提高化學傳感器靈敏度的方法

1 傳感器陣列
化學傳感器基片表面所涂的特異敏感材料雖對某類物質具有較好的選擇性,但當檢測對象基體較復雜時,干擾將會很嚴重,而且有時單個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成傳感器陣列[16 ,27 ] ,采用模式識別方式或神經網絡技術,通過多元數據分析而獲得被測物的相關信息。人們將這種采用模式識別進行信號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,能快速識別出單一成分的氣體P蒸汽或其混合物,即能夠識別出單一或復雜的氣味,大大提高了傳感器的靈敏度。由3 個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 與氣相色譜裝置聯用

由于SAW器件只是一種檢測器,不具有分離能力,因此與氣相色譜[43 ] 相結合,可大大提高檢測的靈敏度,檢測出低濃度的違禁品,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。在毒品檢測中,通過等溫毛細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,據稱能在10 —15s內檢測出低濃度的毒品。將SAW 器件與一熱電元件[37 ]相連,采用類似吹掃捕集(purge2and2trap ,PT)的方法,在低溫使SAW 器件與分析物作用,高溫時可逆地解吸,也能提高傳感器的靈敏度。