗方案的选择，并且还可以降低医疗成本，提高医疗质量。
例如，在糖尿病的治疗中，正在研究一种基于化学传感器技术的“智能注射器”，该注射器通过测量实时的血糖水平来自动调节胰岛素的注射量，从而提高糖尿病患者的治疗效果。
3. 农业：化学传感器技术可以实现对农作物的智能管理，可通过对约定参数的敏感检测来防止虫害、病毒、化学污染和恶劣天气灾害的影响。
该技术的应用，不仅可以提高地球资源的管理，还可以大幅降低整体农药使用量、提高粮食生产效率和防治农业生产中的疾病。
4. 环境保护：化学传感器技术可以用于水质、空气和土壤监测，对环保工人、环保专家及各级政府单位提供有力的科学依据和技术支撑。
化学化学传感器技术及应用
化学化学传感器技术及应用近年来，随着科技的不断更新和生活方式的不断变化，化学化学传感器技术得到了广泛的应用。
它是一种基于化学原理，通过特殊的材料或组合，可以快速反应特定化学物质并将其转化为可测量的信号而得以实现的新型技术。
化学传感器技术在环境保护、医疗、生物检测、食品卫生、工业生产等方面发挥着非常重要的作用。
一、化学传感器技术的基础原理化学传感器技术在测量物理量（温度、压力等）之外，主要是通过特殊的材料或组合来反应特定化学物质，其基础原理主要可以分为五类：1. 直接电化学检测原理：检测原理基于电极表面与电解质溶液之间的物质交换反应，它利用氧化还原反应，将目标分析物与感测电极反应，在电极表面产生电流信号，这个信号会随着被检测化学物质的浓度而改变。
2. 间接电化学检测原理：检测原理基于电极表面与电解质溶液之间的物质交换反应，但对于目标物质与电极的反应不是氧化还原反应，而是其他形式的反应，例如减少反应和氧化反应等。
3. 光学检测原理：检测原理基于传感区域中某种膜材料对于待测物质的选择性吸附和/或反应，测量方法可以通过吸收光谱法、荧光光谱法等。
4. 机械检测原理：检测原理基于感应器件与其环境之间的物理交互，例如机械压力、机械变形等，这些变化会引起电信号的变化，从而报告目标的信息。
5. 热学检测原理：检测原理基于感应器件与其周围环境的热交换作用，对于传感介质的性质和温度特性非常敏感，从而可以根据表面温度变化推断目标物质的存在或风险。
二、化学传感器技术的应用化学传感器技术具有广泛的应用，随着科技的不断升级，该技术被广泛应用于以下方面：1. 环境保护方面：化学传感器技术的应用可以追踪、监测和回收污染物，减少对环境的损害，预防生态惨剧的发生。
2. 医疗方面：化学传感器技术可以用于生物分子的检测，从而提供给医生们更加准确的医疗诊断结论，使得医疗治疗节约时间、精力和资金，提高治疗成功率。
3. 生物检测方面：化学传感器技术可以用来检测生物分子的活性，从而进一步了解生物体系与吸收、药物吸收、代谢等生理过程，更好地保护人们的健康。
光电化学传感器的研究进展
光电化学传感器的研究进展摘要：光电化学传感器是电化学传感器的一种改进型，不仅器件简单、操作方便、响应速度快、成本低、易于微型化，而且具有较低的检出限和较高的敏感度。
鉴于上述优势，越来越多的科研人员将工作重点转向光电化学领域。
综述了近年来光电化学传感器的研究进展。
关键词:光电化学发光;生物传感;进展引言：光电化学与生物传感技术是光电化学分析技术与生物传感技术相结合的一种新型检测方法。
它有很多独特的优点。
因此，光电传感器在分析化学领域占有重要地位，并将具有优越的分析性能，定量分析各种物质的测量。
本文分析了光电化学传感器的发展现状、检测原理及发展趋势。
1光电流产生的机理光电流是由以下两种机制产生的: (1)当在溶液中存在还原剂时，物质从激发态还原到基态，光照到材料表面，从基态到激发态，即 PEC反应，以此类推，产生连续的光电流;(2)在电子给体或受体分子的情况下，激发态分子与猝灭剂分子之间发生电子转移反应，产生的分子氧化或还原态进一步从电极表面获得或失去电子，产生电流，光活性材料返回基态，周期为连续光电流。
光电流分为阳极光电流和阴极光电流两种形式。
以无机半导体纳米粒子为例，在光条件下，当无机半导体纳米粒子吸收高于其自身带隙能量的能量时，纳米粒子的子电子由价带跳跃到产生的电子空穴对的传导带而产生，然后受激发的电子重新组合或转移。
如果来自导带的电子转移到电极表面，当电子给体在溶液中被价带中的空穴捕获时，电子给体产生绿色阳极光电流，另一方面，如果导带中的电子转移到溶液中的电子受体，电子从电极转移到带孔上的价电子，阴极光电流就产生了。
2 PEC生物传感器的原理及分类该PEC生物传感器主要基于电流/电压信号的变化通过电极来监测相应的生物特征识别反应。
在光条件下，激发光电活性物质的光电性能，并将被测物体与连接在光电材料上的识别探头结合起来，改变光电活性物质本身产生的光电电压或光电流，这种电阻效应在一定范围内，数值的变化与被测物质的浓度之间存在函数关系，因此可以通过改变待测物质的光电压或光电流来检测目标。
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文章编号:100525630(2004)0420057205光化学传感器及其最新进展Ξ徐艳平,顾铮先,陈家璧(上海理工大学光电功能薄膜实验室,上海200093) 摘要:从传感器材料、检测方法及传感器结构几方面,围绕光化学传感器的灵敏度、选择性和稳定性展开讨论,总结了光化学传感器近年来的最新进展,并对其今后的发展方向做出展望。
关键词:光化学传感器;光纤传感器;表面等离子体激元共振中图分类号:T P 212.14 文献标识码:ARecen t develop m en ts of optica l che m ica l sen sorsX U Y an 2p ing ,GU ZH eng 2x ian ,CH EN J ia 2bi(L abo rato ry of Pho to 2electric Functi onal F il m s ,U niversity of Shanghai fo r Science and Techno logy ,Shanghai 200093,China ) Abstract :T he state 2of 2the 2art of op tical chem ical sen so rs is stated in th is p ap er abou t sen so rm aterials ,detecti on m ethods and sen so r structu res.T he p rop erties of op tical chem ical sen so rs such as sen sitivity ,selectivity and stab ility are discu ssed .Fu tu re p ro sp ects of op tical chem ical sen so rs are discu ssed .Key words :op tical chem ical sen so rs ;fiber op tic sen so rs ;su rface p las m on resonance1 引 言光化学传感器是利用敏感层与被测物质相互作用前后物理、化学性质的改变而引起的传播光诸特性的变化检测物质的一类传感器[1]。
光化学传感器与其它原理的传感器相比,具有安全性好、可远距离检测、分辨力高、工作温度低、耗用功率低、可连续实时监控、易转换成电信号等优点。
随着光纤技术及光集成技术的迅猛发展,光化学传感器引起了人们的极大关注,并且已经广泛地应用于工业、环境、生物医学的检测中[2]。
现首先总结了无机材料(氧化物半导体)和有机材料的应用,并介绍了溶胶凝胶工艺制备光化学传感器敏感材料方面的最新进展以及生物敏感材料。
其次介绍了光谱法、干涉法、表面等离子体激元共振(su rface p las m on resonance ,SPR )等传感器检测方法的最新进展。
最后对今后光化学传感器的发展做出展望。
2 传感器材料敏感材料作为光化学传感器的重要组成部分,将直接影响传感器的各种性能,如稳定性、选择性、灵敏度和响应时间。
现在研究最多的是氧化物半导体、有机半导体材料、生物识别材料等。
现将从无机材料、有第26卷 第4期2004年8月 光 学 仪 器O PT I CAL I N STRUM EN T S V o l .26,N o.4A ugu st,2004Ξ收稿日期:2003209211基金项目:上海市曙光计划资助项目(02SG 01),上海市科技发展基金资助项目(01F 032)作者简介:徐艳平(19772),男,山东烟台人,在读博士生,主要从事光电功能薄膜及其传感器、光电精密测量与工程方面的研究。
机材料、溶胶凝胶材料、生物敏感材料几方面介绍光化学传感器敏感材料。
2.1 无机材料氧化物半导体是最常见的气敏材料。
氧化物半导体材料对光、热、压力、磁场、辐射、湿度、气体、离子等都很敏感,并能以电信号的形式输出。
目前传感器的发展趋势是微型化、集成化、多功能化,而半导体工艺技术在制作传感器上又有独到之处,因此半导体传感器将在传感器领域中占有越来越重要的地位。
早在30年代,人们发现氧化物半导体与O 2、CO 2等气体接触时,其电导率与功率函数发生变化的现象,直到60年代才利用这些半导体表面效应进行气体成分的检测。
1988年,郑顺旋和Gh i o tti G 发现:SnO 2接触还原性气体后,光透射率和反射率随周围气体性质及浓度而变化。
由于氧化物半导体的电导与介电常数、折射率之间的内在联系,因此人们将目光从“气敏—电导”型气敏传感器转向“气敏—光学”传感特性的研究。
由此开始了金属氧化物半导体的光化学传感器研究。
Si O 2是目前化学气体传感器中应用最广泛的基体材料。
其传感机制基于检测气体引起的晶界的位垒变化。
Ga 2O 3与Si O 2完全不同,其传感机制基于检测载流子迁移率变化,这样使得Ga 2O 3的电导率变化易再现且稳定性周期长。
在Ga 2O 3薄膜表面沉积一层表面改性的In 2O 3膜后,对臭氧气体检测的灵敏度和选择性明显提高,尤其是在600℃时达到最大值30pp b 。
沸石(Zeo lites )是一种一维、二维或三维孔状结晶氧化物。
由于巨大的表面积以及可变的亲水性和疏水性,使得它们可以有选择性地吸附小分子,因此非常适合于化学传感方面的应用,如纳米沸石薄膜已经用在石英晶体微量天平上[3]。
多孔硅材料在NO 2气体检测方面也具有突出的优点,在干燥空气中可检测出12pp b 的NO 2,在潮湿的空气中则可检测出50pp b 的NO 2气体[4]。
2.2 有机材料有机气敏材料有酞菁、卟啉、卟吩及它们的衍生物等。
由于它们具有环状共轭结构而具有半导体性质,吸附的气体与有机半导体之间产生电子授受关系,故通过检测因气体与有机半导体相互作用导致的光学性质的变化,即可检测气体分子存在的信息;有机分子的修饰或改性比较容易,对材料的光电性能的调节、气体(或被测分子)选择性的提高、以及加工性能的改善等方面均表现出明显的优势,因此有机半导体研究及相应敏感器件的开发倍受关注。
有机半导体气敏器件获得高灵敏度和响应时间的关键主要取决于能否获得均匀整齐排列的有机分子薄膜层。
LB 膜(langm u ir 2b lodgett )是一种超薄有机薄膜,LB 技术是几种在分子水平上制备超薄膜的先进技术之一,它适用于设计新型功能材料或构筑器件结构,现已较好地应用于气体传感器中。
与其它成膜技术相比,LB 膜具有其固有的特点:可在分子尺度上设计薄层结构,所以可精确控制膜厚;在膜层内分子呈二维有序排列,因此在用于气体探测时,薄膜的超薄性应该导致敏感层电学和光学参数的最大变化;膜层内分子的有序排列和良好的重复性可使响应时间缩短。
偶氮染料是一种非常有效的检测NO 2气体的材料,利用LB 技术将小分子偶氮材料附到聚硅氧烷链中,制成约Κ 4厚的薄膜,其响应速度可达到几十秒,灵敏度高达90pp b [3]。
当化学敏感材料对光纤覆层进行改性后,覆层材料的光吸收系数和折射率将发生变化,对化学物质的检测将更加灵敏。
Yuan J M 等用聚苯胺取代光纤的一部分覆层,制成了简单的、灵敏的、低成本的光纤传感器。
当光纤暴露在化学物质如氨气和HC l 气体中时,聚苯胺将与化学物质发生反应,其光吸收系数和折射率将发生变化。
例如暴露在氨气中时折射率是1.94,而暴露在HC l 气体中时折射率变化到2.43[5]。
利用各种技术,LB 薄膜气体传感器已具有足够的探测灵敏度,然而至今采用的LB 膜材料大多局限于探测几种电子受体型气体种类。
因此,拓宽敏感探测材料,提高材料的稳定性和可靠性,设计与合成新的化合物、开发图形识别方法可能是今后研究开发中考虑的重点。
2.3 溶胶凝胶材料溶胶凝胶工艺因其工艺过程的灵活性、多变性,特别是能在低温下将化学和生物试剂包埋在无机或有机、无机(二氧化硅)复合材料形成的玻璃态材料中而成为一种简单地制备光化学传感器敏感材料的技术[1]。
目前该工艺的研究热点是利用有机、无机复合材料制备具有奇特物理、化学性能的新颖的多孔材・85・ 光 学 仪 器第26卷料[6]。
根据聚合物及其与无机组分的相互作用类型,其制备方法主要有:(1)直接将可溶性聚合物嵌入无机网络;(2)通过共价键作用将聚合物嵌入无机网络;(3)有机、无机互穿网络。
溶胶凝胶在制备多孔敏感材料方面有其独特优点。
例如M aria L C M 等采用溶胶凝胶技术制备混合多孔材料四甲氧基硅烷(TM O S )和甲基三甲氧基硅烷(M eTM O S )。
实验证明该工艺简单,基体的许多参数如多孔性、极化率、厚度容易控制。
这种材料适合于检测空气中的有毒气体苯和甲苯,用其制成的传感器可工作8h ,对苯的灵敏度测量下限可达60pp b ,测量上限至1000pp b [6]。
通常利用溶胶凝胶的固有老化(aging )特性获得多孔材料,这种方法能增加多孔性但降低了薄膜的折射率。
W ongcharee K 等采用添加聚乙二醇(PEG )的方法来制备多孔薄膜进而增加薄膜折射率,实验同时证明若这两种方法结合使用能更有效地增加膜层的透射率,最大可达99.7%,从而使得光气敏特性显著提高[7]。
2.4 生物敏感材料生物传感器常用的生物识别元素有酶、完整细胞、抗体、核酸、仿生聚合物等。
专一性和敏感性是生物传感器主要性能参数。
其中专一性主要与生物受体分子的固有绑定能力有关,而敏感性则与生物元素和传感器类型有关。
生物酶是生物传感器中使用最多的识别感受体。
其优点是:(1)能催化的反应最多;(2)能检测的分析物范围很广;(3)具有不同的换能原理以检测待测的分析物。
酶一般是天然的蛋白质,能够连续检测某一特定的化合物,选择性和灵敏度高,与其它生物受体相比检测速度更快。
酶在溶液中稳定性不好,需要固定才能重复使用。
常见的固定方式有:共价键、物理吸附、交联、封装、包埋等。
固定基底的选择取决于待检测生物分子的特性和所采取的固定生物酶的方法。
广泛采用的基底有聚合物薄膜、凝胶、LB 膜、炭、石墨、硫辛酰胺脱氢酶、导电聚合物等。
L i C I 等采用溶胶凝胶技术封装乳酸脱氢酶来检测乳酸盐,稳定时间长达3周,可检测0.2mm o l～1mm o l 的乳酸盐[8]。
Do st álek J 等将集成光波导SPR 传感器与生物分子识别元素(人绒毛膜促性腺激素单克隆抗体)一起使用,可检测出1m l 的浓度为1%的牛血清清蛋白溶液中2×10-9g 的人绒毛膜促性腺激素[9]。
3 传感器检测方法光化学传感器是利用光与物质之间的相互作用如:吸收、色散(折射率变化)、反射(镜面反射、漫反射)、散射(拉曼散射)、透过率变化、荧光淬灭等,来监控待测物质与传感器之间的相互作用[1]。