[发明专利]一种以Bi1-xLaxFeO3为敏感电极的混成电位型丙酮传感器、制备方法及其应用

说明书

一种以Bi_1‑xLa_xFeO₃为敏感电极的Ce_0.8Gd_0.2O_1.95基混成电位型丙酮传感器、制备方法及其应用，属于气体传感器技术领域。其由带有Pt加热电极的Al₂O₃陶瓷板、Ce_0.8Gd_0.2O_1.95基板、Pt参考电极和Bi_1‑xLa_xFeO₃(x＝0.1～0.9)敏感电极组成；Pt参考电极和敏感电极彼此分立且对称地制备在Ce_0.8Gd_0.2O_1.95基板上表面的两端，Ce_0.8Gd_0.2O_1.95基板下表面与带有Pt加热电极的Al₂O₃陶瓷板粘结在一起。本发明对糖尿病酮症酸中毒病人呼气中的丙酮进行了测试，测试结果表明器件对呼气具有稳定的信号，说明本发明在检测糖尿病酮症酸中毒病人呼气的方面具有巨大应用前景。

技术领域

本发明属于气体传感器技术领域，具体涉及一种以Bi_1-xLa_xFeO₃(x＝0.1～0.9) 为敏感电极的Ce_0.8Gd_0.2O_1.95基混成电位型丙酮(acetone)传感器、制备方法及其在糖尿病酮症酸中毒病人呼气中检测丙酮方面的应用。

背景技术

糖尿病是世界上发展最快的疾病之一。根据世界卫生组织(WHO)的统计，自1980年以来，糖尿病患者的数量翻了两番，到2030年全世界将有5.52亿糖尿病患者。糖尿病是一种终身疾病，可导致死亡并降低生活质量。它是由胰岛素产生不足或身体组织中胰岛素使用不当引起的。持续的高血糖和长期代谢紊乱可导致人体组织和器官的损害，尤其是眼睛，肾脏和心血管，以及神经系统的损害及其功能障碍和衰竭。一些严重的患者可引起急性并发症，如脱水，电解质紊乱和酸碱平衡紊乱。糖尿病酮症酸中毒(DK)是糖尿病的晚期。当患者患有糖尿病酮症酸中毒时，体液中的乙酰乙酸(AcAc)，β-羟基丁酸(β-OHB)和丙酮积聚。体液中AcAc和β-OHB的浓度引起动脉血液中电解质浓度和pH的变化。同时， AcAc的自发和非酶促脱羧增加了血液中丙酮的浓度。根据以前的报道，人体呼气中的丙酮浓度与血酮含量和静脉血中β-OHB含量有关，因此通过检测人体呼气中的丙酮浓度来检测糖尿病酮症酸中毒症是一种有效的非入侵手段。

目前，糖尿病检测的呼吸分析领域有多种方法，如质子转移反应-质谱 (PTR-MS)，气相色谱/质谱(GC/MS)，离子迁移谱(IMS)和选择离子流管质谱(SIFT-MS)。尽管这些检测技术具有很高灵的敏度，但它们价格昂贵，体积大且不便携。此外，所有这些方法都需要较长的时间进行样品的制备，无法实现对糖尿病患者呼气的实时监测。因此，具有低成本，小型化，便携性和高性能的气体传感器已成为用于诊断糖尿病的呼吸检测的潜在方法。