[发明专利]一种基于浓差电池原理的传感器

说明书

技术领域

本发明属于化学传感领域，具体讲一种基于浓差电池原理的传感器，并应用于 人血液中葡萄糖含量的测定。

背景技术

电化学传感器具有设备简单、成本低、功耗低、可微型化以及可以定量检测等 优点，在现场快速检测方面得到了广泛的应用。其中最为典型的例子是血糖传感器， 现市场规模已占生物传感器市场的80％。血糖传感器多采用三电极系统，即工作电 极、参比电极和对电极，其中参比电极常采用与工作电极和对电极不同的材料，如 银-氯化银电极，增加的电极制作步骤，提高了成本。另外，由于血液成分复杂，含 有大量干扰电化学检测的物质，如苦味酸、血细胞等。为了提高检测准确性，需要 加入特定的试剂或者在电极上覆盖选择性薄膜以排除干扰，大大增加了传感器的成 本。

发明内容

技术问题：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种基于浓差电池原 理的传感器，并应用于人血液中葡萄糖含量的测定。该传感器不需要传统电化学传 感所需的参比电极(如银/氯化银电极等)，两个电极可以使用相同材料(如石墨)， 制作工艺简单，成本低，并且可以排除样品中干扰物对于检测的影响，提高检测准 确性。

技术方案：本发明的一种基于浓差电池原理的传感器，包括第一石墨电极、第 二石墨电极、第一电化学池、第二电化学池、盐桥和电流或电压计；其中，第一石 墨电极、第二石墨电极分别与第一电化学池、第二电化学池中的溶液相接触，两个 电化学池由盐桥连通，通过nafion膜进行相互之间的离子交换。

所述的第一电化学池、第二电化学池中具有电活性物质；检测过程中，样品中 的待测物通过反应，改变电化学池中电活性物质浓度，从而改变两个电极之间的电 信号，通过电信号与待测物浓度之间的关系进行定量检测。

有益效果：该传感器不需要传统电化学传感所需的参比电极(如银/氯化银电极 等)，两个电极可以使用相同材料(如石墨)，制作工艺简单，成本低，并且可以排 除样品中干扰物对于检测的影响，提高检测准确性。

附图说明

图1为本发明的方案原理图，

图2为标准曲线图，

图3为干扰实验图。

第一石墨电极1，第二石墨电极2，第一电化学池3，第二电化学池4，盐桥5， 电流或电压计6。

具体实施方式

如图1，该传感器由两个电极组成，电极分别与两个电化学池中的溶液相接触， 两个电化学池通过nafion膜进行离子交换。两个电化学池中具有电活性物质。假设 在平衡状态下，溶液中有如下反应：

电极上的电位可由能斯特公式计算，即：

其中，[O]为氧化态物质的浓度，[R]为还原态物质的浓度，E^0’为表观电位，R为气体常数， T为绝对温度，n为反应涉及的电子数，F为法拉第常数；

对于电化学池A和B，有：

EA=E0′+RTnFh([O]A[R]A)]]>