提高化學(xué)傳感器靈敏度的方法

1 傳感器陣列
化學(xué)傳感器基片表面所涂的特異敏感材料雖對(duì)某類物質(zhì)具有較好的選擇性,但當(dāng)檢測(cè)對(duì)象基體較復(fù)雜時(shí),干擾將會(huì)很嚴(yán)重,而且有時(shí)單個(gè)傳感器的靈敏度也不夠高。有人提出將一些相同的或不同的SAW 傳感器集成在同一芯片上構(gòu)成傳感器陣列[16 ,27 ] ,采用模式識(shí)別方式或神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù),通過多元數(shù)據(jù)分析而獲得被測(cè)物的相關(guān)信息。人們將這種采用模式識(shí)別進(jìn)行信號(hào)處理的傳感器陣列形象地稱為“電子鼻”或“電子舌”。這些電子鼻有利于提高傳感器的可靠性和多功能性,能快速識(shí)別出單一成分的氣體P蒸汽或其混合物,即能夠識(shí)別出單一或復(fù)雜的氣味,大大提高了傳感器的靈敏度。由3 個(gè)覆蓋不同聚合物涂層的SAW 傳感器組成的傳感器陣列如圖5所示。

圖5 　3 種聚合物涂層的SAW傳感器陣列
Fig. 5 　A three2SAW sensor array with different polymer coatings
showing reversible gas sorption

2 與氣相色譜裝置聯(lián)用

由于SAW器件只是一種檢測(cè)器,不具有分離能力,因此與氣相色譜[43 ] 相結(jié)合,可大大提高檢測(cè)的靈敏度,檢測(cè)出低濃度的違禁品,如三硝基甲苯、季戊四醇2四硝酸酯,C24 以及可卡因、海洛因、大麻等毒品。在毒品檢測(cè)中,通過等溫毛細(xì)管柱氣相色譜分離和含有SAW傳感器的敏感頭取樣,綜合色譜分離的選擇性和傳感器的敏感性,據(jù)稱能在10 —15s內(nèi)檢測(cè)出低濃度的毒品。將SAW 器件與一熱電元件[37 ]相連,采用類似吹掃捕集(purge2and2trap ,P&T)的方法,在低溫使SAW 器件與分析物作用,高溫時(shí)可逆地解吸,也能提高傳感器的靈敏度。