本发明专利技术涉及用于确定有机分子而优化的通用离子-选择性电极。与现有技术相反，仅一种电极组合物可应用于各种有机离子和可电离的分子。因此，本发明专利技术的目的是提供一种为了非常宽范围的有机离子和可电离的有机分子的通用检测和确定而优化的ISE组合物。与现有技术相反，这种组合物允许非常宽范围的分子的快速和灵敏的检测，而不论它们的化学结构、电荷的种类或数目。这种优化的传感器可用于不同的方法，例如：直接电势测定、标准添加、在线测量与滴定。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】优化的通用离子-选择性电极 本专利技术涉及用于确定有机分子而优化的通用离子-选择性电极。与现有技术相 反，仅一种电极组合物可应用于各种有机离子和可电离的分子。因此，本专利技术的目的是提供 一种为了非常宽范围的有机离子和可电离的有机分子的通用检测和确定而优化的ISE组 合物。与现有技术相反，这种组合物允许非常宽范围的分子的快速和灵敏的检测，而不论它 们的化学结构、电荷的种类或数目。这种优化的传感器可用于不同的方法，例如：直接电势 测定、标准添加、在线测量与滴定。 专利技术背景 为了确定溶液内的离子，经常使用电势测定离子-选择性电极（Cammann，K.，Die Arbeitmit Ionenselektiven Elektroden[Working with ion-selective electrodes], 第 2 版，Springer Verlag:Berlin，Heidelberg，New York，1977)。离子-选择性电极是电 化学传感器，可借助电势差用其确定特定离子的浓度或活性。该离子-选择性电势差出现 在活性电极材料/电解质之间的相界处，且根据Nernst方程式取决于溶液内特定离子的活 性。这类传感器的一个实例是离子-选择性场效应晶体管（例如DE 29344005 C2)。 离子-选择性膜是所有电势测定离子传感器的关键部件。它确立了在来自样品的 各种干扰离子存在下，传感器利用它对被分析物做出响应的优先性。如果离子可渗透两相 之间的边界，则将达到电化学平衡，其中形成两相内不同的电势。最初，离子-选择性电极 使用玻璃或晶态膜，仅所选择的离子物质可经其迁移或进行交换。后来，引入了基于液体离 子-交换剂的电极，也称为液体-膜电极。 在后者中，离子交换溶液可固定在聚合物或陶瓷膜内。所述电活性膜的主要 组分是中性或带电荷的化合物，它能够可逆地络合离子且通过载流子易位（carrier translocation)将它们转移经过有机膜。这种化合物被称为离子载体或离子载流子。存 在两种离子载体：带电荷的载流子和中性载流子。它们在游离和络合两种形式下是可移动 的，因此所有物质的迁移率是选择性系数连同离子交换平衡的一部分。可移动的结合位点 溶解在合适的溶剂内且通常被捕获在有机聚合物（凝胶）的基体中。主要在含水介质中进 行离子活性测量，因此所有膜成分是亲脂性的。因此，在水中的离子和含离子载体的亲脂性 膜之间的主要相互作用是萃取过程。 用于确定有机离子或可电离的有机分子的离子选择性电极（ISE)通常由离子对 组成，所述离子对由待确定的被分析物和亲脂性反离子（例如四苯基硼酸盐离子）组成。因 此，一般来说，在ISE开发过程中，对于每种被分析物来说，ISE基体组合物需要通过引入一 定量的对于该待确定的被分析物特定的增塑剂来优化。因此，不存在通常的ISE组合物，更 不用说用于宽范围的有机离子或可电离的有机分子的通常可适用的增塑剂，即于跨过不同 有机离子和可电离的有机分子为可适用的组合物。 典型的聚合物膜以塑化的聚（氯乙烯）（PVC)为基础且含有约66%增塑剂和33% PVC。这样的膜完全类似于液相，因为溶解的低分子量离子载体的扩散系数的数量级为 KT 7-l(T8Cm2/S。将合适的增塑剂添加到膜中，以便确保游离和络合的离子载体的迁移率。 它确定膜极性并提供膜的合适机械性质。离子载体通常以1%的量（约l〇_ 2M)存在，这与 玻璃电极相比是相对低的。离子选择性膜可含有亲脂性阴离子和亲水性阳离子的盐（添加 剂），它改进了膜的性能。尽管其它聚合物如：聚硅氧烷、聚苯乙烯、PMMA、聚酰胺或聚酰亚 胺可用作膜基体，但PVC是最广泛使用的基体，因为膜的制备简单。 由于在离子-选择性膜内引入天然以及合成离子载体，设计了用于直接测量各种 阳离子和阴离子的ISE，且ISE已发现宽泛领域的应用，例如在临床化学、电生理学中，作为 离子色谱中的探测器，在通过人工膜（也称为生物膜）的高度选择性传输方法中等等。 然而，存在与传统液体-膜电极有关的许多缺点。例如，已知增塑剂的渗出和已溶 解的离子载体的浸出可最终限制载流子-基电极的寿命。前一方法可导致机械不稳定性和 电极失效。在努力解决这一问题中，本专利技术人最近开发了液体_膜电极，它具有朝样品接触 表面的离子载体梯度和导电颗粒朝样品接触表面降低的梯度（PCT公开W02005/103664)。 具有梯度聚合物的这样的电极显示为极其机械坚固和灵敏的，且特别是可用于HPLC、毛细 管电泳和药物应用例如溶解测试中。 然而，所述梯度聚合物膜电极没有解决目前液体-膜电极的另一个缺点。如上文 已经解释的，液体-膜电极属性上是亲脂性的，并且因此在水中的离子和含有该离子液体 的亲脂性膜之间的主要相互作用是通过离子载体的萃取过程。因此，ISE的选择性主要由 离子载体确定。选择这些离子载体，以获得仅仅对于一种离子的高选择性，且在电极生产 过程中将其纳入。这样的预先限定的基体例如描述于US2002115224中，其中传感器点包含 聚合物基体和一个或多个（生物）化学识别部分（参见所述US公开的);以及描述 于EP1965198中，其涉及光-化学二氧化碳传感器，并且特征在于基体包含pH-敏感的染料 (它可形成阴离子物质）和待分析的样品内与C0 2相互作用的金属阳离子物质（参见该欧 洲专利公开的-)。 获得选择性的另一方法是在传感器生产过程中纳入含所关注的被分析物的亲脂 性盐，和使用对于所关注的该特定离子进行优化的增塑剂。使用这种方法，通过预先限定的 电极仅仅可确定少数离子，其中每种离子要求特定的电极。出于实际和商业理由，这种方法 不可应用于大量的有机离子和可电离的化合物。实现通用于宽范围的有机离子或可电离的 有机分子的ISE的一种方式基于Bohets等人在PCT公开W02011/110517中呈现的ISE的 制造后调节。 然而，当使用这种方法时，人们偏离预定的基体组合物，没有进一步优化用于特定 被分析物的膜的可能性。因此，使用Bohets等人在W02011/110517中呈现的基础基体组合 物，仅仅受到有限的适用性。 根据Bohets等人构造和调节的电极对于亲脂性化合物例如达泊西汀显示出良好 的结果。然而，当用于不那么亲脂性的化合物例如加兰他敏时，观察到差的结果。一般地， 这些电极的性能在高离子背景（0. 1M)和低pH下受到限制，并且对于任何实际的目的来说， 可用的范围受限于logP 2(辛醇水分配的对数）化合物。 因此，本专利技术的目的是开发在Bohets等人的调节方法（上文）中使用的基础基体 电极组合物，它跨越了非常宽范围的被分析物以支持商业可行的通用离子选择性电极。因 此，本专利技术的目的是实现基础聚合物基体，可使用制造后工序将该基体调节且转化成对宽 范围的被分析物敏感的离子_选择性聚合物基体。 附图简沭 现详细地具体参考附图，它强调了所示的细节是作为实例，且仅仅出于本专利技术不 同实施方案的说明性讨论的目的，并且为了提供被认为是本专利技术原理和概念性方面的最有 用和容易的描述而呈现。关于这一点，与对于本专利技术的基本理解所必要的相比，没有尝试更 加详细地显示本专利技术的结构细节，结合附图的说明使得本领域技术人员清楚可如何在实践 中实施本文档来自技高网...
【技术保护点】
选自mesamoll和/或2‑(辛氧基)苯甲腈的增塑剂在宽范围离子‑选择性聚合物基体，即对logP值高于0的有机离子和可电离的有机分子敏感的离子‑选择性聚合物基体中的用途。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.06.14 GB 1210525.01. 选自mesamoll和/或2-(辛氧基）苯甲腈的增塑剂在宽范围离子-选择性聚合物 基体，即对logP值高于0的有机离子和可电离的有机分子敏感的离子-选择性聚合物基体 中的用途。2. 根据权利要求1的用途，其中所述聚合物基体的聚合物组分由选自下述的聚合物制 得：聚（丙烯酸正丁酯）、交联的聚（丙烯酸丁酯）、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲 酯、聚（氯乙烯-共-乙酸乙烯酯-共-乙烯醇）、聚硅氧烷、聚氯乙烯、高分子量聚氯乙烯 或其组合；特别是聚氯乙烯、或高分子量聚氯乙烯。3. 根据权利要求1的用途，其中聚合物基体包含约20-约40%的聚合物。4. 根据权利要求1的用途，其中聚合物基体包含约50-约70%、特别是约60-约65% 的所述增塑剂。5. 根据权利要求1的用途，其中聚合物基体进一步包含一种或多种增加传导性的盐， 例如 ETH 500。6. 根据权利要求5的用途，其中所述增加传导性的盐可以以最多20%的量存在。7. 根据权利要求1的用途，其中聚合物基体进一步包含导电颗粒；特别是一定梯度的 导电颗粒，离开样品接触表面其浓度增加。8. 根据权利要求1的用途，其中导电颗粒选自金、银、玻璃碳、石墨、碳纳米管和类似 物。9. 根据权利要求1的用途，其中聚合物基体进一步包含离子载体分子，特别是一定梯 度的离子载体分子，朝向样品接触表面其浓度增加。10. 根据权利要求9的用途，其中所述离子载体以约0. 01-5. 0%的量存在。11. 宽范围离子-选择性聚合物基体，即对logP值高于〇的有机离子和可电离的有机 分子敏感的离子-选择性聚合物基体；其特征在于该聚合物材料包含增塑剂mesamoll和/ 或2-(辛氧基）苯甲腈；特别是mesamoll。12. 根据权利要求11的宽范围离子-选择性聚合物基体，其中所述聚合物基体的聚合 物组分由选自下述的聚合物制得：聚...
【专利技术属性】
技术研发人员：H·博赫茨，
申请(专利权)人：奥克滕斯私人有限公司，
类型：发明
国别省市：比利时;BE
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