[发明专利]一种电化学检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及电化学检测领域，特别是一种基于非线性共振现象的针对溶液中特异性物质的特征信息进行检测的电化学检测方法。 

背景技术

近年来，食品安全问题屡屡浮出水面成为公众关注的焦点，在近年来发生的重大食品安全事件中，一些商家往往会在食品中非法添加一些劣质原料、防腐剂、调味剂、色素等物质，甚至一些会对人体造成重大损害的不明物质，因此，目前急需一种能够对这些添加的不明物质进行特异性的定量和定性的检测手段。例如，奶粉中三聚氰胺分子的检测则成为研究的热点，卫生部也已向全国征集了超过300种的地沟油检测方法等等。 

电化学检测是一种利用物质的氧化还原特性，通过测量溶液中的电化学参数的变化，确定待测物质特性信息的方法。现有技术一般在溶液中设置工作电极、对电极和参比电极，通过向溶液中施加具有一定电流、电位强度的电信号作为激发信号，激发溶液中发生氧化还原反应，使溶液的电化学参数产生相应的变化，即响应信号。通过测定溶液中的响应信号，电化学检测仪器能够精确测定溶液中待测物质的特性信息，但在实际检测过程中却存在基线漂移、检测精度和重复性较差等制约因素。之所以出现上述制约因素，是因为待测溶液中存在干扰物质，或者是电子检测仪器本身存在一些缺陷。也正因此，溶液中往往会存在大量的背景电噪声，使溶液中表征待测物质特征信息的信号峰湮没在背景电噪声中，导致电化学检测仪器无法将其与背景电噪声相区别，影响了检测的结果和精度。 

本发明提供一种能够解决上述技术问题的改进的电化学检测方法。 

发明内容

非线性信息分析技术近年来得到飞速的发展，其中颇具有代表性的是非线性共振（随机共振）技术。基于上述技术，本发明在待检测溶液中施加一个外源性的白噪声或者色噪声电位信号。在该外源性电噪声信号的协助下，待测溶液中产生非线性共振现象。非线性共振，是在非线性信号传输过程中，通过调节外噪声的强度或者系统其它参数，使系统输出达到最佳值，实际上也可以认为是输入信号（激发信号）、非线性系统、噪声的有效协同状态。一般情况下，双稳态模型中输入外力可以认为是理想电子舌系统的信号，信号内秉噪声是检测过程中引入的信道噪声，而双稳态系统的输入（信号加内秉噪声）作为电子舌系统实际的检测信号。在外加激励噪声的激励下，系统产生随机共振，此时输出信号大于输入信号，起到了信号放大的作用。待测物质的信号特征得到显著增强，此时信号内秉噪声的能量在非线性共振协同状态的辅助下向特征检测信息转化，从而放大了原本微弱的检测信号，同时降低了检测的背景噪声，使得检测信息更加容易被电化学检测系统准确“捕捉”，从而提高了电子舌味物质成分识别的准确度，使得溶液中的特定成分信息更加易于检出。由此，本发明提供一种利用上述非线性共振现象的改进的电化学检测的方法。该方法能够克服上述由于背景电噪声信号的存在而导致的待测物质特征信号峰被湮没的技术问题，能显著提高现有电化学检测仪器的灵敏度和检测能力。 

本发明提供了以下技术方案以实现上述技术目的： 

电化学检测方法，使用电化学检测仪器对溶液中待测物质的特征信息进行检测，包括：

a.通过所述电化学检测仪器的标准电极或者集成了标准电极的传感器阵列向溶液中施加激励信号；

b.向溶液中施加调制噪声，在调制噪声与激励信号之间产生非线性共振的共同激发下，溶液中生成响应信号；

c.通过所述电化学检测仪器的信号采集单元采集响应信号；

d.使用非线性数据分析软件对所得响应信号进行分析，获得相应检测曲线；

e.根据分析所得检测曲线与待测物质的特征信息之间的对应关系，计算待测物质的特征信息；

其中，所述调制噪声为白噪声电信号、色噪声电信号，或者是通过在溶液中加入耐氧化的极性或者非极性的微球所产生的噪声。

作为优选，所述施加调制噪声形式的步骤具体包括，通过设置在溶液中并与外源性噪声发生器相连接的噪声电极将上述噪声发生器产生的白噪声电信号或者色噪声电信号加载到溶液中的步骤。 

作为优选，所述施加调制噪声形式的步骤具体包括，在溶液中加入耐氧化的极性或者非极性的微球。 

作为优选，所述激励信号为在预定时间流过溶液的电流，具体为单频脉冲信号、多频脉冲信号、组合脉冲信号、正弦波信号、三角波信号、固定频率信号中的任一种。 

作为优选，所述特征信息包括定性信息和定量信息，其中，定性信息为类型、味型，定量信息为味感强度、浓度。 

作为优选，所述响应信号为溶液中的电流或者电压变化。