传感器阵列的最新进展:从传感元件的构造原理到应用

以下文章来源于分析化学方法 ，作者科研小组

全文简介

传统的传感器是基于“锁和钥匙”策略设计的，具有检测特定分析物的高选择性和特异性，但是不适合同时检测多种分析物。在模式识别技术的帮助下，传感器阵列在区分复杂系统中具有相似结构的多目标分析物引起的细微变化方面表现出色。要构建传感器阵列，多个传感元件无疑是必不可少的单元，它们将选择性地与目标相互作用，根据不同的响应生成独特的“指纹”，从而能够通过模式识别方法在各种分析物中进行识别。本文主要综述了传感元件的构建策略和原理，以及传感器阵列在众多领域中对目标分析物的识别和检测的应用。此外，详细讨论了传感器阵列目前面临的挑战和进一步的前景。

为了实现对复杂系统中存在细微差异的目标分析物的区分和检测，受哺乳动物嗅觉和味觉系统的启发，传感器阵列出现了合理的设计。哺乳动物嗅觉系统中存在大量的交叉反应受体，它们与各种气味分子相互作用，是哺乳动物强大而敏感的嗅觉系统的基础。因此，由一系列传感单元组成的传感器阵列通过物理或化学反应对不同的目标分析物表现出不同的响应，用于定性或定量检测。感测单元对每种分析物的响应可以产生唯一的指纹，该指纹通过模式识别方法进一步分析，包括主成分分析(PCA)、系统聚类分析(HCA)、线性判别分析(LDA)等。，实现分析物的分离和鉴定。

简介

用于识别和分析物识别的传感器阵列的机制

传感元件5种策略的示意图

使用一系列相同类型的材料

使用各种调节器的基本材料

在各种外部条件下使用基本材料

传感器阵列在环境监测中的应用。

传感器阵列在疾病识别中的应用。

传感器阵列在食品/饮料检查中的应用。

相关成果以“Recent Progress in Sensor Arrays: From Construction Principles of Sensing Elements to Applications”，发表在国际学术期刊“ACS Sensors”上。

https://doi.org/10.1021/acssensors.2c02596

转自：“NANO学术”微信公众号

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