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电化学传感的技术原理、传感类型与应用

        顶点光电子商城2025年4月8日消息:电化学传感器通过检测目标物质在电极表面的电化学反应(如氧化还原反应)产生的电信号(电流、电压或阻抗变化)来实现定量或定性分析。


         其核心组件包括:工作电极(WE),发生目标物质的电化学反应(如葡萄糖氧化)。  对电极(CE),提供电流回路,维持电中性。  参比电极(RE)(可选),提供稳定的电位参考。  电解质,离子导电介质(如液体电解液或固态聚合物)。  


          检测机制:电流型(安培法),测量反应电流(如O₂传感器、血糖仪)。  电位型,测量电极电位变化(如pH传感器、离子选择性电极)。  阻抗型,分析界面阻抗变化(如生物分子相互作用检测)。  


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          应用领域方面,应用于医疗健康:  血糖监测(电化学酶电极),乳酸、尿酸检测(便携式生物传感器)  ;环境监测:  大气污染物(NOₓ、SO₂)检测,水质分析(重金属离子、BOD/COD)  ;工业安全:  可燃气体(H₂、CH₄)和有毒气体(CO、H₂S)检测,电化学气体传感器用于防爆设备; 食品与农业:农药残留检测,新鲜度监测(如鱼类腐败产生的胺类);新兴领域:可穿戴传感器(汗液电解质分析),微生物燃料电池(BOD传感)。  


          技术优势与挑战,优势:高灵敏度(可检测ppm级浓度);快速响应(秒级至分钟级);易于微型化(集成到便携设备)。  挑战:电极易污染或钝化(需定期校准);选择性受干扰物质影响(如交叉敏感)。  


        电化学传感器因成本低、适用性广,已成为物联网(IoT)、POCT(即时检测)和智能工业的核心组件。未来趋势包括纳米材料修饰电极、无酶传感和柔性电子集成。