性能测试的重要性及优化技巧

在应用于各种葡萄糖浓度测量之前，采用循环伏安法对双合金电极的基本表征进行评价。用铁氰化钾溶液对电极进行改性［18］。在室温下干燥合金条带后，降低PBS浓度，并在不同的扫描速率下进行循环伏安法测定。10 mV/s、50 mV/s、100 mV/s和150 mV/s扫描速率的结果如图12.11a所示。从图中可以看出，阳极和阴极的峰是稳定和可逆的。图12.11a中插入的显示阳极和阴极峰电流与扫描速率在10～150 mV/s之间具有良好的线性关系。对0.1M PBS与20 mM葡萄糖溶液中未修饰电极和20 mM葡萄糖溶液中的修饰电极的循环伏安法进行了比较研究。当溶液滴入葡萄糖氧化酶修饰的位置时（对于未修饰电极，溶液被放置在与修饰电极对应的位置上），得到循环伏安曲线。图12.11b表明，修饰电极反应的峰值电流比未修饰电极上的峰值电流大得多，这证明了双合金与PBS或葡萄糖溶液的组成没有反应。葡萄糖和葡萄糖氧化酶之间的反应是在合金电极上发生的显著反应。因此，合金电极可以真实地反映葡萄糖氧化过程中的信号，并证实双合金电极可以很好地用于葡萄糖检测。

图12.11　液态金属电极表征［18］

a.循环伏安图，扫描频率分别为10 mV/s、50 mV/s、100 mV/s和150 mV/s。小图表示电流峰值与扫描速率之间的关系。b.3种情况在100 mV/s扫描速率下的循环伏安曲线：酶修饰后的液态金属电极在20 mM浓度葡萄糖溶液，未修饰电极在20 mM浓度葡萄糖溶液和0.1 M PBS中。(www.xing528.com)

图12.12　基于手机移动平台的血糖测量系统和商业血糖仪的电极校准图［18］

a.葡萄糖浓度分别为5 mM、7.5 mM、10 mM、15 mM及20 mM；b.使用液态金属血糖测量电极的电压血糖浓度曲线。

通过对5、7.5、10、15及20 mM浓度的葡萄糖溶液进行检测［18］，结果表明，积分值随浓度的增加呈线性增加，与浓度和血糖仪测量值之间的关系很好（图12.12a）。虽然提供的结果是积分值，但可以通过浓度和积分值的比较来确定未知浓度。这就证明了手机系统在检测葡萄糖浓度方面具有良好性能。在此基础上，将双合金电极与智能手机结合使用，分别检测不同葡萄糖浓度，得到的积分值与相应浓度的关系如图12.12b所示，表明积分值与浓度之间存在良好线性关系，该合金电极可用于敏感电化学检测。此外，结果显示每次在同一浓度下均不完全一致，这可能是由于手工刷导致电极形状和酶修饰区的差异所致。为了限制样品溶液，在传统的测试条上，设计并添加了具有永久容积或虹吸通道的储层，以提高成批生产中合金传感器的性能。在此方面，通过简单的机械化设备可改善或避免手工带来的影响，这在不久的将来是值得探究的。