基于多层修饰电极在便携式恒电位仪系统中的电化学算法优化

作     者：徐莹 张海靖 代燕 王旭 陈扬孜 杨勇 Xu Ying;Zhang Haijing;Dai Yan;Wang Xu;Chen Yangzi;Yang Yong

作者机构：杭州电子科技大学自动化学院生物医学工程研究所杭州310018 

出 版 物：《中国生物医学工程学报》 (Chinese Journal of Biomedical Engineering)

年 卷 期：2020年第39卷第4期

页      面：449-458页

核心收录：

学科分类：0831[工学-生物医学工程（可授工学、理学、医学学位）] 08[工学] 0836[工学-生物工程] 

基　　金：国家自然科学基金(61871165,81671038) 浙江省自然科学基金(2017C33055) 

主　　题：便携式恒电位仪 多层修饰电极 小波滤波算法 基线校准 峰位置校准 

摘      要：为了对多层修饰电极所引起的测量曲线基线偏移进行快速校准,设计一型便携式恒电位仪系统用于基于多层修饰电极的大肠杆菌检测,并提出一种基于多层修饰电极在便携式恒电位仪中的电化学优化算法。首先使用小波算法,通过选择分解层数及阈值,去除检测中的基础噪声干扰;然后使用基线和峰位置校准及重构算法,通过峰位置及基线斜率计算,去除电极修饰中间过程中因多修饰层变化而偏移的特异性误差,基于峰高不变的前提重构和优化循环伏安曲线。结果表明,系统测量下限可达微安(10^(-6)A)及以下量级,应用该算法后信噪比提高了30%以上,峰位置校准误差控制在1.23%以下,可达到较好的去噪和校准效果。随着国内外基于复杂修饰材料的电化学生物传感检测技术的发展,该算法因其可将测量结果与电极修饰层一一对应、具有快速定性的纵向比较和横向预判优势,将在食品安全领域的电化学快速定量检测中得到广泛应用。