1) За счет его ферментативного гидролиза (под действием арилациламидазы) и последующего окисления п-аминофенола на печатном графитом электроде;

2) За счет прямого окисления парацетамола на угольно-пастовом электроде

2.7 Применение сенсоров на основе полевых транзисторов

Для того чтобы из полевого транзистора с изолированным затвором (ИЗПТ) сделать сенсор, вместо металла в затворе транзистора по- мещают чувствительный слой или ионоселективную мембрану, кото- рые находятся в контакте в испытуемым раствором. При этом в об- ласть затвора с помощью пары вспомогательных электродов подает- ся напряжение V_G, называемое также затворным напряжением.

В случае ИСПТ на отклик влияет потенциал границы раздела мембра- на—раствор, который определяется активностью иона в растворе a_i и его зарядом п;.

При этом выражение для ионоселективного отклика ИСПТна изме- нение активности иона а{.

где: — емкость диэлектрика;

W— ширина инверсионного канала;

L — длина канала;

µ_n — подвижность электронов.

Полевые транзисторы могут работать в двух режимах. В одном случае измеряют ток I₀ при постоянном затворном напряжении V_G, в другом — затворное напряжение V_G при постоянном токе I₀. Измерительные схемы для обоих режимов работы приведеныранее.

2.7.1. Химически чувствительные полевые транзисторы (хчпт)

Сенсор на основе полевого транзистора проще всего получить, помес- тив в область затвора нанесенный на кремниевый чип слой палладия, покрытый пленкой оксида металла толщиной 100 нм. Такой затвор с высокой специфичностью реагирует на водород (предел обнаруже- ния — 10 ч. н. млрд). Этот же сенсор, хотя и с меньшей чувствительнос- тью, реагирует на СО, NH₃, H₂S, СН₄ и С₄Н_|0.

При добавлении в затвор слоя иридия чувствительность по отноше- нию к аммиаку возрастает, а по отношению к водороду — падает.

2.7.2 Ионоселективные полевые транзисторы

В самом первом ионоселективном полевом транзисторе (ИСПТ) для измерения рН в качестве ионочувствительного слоя выступал прост «голый» изолированнный затвор из диоксида кремния. Подобный ИСПТ был малоэффективен из-за склонности SiO₂ к гидроксилированию. Более эффективны рН-чувствительные ИСПТ с завтором из нитрида кремния (Si₃N₄), отклик которого увеличивается на 50—60 мВ при уменьшении рН на единицу. Сходными характеристиками обла дают ИСПТ на основе оксида титана (TiO₂) и германия (Ge). Такие ИСПТ, как и чипы полевых транзисторов, изготавливают с примене- нием микроэлектронных технологий. Для придания полевым транзисторам селективности по отношению к другим ионам область затвора тем или иным способом модифицируют. Например, Na⁺-селектии ный ИСПТ изготавливают путем нанесения в область затворл боросиликатного стекла. Для получения К⁺-селективных ИСПТ в об ласть затвора помещают полимерные мембраны, содержащие валино мицин или краун-эфир, а селективность по отношению к Са²⁺ придл ют с помощью п-(1,1,3,3-тетраметилбутил)фенилфосфорной кисло ты. Отклик ИСПТ в случае тонких мембран (толщиной не более 100 мкм) составляет < 40 мВ на десятикратное изменение концентрл ции определяемого иона.

Разработан четырехзатворный ИСПТ для определения ионов Н⁺, Na⁺, К⁺ и Са²⁺. Селективность определения ионов Н⁺ достигается за счет использования затвора из Si₃N₄, Na⁺ — покрытия из боросиликат- иого стекла, К⁺ — мембраны с включенным в нее валиномицином, а Са²⁺ — мембраны с ионофорным производным фосфорной кислоты. Такой ИСПТ удовлетворительно функционировал в буферных раство- рах, однако в цельной крови он давал систематическую ошибку при определении ионов Na⁺.

Для придания селективности полевым транзисторам используют также гетерогенные мембраны, примером которых может служить полифторированный фосфазин (ПФФ) в смеси с солями серебра. Чаще всего применяют смесь, состоящую из ПФФ и хлорида серебра в отно- шении 1:3. Соответствующий ИСПТ дает почти нернстовский наклон напряжения в зависимости от концентрации хлорид-ионов (52 мВ). Изменение состава смеси и включение в нее таких солей, как Ag₂S или Agl, позволяет создавать ИСПТ, селективные по отношению к другим ионам.