微電極是什么意思？微電極傳感器主要是基于兩電極體系(工作電極和對電極)和三電極體系(工作電極、對電極和參比電極)兩種結構進行研發(fā)的。三電極與兩電極結構主要區(qū)別在于微電極傳感系統(tǒng)是否包含參比電極。

兩電極體系隨著電極表面持續(xù)發(fā)生化學反應，工作電極的電位產生偏移，電極上的電流始終在變化，此時就難以控制實驗的條件，既要實現(xiàn)控制電壓又要測量電流就會使系統(tǒng)變得十分不穩(wěn)定，導致傳感器的性能下降。三電極體系中，工作電極是主要的研究和操作對象，通過電極表面的固化酶氧化還原產生電流以實現(xiàn)工作電極的極化。參比電極用來為工作電極提供基準電壓，由AgCl制成，對電極使用惰性金屬鉑制成，這種兩種電極都不會被極性化，因此不會影響實驗中的電流。

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三電極體系是指工作電極、對電極和參比電極均在微電極芯片上制備。工作電極采用金電極作為基底電極,參比電極可采用絲網(wǎng)印刷或銀膜氯化的方法制備全固態(tài)微型銀/氯化銀電極，對電極則為片上鉑電極。

圖三電極體系微電極示意圖

對三電極檢測葡萄糖進行原理說明，溶液中的葡萄糖被電極表面固化的酶還原產生過氧化氫，對工作電極施加電壓，電離過氧化氫產生氫離子，促進電流從工作電極流出。此時電流大小與電離產生的電子量成正相關，反應速率決定電流大小從而得到血糖濃度。控制回路由WE和RE組成，維持施加在工作電極上的電壓恒定，且回路中不包含極化電流，不影響極化狀態(tài)和系統(tǒng)的穩(wěn)定性。CE和WE經溶液中形成極化回路，P為極化電源。

圖三電極體系微電極原理示意圖

工作電極表面產生的氧化還原，并在電壓的作用下進一步電離得到游離電子，上式為葡萄糖氧化還原反應的化學方程。葡萄糖氧化酶氧化葡萄糖產生葡萄糖酸和過氧化氫，過氧化氫的強氧化力，使氫離子不會還原成氫。電流使過氧化氫解離以獲得兩個自由電子。根據(jù)測得的電荷數(shù)，可以計算出葡萄糖濃度。實際應用中，不可避免存在微量的反應電流會流過參比電極，改變控制回路的電壓，產生錯誤的測量結果。因為這種現(xiàn)象的存在，必須要恒電位電路來滿足三電極穩(wěn)定工作條件的這一特性。