尿素普遍存在于酒类发酵过程中,尿素和乙醇反应会生成氨基甲酸乙酯,其已证明具有致癌作用,危害人体健康。包括酶电极分析法、液相色谱法、化学发光分析法的多种检测方法已应用到尿素含量的检测,但现有测量方法操作复杂,需要专用设备,速度慢,现场测量困难。因此,设计一种针对尿素的快速检测系统,从而控制发酵酒质量及食用安全是十分有必要的。本文阐述了课题的来源、背景及意义,国内外尿素含量检测的研究现状,介绍了尿素的常用检测方法、酶固化方法、酶电极工作原理等相关理论知识,绘制了系统工作的标准曲线,针对现有测量仪器操作复杂、速度慢、现场测量困难等缺点,对尿素快速检测系统的脲酶生物传感器、反应池、硬件电路、软件程序进行设计。本文采用铵离子选择性电极为基础电极,在铵离子选择性电极感应感应头部固定脲酶膜构建成脲酶生物传感器;根据脲酶生物传感器原理合理设计反应池部件,完成测试准备;以生物传感器为基础,对不同浓度的标准尿素溶液进行测量,得到标准检测曲线;以msp430单片机最小开发板为基础,搭配LCD12864液晶模块、LM358运算放大器为基础的放大模块、防水DS18B20测温传感器;对系统进行软件设计,分模块进行程序编译后,形成完整系统程序;对系统进行调试运行,系统分为测量、标定功能,测量功能为正常对尿素进行检测,标定功能为在系统初次使用及长时间不用时,由于脲酶膜性能不同,对标准曲线进行矫正;系统对不同标准溶液进行多次重复性实验分析其测量精度,相对标准误差最大值为1.086%,对20mg/L尿素溶液添加5种不同浓度尿素溶液进行加标回收率实验,回收率大于80%,此外还进行了测量不确定度分析,合成不确定度为0.587mg/L,扩展不确定度为1.439mg/L。系统可以完成对尿素含量的快速检测,性能稳定,精度高,操作简单。便携式设计可以随时进行现场测试,实现了尿素仪器的小型化,完成了实验室样机试制、调试,为便携式尿素快速检测仪器的设计提供了可靠依据。