提高化学传感器灵敏度的方法

1 传感器阵列
化学传感器基片表面所涂的特异敏感材料虽对某类物质具有较好的选择性,但当检测对象基体较复杂时,干扰将会很严重,而且有时单个传感器的灵敏度也不够高。有人提出将一些相同的或不同的SAW 传感器集成在同一芯片上构成传感器阵列[16 ,27 ] ,采用模式识别方式或神经网络技术,通过多元数据分析而获得被测物的相关信息。人们将这种采用模式识别进行信号处理的传感器阵列形象地称为“电子鼻”或“电子舌”。这些电子鼻有利于提高传感器的可靠性和多功能性,能快速识别出单一成分的气体P蒸汽或其混合物,即能够识别出单一或复杂的气味,大大提高了传感器的灵敏度。由3 个覆盖不同聚合物涂层的SAW 传感器组成的传感器阵列如图5所示。

图5 　3 种聚合物涂层的SAW传感器阵列
Fig. 5 　A three2SAW sensor array with different polymer coatings
showing reversible gas sorption

2 与气相色谱装置联用

由于SAW器件只是一种检测器,不具有分离能力,因此与气相色谱[43 ] 相结合,可大大提高检测的灵敏度,检测出低浓度的违禁品,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。在毒品检测中,通过等温毛细管柱气相色谱分离和含有SAW传感器的敏感头取样,综合色谱分离的选择性和传感器的敏感性,据称能在10 —15s内检测出低浓度的毒品。将SAW 器件与一热电元件[37 ]相连,采用类似吹扫捕集(purge2and2trap ,P&T)的方法,在低温使SAW 器件与分析物作用,高温时可逆地解吸,也能提高传感器的灵敏度。