Sensor chemiczny

Urządzenie przetwarzające informację chemiczną począwszy od stężenia określonego składnika próbki, po ogólny skład matrycy na sygnał analityczny:

Sygnał analityczny ← przetwornik ← część receptorowa ← analit

Historycznie

- szklana elektroda pH (lata 30-te XX w.)

- elektrody jonoselektywne (lata 60-te), pomiary potencjometryczne

- gazowa elektroda tlenowa Clarka – pomiary wolt amperometryczne

- elektroda jonoselektywna modyfikowana enzymem – pierwszy biosensor 1977 r.

Rodzaje oddziaływań

- oddziaływania powierzchniowe substancji zaabsorbowanej na powierzchni

- oddziaływania wewnątrzfazowe, efekt podziału analitu miedzy dwie fazy próbki i warstwy aktywnej sensora

- na selektywność mogą wpływać:

* rozmiar i kształt

* udział entropii w wiązaniu

* kinetyka procesów

Cechy dobrych czujników:

- mocne i stabilne w działaniu

- szybka i odtwarzalna odpowiedź na analit

- dobra selektywność

- szeroki zakres pracy

- niezależność od warunków pracy, temperatury, ciśnienia, itp.

Rodzaje czujników:

- elektrochemiczne

- optyczne

- elektryczne

- termiczne

- masowe

- biochemiczne

Wg typu zastosowanego przetwornika odwracalne (ISE) i nieodwracalne (najczęściej enzymatyczne)

Sensory elektrochemiczne

Sygnaly: potencjometryczne, amperometryczne, wolt amperometryczne, kulometryczne, konduktometryczne, powstają dzięki przebiegowi reakcji elektrochemicznych analitu lub dzięki obecności określonych cząstek z nim związanych.

Sensory optyczne

- badana wielkość podlega przetwarzaniu w warstwie receptorowej na skorelowany w stężeniu sygnał optyczny. W warstwie przetwornikowej sygnał zamieniany jest na końcowy sygnał elektryczny,

- odpowiadają za absorpcję lub fluororescencyjna emisję promieniowania przez anality, wskaźniki lub kompleksy analit-receptor.

Optrody: spektrofotometryczne, luminescencyjne, optometryczne.

Światłowody jednomodowe, światłowody wielodomowe.

Sensory światłowodowe i wykorzystujące wiązkę światłowodów.

Zastosowanie

- procesowa kontrola analityczna – czyste technologie,

- chemia kliniczna,

- ochrona środowiska

- przemysł motoryzacyjny