联用技术与现代应用
化学传感器
/ KEM-ih-kul SEN-ser /
烟雾报警器静静地待在天花板上,把烟的出现变成一声响亮的鸣叫;血糖仪把一滴血变成一个数字。两者都在做同一件事:察觉某种特定化学物质并把它报告出来。化学传感器就是任何能做到这一点的小型、自成一体的装置——它对某种物质起反应,并把这个反应变成可读的信号。
更确切地说,化学传感器有两个相连的部分:一个识别层,与目标物质(待测物)发生选择性的相互作用;一个换能器,把这种相互作用转换成电学、光学或其他可测量的信号。理想情况下,这种响应是连续且可逆的,于是传感器能实时不断地报告浓度的变化,而不只给出一次性的读数。
传感器以牺牲一部分完整实验室的准确度,换来便宜、快速、便携和能连续监测——而这正是空气质量监测仪或可穿戴健康设备所需要的。难点在于选择性和漂移:传感器必须被调到主要只对目标起反应、而不对长得像的东西起反应,而且随着识别层老化,它会慢慢失去校准。
家用一氧化碳报警器里有一个电化学电池,其微小电流随周围 CO 的多少成比例上升;当电流越过阈值,装置就鸣响——这是一只把看不见的气体变成救命警报的化学传感器。
识别目标,再把它换成你可以据以行动的信号。
生物传感器是化学传感器的一种特例,它的识别层是酶或抗体之类的生物分子;离子选择电极是另一个常见例子。
又称
另见