化学传感器综述.docx

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化学传感器综述

化学传感器综述

丘国力1崔国峰2

（中山大学化学与化学工程学院应用化学系09338004广东广州510275）

摘要：

化学传感器是将各种物态（气态、液态及部分固态及粉尘）中的化学物质的组分及含量转变为可测模拟量的器件，现阶段的化学传感器已发展到数以千计。

本文对化学传感器近年来的发展动态作简介，叙述了化学传感器的分类和发展简史，对化学传感器各个分支（按监测对象划分）,包括气体传感器、湿度传感器、离子传感器和生物传感器的工作原理、检测范围和使用特点等进行述评，最后对化学传感器的发展趋势作深入讨论。

关键词：

化学传感器发展历史分类工作原理特点未来趋势

化学传感器是由化学敏感层和物理转换器结合而成的，是能提供化学组成的直接信息的传感器件。

对化学传感器的研究是近年来由化学、生物学、电学、光学、力学、声学、热学、半导体技术、微电子技术、薄膜技术等多学科互相渗透和结合而形成的一门新兴学科。

虽然，化学传感器的历史并不太长,却引起了不少化学工作者,科学技术工作者们的极大兴趣。

世界各国对这种新型化学传感器的开发研究，投以大量的人力、物力和财力。

研究人员俱增，正在向产业化方面开展有效的工作。

化学传感器是当今传感器领域中最活跃最有成效的领域[1]。

化学传感器的重要意义在于可把化学组分及其含量直接转化为模拟量（电讯号），通常具有体积小、灵敏度高、测量范围宽、价格低廉，易于实现自动化测量和在线或原位连续检测等特点。

国内外科研人员很早就致力于研究化学传感器的检测方法和控制方法,研制各式各样的化学传感器分析仪器,并广泛应用于环境监测、生产过程中的监控及气体成分分析、气体泄漏报警等。

1.化学传感器的发展动态

1.1化学传感器的发展历史

化学传感器研究的先驱者是Cremer，1906年Cremer首次发现了玻璃膜电极的氢离子选择性应答现象。

随着研究的不断深入，1930年，使用玻璃薄膜的pH值传感器进人了实用化阶段。

以后直至1960年，化学传感器的研究进展十分缓慢。

1961年，Pungor发现了卤化银薄膜的离子选择性应答现象，1962年，日本学者清山发现了氧化锌对可燃性气体的选择性应答现象，这一切都为气体传感器的应用研究开辟了道路[1]。

真正意义上的化学传感器的发展可分为两个阶段，在60年代和70年代,化学传感器家族的主要成员是离子选择电极。

从60年代中期氟离子电极的研制开始,一系列固膜电极和聚氯乙烯（PVC）膜电极相继出现,应用涉及化学、生物、医学、工业、农业、海洋、地质、气象、国防、公安、环保、宇航等各个领域,可谓盛行一时。

从80年代中期开始,由于生物传感器和气体传感器的发展,离子选择电极在化学传感器中已不再占压倒地位。

美国分析化学双年评从1976年起把离子选择电极列为独立的评论栏目。

1988年把离子选择电极以外的化学传感器单独列成“化学传感器”,但仍保持“离子选择电极”这一栏。

1992年起则将离子选择电极并入“化学传感器”中而不再单独列题,这一变化生动地反映了化学传感器的发展趋势[2]。

近十几年，生物传感器与湿度传感器也获得了长足的发展。

众所周知，21世纪是生物学的世纪。

生物传感器是生物学的一个重要组成部分也是生物技术的重要的支撑技术。

当今世界各发达国家都在加强生物传感器的研究，以适应高速发展生物学的需要。

据中国分析仪器学会在2010年3月公布的《2009年分析仪器行业发展报告》称全国环境监测专用仪器仪表产值超过92亿元，同比增加,28.85%；销售值达92.21亿元，同比增加30.82%，环境监测专用仪器中的相当部分采用了化学传感器作为探测器件。

国家将环境保护和节能减排工作列入了中长期科技发展规划，出台了一些强制性政策和鼓励性政策，促进了环境监测仪器的推广应用，食品安全监测仪器的市场需求也日益大幅增长，也为化学传感器等相应检测器件的研制和生产提供了挑战性机遇[3]。

化学传感器的发展，丰富了分析化学并简化了某些分析测试方法，同时，也促进了自动检测仪表和分析仪器的发展。

使某些实际分析测试得以用价廉设备解决某些领域的复杂问题，可节省大量的设备及其维护成本和培训费用。

因此，化学传感器的技术是适合我国国情的一种有效的分析手段。

在环境保护和监控、疾病的预防和治疗以及不断提高人们的生活质量和工农业活力等三方面，仍然是化学传感器在相当长时间内重点发展的主要领域。

1.2化学传感器的应用

现实生产生活中，人们通常最感兴趣的化学参数常是化学物质的浓度。

几乎可以说化学参数是无限量的,在临床医学、工业流程、生物技术、环境监测、农业、食物等领域,都包含有大量的化学参数等化学信息,因此所要求的化学传感器是千差万别的,所涉及的领域是极其广泛的[4]。

在医学上,对化学传感器的要求是多方面的。

临床实验室需要对无数的样品进行化验,要求快速、准确而且费用要低。

医疗和护理需要连续监测化学参数,例如监测麻醉气体、血氧、二氧化碳以及钾、钙离子等,有时还需要植入体内,例如和起搏器或者和人造胰腺相结合使用的传感器。

对这些,则要求安全、可靠、坚固、耐久,而且要求微型化以便容易插入体内。

这些传感器的密封要求特别高,还要适应正常的杀菌操作。

在保健防护方面,经常要对尿、唾液、汗液和呼出气体作化学监测,以得到有关身体状况变化的信息,这种测量的准确性常常不高,但要求灵敏,易于操作处理,甚至病人可以在家庭中自己操作。

在工业过程中,有许多化学参数需要监测,以便使生产效率与质量达到最佳水平。

为了充分使用现代电脑技术进行有效的过程控制,也必须用化学传感器来进行连续在线监测。

但是,日前仅pH电极是工业过程控制广泛采用的化学传感器,而且,实际上也还有许多不能使用现有pH电极的场合。

有一些不能不测定的化学参数,其中的少数可以在化学实验中完成,费用昂贵,同时耽误时间，使分析数据成为对过程控制无用的信息。

当然,也有许多物质或化学参数还没有对应的化学传感器。

环境监测是化学传感器应用的主要领域,最困难的是高灵敏度高选择性的气体传感器。

但这样的毒性气体传感器销售量很少,没有商业价值。

各国都依赖于政府拨款。

化学传感器也可以根据化学量来确定非化学参数,如示踪流量测量和检漏等,新的化学传感器的发展,也将获得许多类似的新的应用领域。

总结归纳起来，化学传感器主要应用领域是：

1．各种化学工业，能源工业，原材料工业，食品工业；

2．环境监铡，污染环境（大气、水、土壤）监控与处理，卫生防疫及食品卫生检测；

3．临床医学和基础医学；

4．农业土壤，水产养殖，家畜、家禽养殖，植保、生态学研究；

5．军事应用（化学战争中检测与防护）。

2.化学传感器的分类

2.1不同的分类标准

化学传感器依据其原理可分为：

（1）电化学式，

（2）光学式，（3）热学式，（4）质量式等[5]。

电化学式传感器又可以分为电位型传感器、电流型传感器和电导型传感器三类。

电位型传感器（potentiometricsensors）是将溶解于电解质溶液中的离子作用于离子电极而产生的电动势作为传感器的输出而取出，从而实现离子的检测；电流型传感器（amperometricsensor）是在保持电极和电解质溶液的界面为一恒定的电位时，将被测物直接氧化或还原，并将流过外电路的电流作为传感器的输出而取出，从而实现化学物质的检测；电导型传感器是以被测物氧化或还原后电解质溶液电导的变化作为传感器的输出而取出，从而实现物质的检测。

化学传感器也可按照换能器操作原理进行分类。

（1）光学式器件，

（2）电化学式器件，（3）电学式器件，（4）质量敏感传感器，（5）磁学式器件，（6）热学式器件，（7）其他物理性质。

光学式器件是可用以传输被分析物与接收器相互作用后所产生的光学现象变化；电化学式器件可将分析物—电极间的电化学作用的效应转换成有用的信号；电学式器件测量过程中无电化学反应，其信号来源于被分析物作用所引起的电学性质改变；质量敏感传感器将某一特殊修饰表面的质量变化转换成基体材料的性质改变，质量变化则来源于分析；磁学式器件基于被分析气体顺磁性质的改变，其代表性器件为氧监测器；热学式器件是基于被分析物参与的特异化学反应或吸附过程所产生热效应变化的测量[6]。

化学传感器的检测对象为化学物质，若按化学传感器的监测对象则可分类为：

以pH传感器为代表的各种离子传感器，检测气体的气体传感器，检测湿度的湿敏传感器以及利用生物特性制成的生物传感器等等。

图1列出了化学传感器的种类。

图1.化学传感器的种类

2.1气体传感器

气体传感器是一种将某种气体体积分数转化成对应电信号的转换器。

探测头通过气体传感器对气体样品进行调理，通常包括滤除杂质和干扰气体、干燥或制冷处理仪表显示部分。

将气体种类及其浓度有关的信息转换成电信号后，根据这些电信号的强弱便可获得与待测气体在环境中存在情况有关的信息。

气体传感器具有以下几个主要特性[7]：

a）稳定性。

稳定性是指传感器在整个工作时间内基本响应的稳定性理想情况下，一个传感器在连续工作条件下，每年零点漂移小于10%；

b）灵敏度。

灵敏度是指传感器输出变化量与被测输入变化量之比，主要依赖于传感器结构所使用的技术。

大多数气体传感器的设计原理都采用生物化学、电化学、物理和光学。

首先要考虑的是选择一种敏感技术，它对目标气体的阀限制（TLV-thresh-oldlimitvalue）或最低爆炸限（LEL-lowerexplosivelimit）的百分比的检测要有足够的灵敏性。

c）选择性。

选择性也被称为交叉灵敏度。

可以通过测量由某一种浓度的干扰气体所产生的传感器响应来确定。

这个响应等价于一定浓度的目标气体所产生的传感器响应。

这种特性在追踪多种气体的应用中是非常重要的，因为交叉灵敏度会降低测量的重复性和可靠性，理想传感器应具有高灵敏度和高选择性。

d）抗腐蚀性抗腐蚀性是指传感器暴露于高体积分数目标气体中的能力。

在气体大量泄漏时，探头应能够承受期望气体体积分数10~20倍。

在返回正常工作条件下，传感器漂移和零点校正值应尽可能小。

气体传感器的基本特征，即灵敏度、选择性以及稳定性等，主要通过材料的选择来确定。

选择适当的材料和开发新材料，使气体传感器的敏感特性达到最优。

通常以气敏特性来分类，可分为：

半导体型气体传感器、电化学型气体传感器、固体电解质气体传感器、接触燃烧式气体传感器、光化学型气体传感器、高分子气体传感器等[8]。

1.半导体气体传感器

半导体气体传感器是采用金属氧化物或金属半导体氧化物材料做成的元件，与气体相互作用时产生表面吸附或反应，引起以载流子运动为特征的电导率或伏安特性或表面电位变化。

这些都是由材料的半导体性质决定的。

自从1962年半导体金属氧化物陶瓷气体传感器问世以来.半导体气体传感器已经成为当前应用最普遍、最具有实用价值的一类气体传感器，根据其气敏机制可以分为电阻式和非电阻式两种。

电阻式半导体气体传感器主要是指半导体金属氧化物陶瓷气体传感器，是一种用金属氧化物薄膜（例如：

Sn02，ZnOFe203，Ti02等）制成的阻抗器件，其电阻随着气体含量不同而变化。

气味分子在薄膜表面进行还原反应以引起传感器传导率的变化。

它具有成本低廉、制造简单、灵敏度高、响应速度快、寿命长、对湿度敏感低和电路简单等优点。

现代新型材料的研究和开发，更是大大提高了气体传感器的特性和应用范围[9]。

非电阻式半导体气体传感器是MOS二极管式和结型二极管式以及场效应管式（MOSFET）半导体气体传感器。

其电流或电压随着气体含量而变化，主要检测氢和硅烧气等可燃性气体。

其中，MOSFET气体传感器工作原理是挥发性有机化合物（VOC）与催化金属（如钮）接触发生反应，反应产物扩散到MOSFET的栅极，改变了器件的性能。

通过分析器件性能的变化而识别VOC。

通过改变催化金属的种类和膜厚可优化灵敏度和选择性，并可改变工作温度。

MOSFET气体传感器灵敏度高，但制作工艺比较复杂，成本高。

2．电化学型气体传感器

电化学型气体传感器可分为原电池式、可控电位电解式、电量式和离子电极式四种类型。

原电池式气体传感器通过检测电流来检测气体的体积分数，市售的检测缺氧的仪器几乎都配有这种传感器，近年来，又开发了检测酸性气体和毒性气体的原电池式传感器。

可控电位电解式传感器是通过测量电解时流过的电流来检测气体的体积分数，和原电池式不同的是，需要由外界施加特定电压，除了能检测CO，NO，N02，02，S02等气体外，还能检测血液中的氧体积分数。

电量式气体传感器是通过被测气体与电解质反应产生的电流来检测气体的体积分数。

离子电极式气体传感器出现得较早，通过测量离子极化电流来检测气体的体积分数已电化学式气体传感器主要的优点是检测气体的灵敏度高、选择性好[10]。

3．接触燃烧式气体传感器

接触燃烧式气体传感器可分为直接接触燃烧式和催化接触燃烧式，其工作原理是气敏材料（如Pt电热丝等）在通电状态下，可燃性气体氧化燃烧或者在催化剂作用下氧化燃烧，电热丝由于燃烧而生温，从而使其电阻值发生变化。

这种传感器对不燃烧气体不敏感，例如在铅丝上涂敷活性催化剂Rh和Pd等制成的传感器，具有广谱特性，即能检测各种可燃气体。

这种传感器有时称之为热导性传感器，普遍适用于石油化工厂、造船厂、矿井隧道和浴室厨房的可燃性气体的监测和报警。

该传感器在环境温度下非常稳定，并能对处于爆炸下限的绝大多数可燃性气体进行检测。

4．光学式气体传感器

光学式气体传感器包括红外吸收型、光谱吸收型、荧光型、光纤化学材料型等，主要以红外吸收型气体分析仪为主，由于不同气体的红外吸收峰不同，通过测量和分析红外吸收峰来检测气体。

目前的最新动向是研制开发了流体切换式、流程直接测定式和傅里叶变换式在线红外分析仪。

该传感器具有高抗振能力和抗污染能力，与计算机相结合，能连续测试分析气体，具有自动校正、自动运行的功能。

光学式气体传感器还包括化学发光式、光纤荧光式和光纤波导式，其主要优点是灵敏度高、可靠性好。

5．高分子气体传感器

近年来，国外在高分子气敏材料的研究和开发上有了很大的进展，高分子气敏材料由于具有易操作性、工艺简单、常温选择性好、价格低廉、易与微结构传感器和声表面波器件相结合等特点，在毒性气体和食品鲜度等方面的检测具有重要作用。

高分子气体传感器根据气敏特性主要可分为下列几种：

高分子电阻式气体传感器、浓差电池式气体传感器、面波（SAW）式气体传感器和振子式气体传感器等四种。

2.2湿感传感器

湿敏传感器是一种能将被测环境湿度转换成电信号的装置。

主要由两个部分组成：

湿敏元件和转换电路，除此之外还包括一些辅助元件，如辅助电源、温度补偿、输出显示设备等。

湿敏传感器具有使用寿命长，稳定性好；灵敏度高，线性度好，温度系数小；使用范围宽，测量精度高；响应迅速；湿滞回差小，重现性好；能在恶劣环境中使用，抗腐蚀、耐低温和高温等特性好；器件的一致性和互换性好，易于批量生产，成本低；器件感湿特征量应在易测范围内等特点。

湿敏元件是最简单的湿度传感器，主要有电阻式、电容式两个大类。

1.电阻式湿感传感器

湿敏电阻的特点是在基片上覆盖一层用感湿材料制成的膜，当空气中的水蒸气吸附在感湿膜上时，元件的电阻率和电阻值都发生变化，利用这一特性即可测量湿度。

电阻式湿感电阻又可分为电解质式电阻湿感传感器、陶瓷式电阻湿敏传感器和高分子式电阻湿敏传感器三种[11]。

陶瓷式湿感电阻是最常用的电阻式湿感传感器，多是用两种以上的金属氧化物半导体材料混合烧结而成为多孔陶瓷。

这些材料有ZnO-LiO2-V2O5系、Si-Na2O-V2O5系、TiO2-MgO-Cr2O3系、Fe3O4等，前三种材料的电阻率随湿度增加而下降，称为负特性湿敏半导体陶瓷，最后一种的电阻率随湿度增加而增大，称为正特性湿敏半导体陶瓷[12]。

2.电容式湿感传感器

湿敏电容一般是用高分子薄膜电容制成的，常用的高分子材料有聚苯乙烯、聚酰亚胺、酪酸醋酸纤维等。

当环境湿度发生改变时，湿敏电容的介电常数发生变化，使其电容量也发生变化，其电容变化量与相对湿度成正比。

电容式湿敏元件的优点在于响应速度快、体积小、线性度好、较稳定，国外有些产品还具备高温工作性能。

无论高档次或低档次的电容式湿敏元件，长期稳定性都不理想，多数长期使用漂移严重，大多数电容式湿敏元件不具备40℃以上温度下工作的性能，往往失效和损坏[13]。

2.3离子敏传感器

离子敏传感器件是一种对离子具有选择敏感作用的场效应晶体管。

它是由离子选择性电极（ISE）与金属-氧化物-半导体场效应晶体管（MOSFET）组合而成的，简称ISFET。

ISFET是用来测量溶液（或体液）中离子浓度的微型固态电化学敏感器件[14]。

ISFET可以用来测量离子敏感电极（ISE）所不能测量的生物体中的微小区域和微量离子。

因此，它在生物医学领域中具有很强的生命力。

此外，在环境保护、化工、矿山、地质、水文以及家庭生活等各方面都有其应用。

对生物体液中无机离子的检测。

临床医学和生理学的主要检查对象是人或动物的体液，其中包括血液、脑髓液、脊髓液、汗液和尿液等。

体液中某些无机离子的微量变化都与身体某个器官的病变有关。

因此，利用ISFET迅速而准确地检测出体液中某些离子的变化，就可以为正确诊断、治疗及抢救提供可靠依据。

在环境保护中应用。

ISFET也可应用在大气污染的监测中。

监测大气污染的内容很多，如通过检测雨水成份中多种离子的浓度，可以监测大气污染的情况及查明污染的原因。

另外，用ISFET对江河湖海中鱼类及其它动物血液中有关离子的检测，可以确定水域污染情况及其对生物体的影响。

用ISFET对植物的不同生长期体内离子的检测，可以研究植物在不同生长期对营养成份的需求情况，以及土壤污染对植物生长的影响等。

2.4生物传感器

生物传感器是近几十年内发展起来的一种新的传感器技术。

有人把21世纪称为生命科学的世纪，也有人把21世纪称为信息科学的世纪。

生物传感器正是在生命科学和信息科学之间发展起来的一个交叉学科。

生物传感器是一类特殊形式的传感器,是一种对生物物质敏感并将其待测物质转换为声、光、电等信号进行检测的仪器。

它是由固定化的生物敏感材料作识别元件（包括酶、抗体、抗原、微生物、细胞、组织、核酸等生物活性物质）,与适当的理化换能器（如氧电极、光敏管、场效应管、压电晶体等）及信号放大装置构成的分析工具或系统。

生物传感器具有接受器与转换器的功能。

生物传感器可从不同的角度进行分类，主要有以下三种方法:

a）按照传感器器件检测的原理分类可分为:

热敏生物传感器、场效应管生物传感器、压电生物传感器、光学生物传感器声波道生物传感器、酶电极生物传感器、介体生物传感器等；

b）按照生物敏感物质相互作用的类型分类,可分为亲和型和代谢型两种；

c）按照其感受器中所采用的生命物质分类,可分为:

微生物传感器、免疫传感器、组织传感器、细胞器传感器、酶传感器、DNA传感器等[15]。

1.微生物传感器

微生物传感器是由载体结合的微生物细胞和电化学器件组成,已发展了两种传感器:

一种是以微生物呼吸活性为指标的呼吸型传感器,一种是以微生物的代谢产物为指标的电活性物质测定型传感器。

用微生物代替酶作为识别元件是因为微生物具有较高稳定性、选择性好、廉价实用等优点,并可广泛用于许多酶反应系统、辅酶和能量再生系统。

2.免疫传感器

免疫传感器是依赖抗原和抗体之间特异性和亲和性,利用抗体检测抗原或利用抗原检出抗体的传感器。

并非所有的化合物都有免疫原性,一般分子量大、组成复杂、异物性强的分子,如生物战剂和部分毒素具有很强的免疫原性,而小分子物质,如化学战剂和某些毒素则没有免疫原性。

但免疫传感器更适合于研制能连续、重复使用的毒剂监测器材。

免疫分析法选择性好,如一种抗体只能识别一种毒剂,可以区分性质相似的同系物、同分异构体,甚至立体异构体,且抗体比酶具有更好的特异性,抗体与抗原的复合体相对稳定,不易分解。

3.组织传感器

直接采用动植物组织薄片作为敏感元件的电化学传感器称组织电极传感器,其原理是利用动植物组织中的酶,优点是酶活性及其稳定性均比离析酶高,材料易于获取,制备简单,使用寿命长等。

但在选择性、灵敏度、响应时间等方面还存在不足。

4.细胞传感器

细胞器传感器是20世纪80年代末出现的一种以真核生物细胞、细胞器作为识别元件的生物传感器。

1987年,Blondin等提出了固定线粒体评价水质。

Carpentier及其合作者用类囊体膜构建的生物传感器,可在mg/L浓度下测定铅与镉的毒性,也可对银或铜进行快速测定。

Rouillon等用特殊的固定化技术将叶绿体与类囊体膜包埋在光交联的苯乙烯基吡啶聚乙烯醇（PVA-sbQ）中,可以在μg/L浓度水平下检测到汞（Hg）、铅（Pb）、镉（Cd）、镍（Ni）、锌（Zn）和铜（Cu）等离子的存在。

5.酶传感器

酶传感器是最早问世的生物传感器,早在1962年Clark等就提出了酶传感器原理,1967年Updike等发展制成为酶电极,它是把无机离子或低分子气体作为测量对象而发展起来的电化学器件,并与同时期发展起来的酶固定技术相结合而产生的传感器。

酶生物传感器是将酶作为生物敏感基元,通过各种物理、化学信号转换器捕捉目标物与敏感基元之间的反应所产生的与目标物浓度成比例关系的可测信号,实现对目标物定量测定的分析仪器。

与传统分析方法相比,酶生物传感器是由固定化的生物敏感膜和与之密切结合的换能系统组成。

未来生物传感器的发展趋势和重点走向是微型化、多功能化、智能化和集成化,开发新一代低成本、高灵敏度、高稳定性和高寿命的生物传感器是目前研究的热点。

3.化学传感器的发展趋势

环境保护和监控、疾病的预防和治疗以及不断提高人们的生活质量和工农业活力等三方面仍然是化学传感器在相当长时间内重点发展的主要领域。

当今时代，面临新的挑战和新的机遇，化学传感器的发展趋势可以从下列几方面予以说明[16]：

1.以环境保护和监控为主的各种气体传感器备受重视。

各种类型气体传感器的研究和生产已是化学传感器的三大主流的中柱。

高性能、小型化、集成化和低价格仍然是各种气体传感器的发展方向。

纳米薄膜集成气体传感器虽然是今后几年内气体传感器发展的主体，但它仍将与厚膜混合集成气体传感器以及廉价的氧化物陶瓷化学传感器同步发展。

2.生物传感器在当今化学传感器三大主流中位居第二。

21世纪是生物学的世纪。

生物传感器是生物学的一个重要组成部分也是生物技术的重要的支撑技术。

它既是高科技国际竞争的一个重要方面，也是衡量一个国家生物学水平高低的窗口。

当今世界各发达国家都在加强生物传感器的研究，以适应高速发展生物学的需要。

其中，以脱氧核糖核酸（DNA）和互补脱氧核糖核酸（cDNA）等生物芯片（Biochip）为主的微阵列技术则是研究的重点。

物传感技术与纳米技术相结合所形成的纳米生物传感技术（Nanobiosensingtechnology）将是生物传感器领域新的生长点，并将为以硅或非硅基的微型生物传感器在生物医学、环境监控和仪器工业的新应用，创造前所未有的新局面。

3.电化学传感器虽然在当今化学传感器主流中位居第三，但是极为活跃。

以离子选择电极（ISE）为主体的电化学传感器将继续向高灵敏、低检测极限（10-5M）、快响应和长寿命方向发展。

以金属卟啉（Metalloporphyrins）等为代表的有机金属化合物（Organometalliccompound）与有机金属聚合物（Organometallicpolymer）和大环化合物及其络合物等新型膜材料的出现，必将为全固态离子选择电极的日趋完善以及电化学发光（Electro-chemiluminescence简称ECL）和光电化学传感器（Photo-electrochemicalsensor）