Đây là kiểu cảm biến sinh học có nhiều ưu điểm nhờ có những phản ứng điện hóa cho tín hiệu điện trực tiếp nên độ nhạy tương đối cao, thời gian đáp ứng nhanh.
Hệ cảm biến điện hóa gồm: - Bình điện phân (1)
- Điện cực (2): Có 3 điện cực gồm điện cực làm việc (WE), điện cực so sánh (RE), điện cực phụ trợ (CE)
- Kết nối với máy tính (4) chạy phần mềm và cho ra kết quả điện hóa. Quá trình nhận biết tín hiệu có thể thực hiện bằng các phép đo dòng, đo thế và độ dẫn [2].
Hình 4.2. Sơ đồ một hệ cảm biến điện hóa
Phép đo dòng: Dựa trên sự thay đổi dòng điện gây ra do sự oxi hóa -
khử điện hóa của chất cần phát hiện. Phương pháp này được thực hiện bằng cách áp một điện thế giữa điện cực làm việc (WE) và điện cực so sánh (RE), tín hiệu dòng sẽ được đo giữa điện cực làm việc (WE) và điện cực phụ trợ (CE). Khi điện thế đạt đến một giá trị nào đó (thường là điện thế oxi hoá), thì hiện tượng oxi hoá xuất hiện và các electron được sinh ra. Dòng điện thu được liên quan trực tiếp đến nồng độ chất cần phân tích [1, 2, 31] .
Phép đo thế: Liên quan đến việc xác định sự chênh lệch thế giữa một
điện cực chỉ thị và một điện cực chuẩn hoặc hai điện cực chuẩn so sánh cách nhau bởi một lớp màng mỏng nào đó không có dòng đi qua. Bộ chuyển đổi này có thể là điện cực chọn lọc ion (ISE). Hầu như các thiết bị đo thế phổ biến nhất hiện nay là các điện cực pH; hay các ion như F-, I-, CN-, Na+, K+, Ca2+, NH4+ ....[3]
Đo độ dẫn: Độ dẫn điện là đại lượng đặc trưng cho khả năng dẫn điện
của vật liệu. Phản ứng giữa đầu dò và các phần tử đích làm thay đổi thành phần của chất dẫn điện khiến độ dẫn điện của chất đó thay đổi. Các phản ứng enzyme như ure và nhiều thụ thể màng sinh học có thể được kiểm soát bởi các thiết bị đo trở kháng hay độ dẫn ion sử dụng các vi điện cực xen kẽ nhau [3].