电子舌的系统构成分析

味觉传感器阵列的研究与设计

味觉传感器阵列是电子舌系统的核心组成部分,由传感器阵列工作原理的不同可分为电位型、伏安型、阻抗谱型、光寻址型、物理型以及生物传感器等种类。国内外研究较多的味觉传感器阵列主要为电位型、伏安型与阻抗谱型。

电位型传感器

电位型传感器主要采用多通道类脂膜味觉传感器和非特异性硫属玻璃传感器阵列两种,基本原理均为测量膜两端电极的电势,通过分析电势差来研究样品的特性。多通道类脂膜味觉传感器采用不同类脂类物质作为敏感膜组成多通道传感系统,工作电极采用类脂膜电极,Ag/AgCl电极作为参比电极。当某种样品离子能够通过类脂敏感膜,则会引起膜电位的变化而被检测出来。硫属玻璃传感器阵列采用硫属玻璃作为工作电极,配以PVC薄膜实现电位检测。

伏安型传感器

伏安型传感器常使用的工作电极为金属裸电极或修饰电极等。基本原理借助电化学伏安法的思想,将多传感器阵列置于待测溶液中,在工作电极上加入阶跃电势,通过检测不同待测溶液产生极化电流大小的不同来定性和定量分析样品的特性。伏安型传感器所加的阶跃电势主要有循环伏安、常规大幅脉冲和多频脉冲伏安法等。以伏安型传感器构建的电子舌系统常采用三电极结构:工作电极、参比电极和辅助电极。

阻抗谱型传感器

阻抗谱型传感器常使用的工作电极为贵金属电极或碳电极。基本原理为以电化学阻抗谱法为基础,在贵金属电极上覆以导电聚合薄膜,通过测量系统阻抗谱不同来对样品进行定性和定量分析。以阻抗谱型传感器构建的电子舌系统常采用二电极结构:工作电极和参比电极。通过味觉传感器阵列、信号采集和模式识别构成的电子舌系统可以简单、方便、快速无损地在线检测未知液体的整体特征,因此,电子舌技术在一些应用领域得到广泛的研究和一定的实际应用。但是要想电子舌技术扩大它的应用领域和进一步走向实用化,还有许多问题需要研究。电子舌技术由于受传感器阵列的局限,不可能对所有检测对象均有很强的响应信号,可适时研究一些专用的电子。多频脉冲电子舌系统,是一种基于非修饰贵金属电极传感器阵列的电子舌系统,这类电子舌系统对激发电势信号进行了扩充和改进,大大扩充了检查信息量,为模式识别系统提供更多的有效数据信息。