基于深出伏安法的重金属离子快速检测传感器研究

• 作 者: 刘德盟
• 机 构: 中国科学院大学
• 出 处: 中国科学院研究生院 中国科学院大学
• 发表日期: 2011年期
• 关键词: 食品安全检测 传感器 铋微阵列电极 铅离子检测 镉离子检测

随着社会上各种食品安全问题的出现，食品安全检测越来越受到公众和政府部门的重视。重金属因其对人体的危害性，一直是食品安全检测的重要环节。传统的重金属检测仪器存在结构复杂、体积大、价格高等缺点，难以实现检测系统的小型化，而手持式的重金属检测仪器又是食品安全检测中的现场检测所要求的。本论文提出基于溶出伏安法重金属检测原理，采用MEMS技术制作了铋微阵列电极，然后与铂对电极、Ag/AgCl参比电极构成了重金属离子检测传感器，建立了相应的电化学检测方法，完成了标准样本以及实际样本中重金属离子铅和镉的直接检测。本论文的主要完成了以下工作：　　
1．传感器的设计和制作：基于微电极在液体中扩散场理论和微电子加工工艺的特点，对微阵列电极形状参数和工艺步骤的设计和制作，完成传感器的制造。　　
2．传感器的测试和评价：将微阵列电极作为工作电极，利用电化学工作站完成对传感器的测试，包括铅、镉重金属在醋酸缓冲液的浓度梯度测量，一致性和准确度测量，干扰性实验。实验结果表明：该传感器可以很好的同时检测出两种重金属，检测线性范围分别达到0.1 mg/L-1.0mg/L（铅）和O.025mg/L～1.Omg/L（镉），且具有很好的重复性。　　
3．实际样本测试：将这种传感器用于人们常饮用的橙汁中的重金属的直接检测，橙汁中包含维他命、脂类、钠离子及碳酸等干扰物质，在这样的背景下，重金属铅的检测限为O.lmg/L，镉的检测限为0.025mg/L。　　
表明该传感器可以用于饮料中重金属的直接检测，为食品安全检测提供一种简便快捷的分析方法。另外，传感器体积小，且得到信号是电信号，不需要复杂的信号转换，因此便于制作成小型化仪器。