【摘要】：電化學阻抗法作為一種常見的電化學傳感檢測手段,其具有靈敏度高、操作簡單和出結果快等優(yōu)點,因此特別適合集成微陣列以及小型化的裝置。在本文中,設計并研發(fā)了基于智能手機的電化學阻抗傳感檢測系統(tǒng),該檢測系統(tǒng)主要由小型化的傳感器、便攜式檢測裝置和智能手機組成。其中傳感器由石墨烯、氧化鋅和硝酸纖維素膜復合修飾的叉指電極構成,用來特異性感受目標分析物。便攜式檢測裝置則通過電化學測試原理將傳感器的化學響應轉化為對應的電學信號并加以處理。智能手機通過藍牙等通訊方式控制檢測裝置、傳輸并顯示目標分析物的濃度信息。然后,將該檢測系統(tǒng)用于揮發(fā)性有機物(volatile organic compounds,VOCs)的實時檢測。結果顯示該檢測系統(tǒng)對特定的VOCs有電化學阻抗的響應,但是不具備特異性,因此通過不同氣體具有不同的特征頻率點對氣體成分進行進一步地區(qū)分。特別地,人體呼出氣中的一些VOCs氣體如丙酮可以作為一些疾病如糖尿病等的疾病標志物,從而通過監(jiān)測人體呼出氣中特定氣體成分對相應疾病進行無創(chuàng)快速監(jiān)測。最后,通過對劇烈運動前后人體呼出氣成分改變的檢測獲取呼出氣中特定氣體的濃度情況,檢測結果顯示基于智能手機的檢測系統(tǒng)可以用于醫(yī)療診斷的實際應用中。因此,基于智能手機電化學阻抗檢測系統(tǒng)提供了 一個便攜且快速的方法用于檢測呼出氣中潛在的疾病標志物VOC氣體,可以用于一些疾病的早期診斷。
【圖文】：

因此被廣泛應用于環(huán)境水和空氣污染監(jiān)測、食品質量監(jiān)管和醫(yī)療衛(wèi)生健康等逡逑領域中［４＇５］。逡逑一般來說，電化學傳感系統(tǒng)包括三部分俎成，如圖１．１所示，包括電化學傳逡逑感器、檢測裝置和控制終端組成。其中，電化學傳感器通常是由換能器和固定在逡逑上面的特異性敏感元件構成的，它能夠將目標待測物與敏感元件反應產生的生化逡逑信號轉化為可以被測量到的電信號，如電流、電位和電阻等參數(shù)；撿測裝置通常逡逑是由一系列電路元件構成，可以通過不同的電化學激勵模式實時采集電化學傳感逡逑器上傳回的電信號，并通過通信模塊傳至控制終端。最終控制終端對信號進一步逡逑分析處理，根據(jù)電化學方法提取與目標物相關的參量，探尋參量與目標物濃度之逡逑間的線性相關性，即可實現(xiàn)對目標物的定性和定量檢測分析。逡逑選邐換邐｜邋．檢邐｜結逡逑擇逡逑待測物邐＾邋化學信號邐

液中的氧化還原反應，因此可以通過持續(xù)檢測電流信號來達到對待測物的實時檢逡逑測。通過常見的葡萄糖傳感器可以了解電流型電化學傳感的基本原理及構成［７＿８］。逡逑如圖１．邋２所示，葡萄糖氧化酶（ｇｌｕｃｏｓｅ邋ｏｘｉｄａｓｅ，ＧＯＤ）被半透膜通過物理吸附的逡逑方法固定在靠近鉑電極的表面，葡萄糖與ＧＯＤ反應會生成兩個電子和兩個質子，逡逑同時還原了邋ＧＯＤ。還原態(tài)的ＧＯＤ在氧氣和電子的存在下經過反應后生成氧化氫逡逑和氧化態(tài)ＧＯＤ，邋ＧＯＤ回到最初狀態(tài)又可以與更多的葡萄糖發(fā)生反應，從而產生逡逑更多的電子。在工作電極（如鉑電極、金電極等）和對電極（銀／氯化銀電極等）逡逑兩電極的測量體系中，由于電化學電位的作用下，，一個分子的過氧化氫會分解并逡逑產生兩個電子的轉移，在兩個電極之間產生電流，因此通過檢測兩電極之間的電逡逑流大小反映溶液體系中的葡萄糖濃度，從而構建了對葡萄糖進行快速檢測的電流逡逑型電化學傳感方法。逡逑ＧＯＤ逡逑Ｃ（＞Ｈｉ２0６邋＋邋0２邋邐＾邋Ｃ６Ｈｉ00ｓ邋＋邋Ｈ２0２逡逑葡萄糖逡逑葡萄糖氧化酶逡逑氧邐過氧化氫逡逑或者邐或者逡逑氧化介質邐、’還原介質逡逑電極逡逑圖１．２電流型電化學葡萄糖傳感器的基本原理。逡逑３逡逑
【學位授予單位】：浙江大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：O657.1;R446

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本文編號：2683161