一种确定多孔基底上镀层区域的方法及电化学检测器技术

本发明专利技术涉及确定多孔基底上镀膜区（４）的方法，该方法包括压缩大量基底以便生成压缩区域（８），压缩区域（８）（或者与基底的边缘（７）或者与镀膜的边缘一起）确定区域边界，区域边界彻底防止原料通过（经过）其表面。同时本发明专利技术还涉及电化学检测设备，该设备包括：一多孔基底，和基底一侧的一个电极（１）；其中将基底的某一区域压缩到某一程度，以形成基底内电解液离子移动的屏障，压缩区域（或者与基底的边缘或者与电极一起）确定电极预定区上的一个区域。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及确定镀膜(即涂层)区的方法，其中镀膜(涂层)固定在多孔基底上(即与基底相接触)。更确切地说，本专利技术涉及镀膜(涂层)为电极的方法。尽管将参照在电化学领域中的应用说明本专利技术，但这并不意味着本专利技术将限于此种应用。可以将本专利技术推广到需要确定多孔基底区的各种应用中去。
技术介绍
过去人们发现当进行定量电化学测量时，必须具有既能复现又能精确确定的电极区，其中电极区与被分析样品接触。当对大量溶液进行测量时，通常的作法是将电极浸入到溶液中的某一平面或者在电极上外加绝缘层，以便保留与溶液接触的精确确定区。已经证明这些作法比较昂贵，并且也不太可靠。人们同时发现，当使用这些方法时，特别是当安装电极的基底为多孔基底时，很难防止泄露以及防止与确定区域之外的电极接触。通过提供一个廉价的、易于使用的、可靠的方法，本专利技术试图解决或者至少减轻现有技术中的问题。
技术实现思路
根据第一方面，本专利技术的要点在于确定多孔基底上镀膜区的方法，该方法包括压缩大量基底以便生成压缩区域，压缩区域(或者与基底的边缘或者与镀膜的边缘一起)确定区域边界，区域边界彻底防止原料通过(经过)其表面。根据第二方面，本专利技术的要点在于电化学检测设备，该设备包括一多孔基底，和基底一侧的一个电极；其中将基底的某一区域压缩到某一程度，以形成基底内电解液离子移动的屏障，压缩区域(或者与基底的边缘或者与电极一起)确定电极预定区上的一个区域。根据第三方面，第二方面的多孔基底为一种隔膜，该隔膜能够透过包含第一分析样本的液体，但绝不会透过液体中包含的第二样本，第二样本为影响第一样本的电化学检测的样本。固定在多孔基底上(即与基底接触)的涂层(即在基底上外加的镀膜)最好为电极，并且确定区域最好为电极区。当涂层为电极时，通常在基底的表面溅射沉积涂层，以便在其表面形成连续薄膜。但是，也可以采用其他方法，如化学镀、电镀、蒸发和阳极氧化处理等方法，形成电极。通常基底上的薄膜厚度为10-200nm，最好为60-120nm。适合用作电极的材料包括金、银、铂、钯、铱、铅、以上金属的合金、碳、混合有粘结材料的碳、和用不溶解银盐(如氯化银、溴化银、碘化银、铁氰化银和亚铁氰化银)进行部分覆盖的银。根据本专利技术，在电化学检测设备中通常有两个或多个电极，并且这些电极可以安装在基底的一侧，也可以安装在基底的另一侧。在最佳形式中，按照本专利技术的方法生成的合成基底至少有两个离散区域—一个经过压缩，另一个未经压缩。业已证明该种合成基底特别适合用作电化学检测设备。当将样品置于合成基底的未压缩区域时，由于压缩区域将第一区域隔离开来，所以能够彻底防止采样电解液的离子移动到基底的另一区域。已经证明采样被限制在合成基底的预定区域内，从而被限制在电极的预定区域内，其中电极被固定在合成基底上，或者与合成基底相连。通过彻底消除或者充分限制压缩区域内基底的多孔结构，本专利技术的方法发挥作用密封该区域。可以单独使用本专利技术的方法，最好与阻滞剂一起使用本专利技术的方法。在本专利技术中，阻滞剂是加在基底内的一种溶剂，该溶剂并不妨碍未压缩区域内的溶液迁移，但有助于阻止压缩区域内的溶液迁移。例如，葡萄糖、琼脂、胶凝体和淀粉等均可作为阻滞剂原料。在最佳形式中，通常采取以下步骤将阻滞剂加入到预压缩的多孔基底中(a)在相应溶剂中溶解阻滞剂； (b)利用阻滞剂溶液浸湿基底；和(c)经过蒸发去除溶剂。在另一最佳形式中，多孔基底为具有孔隙的基底，其孔径沿磨光面到粗糙面逐渐增加。多孔基底最好为美国专利No.4,629,563和No.4,774,039(这里全文引用作为参考)中公开的基底。但是，根据最后用途，基底可为非对称薄膜或对称薄膜。基底可以为任何适宜压缩的多孔材料，在压缩期间该材料将保持其力学结构的完整性。该种材料的例子包括聚合物或聚合物的混合物—如聚砜、聚偏二卤乙烯(如聚偏二氟乙烯)、四氟乙烯、聚酰胺、聚酰亚胺、聚乙烯、聚丙烯、聚丙烯腈(polyacrylonitrites)、和聚碳酸酯等。这些材料可以为薄片、软管或中空纤维，并且具有细微孔隙或大孔隙。根据最后用途选择基底的厚度。基底最好比较薄以便减少采样容量。但是，基底又必须足够厚以便保证加工的机械强度，同时保证在基底两侧的电极之间有足够的间隔以防止电路短路。在某些应用中(如阳极脱膜)，较大的采样容量和较高的厚度是更可取的。以下将参照附图，通过示例说明本专利技术的最佳实施方式和具体示例。其中附图为附图说明图1是未压缩的微多孔基底的截面图，其中部分用放大图形表示；图2说明具有压缩区的图1的基底，压缩区域和微多孔基底的边缘一起确定区域的边界，并用放大视图表示部分压缩区域；图3是图2所示基底的俯视图；图4为图1或图2的基底的侧视图；图5与图1的视图相似，其中在基底内加入了阻滞剂；图6与图2的视图相似，其中在基底内加入了阻滞剂；图7为第一实施方式的俯视图，差别在于确定的目标区域不同；图8为第二实施方式的俯视图，差别在于目标区域不同；图9为第三实施方式的俯视图，差别在于目标区域不同；图10为第四实施方式的俯视图，差别在于目标区域不同；和 图11为本专利技术最佳实施方式的俯视图。具体实施例方式图1表示未压缩的微多孔基底10，微多孔基底10具有电极1，电极1被固定在基底10上或者与基底10相连。预压缩基底的厚度最好为180μm，更可取的是30-150μm。孔隙尺寸从10千道尔顿阻断(下界)到5微米，最好从0.1μm到0.8μm，更可取的是从0.2μm到0.5μm。同时图1表示了基底未压缩孔隙2的放大图形。当向微多孔基底10的区域5加压时，将生成一个或多个离散压缩区域8。如图2和图3所示，压缩区域8和未压缩区域的边缘7一起定义区域4的边界。压缩区域8彻底阻止了溶剂(未示出)迁移通过(经过)该区域。图2的放大图形说明区域8的孔隙6已经经过压缩，从而彻底阻止了溶剂迁移通过(经过)区域8。图5和图6说明添加阻滞剂3的效果。正如图6的放大图形所示，添加阻滞剂3使区域8内的孔隙6的阻断更加彻底，从而阻止溶剂迁移通过(经过)。图7和图8说明压缩区域5，区域5在基底10的一侧为环形或者为方形，在另一侧覆盖电极1。压缩区域8确定电极区4的边界，该边界彻底阻止了溶剂(未示出)迁移通过(经过)区域8到达区域9。尽管在附图中并未说明，借助压缩区域8或者区域5以及电极边缘可以确定电极1的区域4。图9说明矩形区域4，该区域的一边由压缩基底5确定，而其他边由未压缩基底9的边缘11确定。图10说明矩形区域4，由压缩基底5确定该区域的两边，而另两边由未压缩基底9的边缘11确定。在本专利技术中，最好利用压力或者任何适宜的压缩过程压缩多孔基底，其中压缩过程至少允许压缩多孔基底的一个区域。在压力范围的高端和低端，随着基底的不同，所施加的压力也不同。最好向基底施加足够的压力，该压力将破坏基底的孔隙结构实现彻底的无空性，但其强度又不足以破坏基底的力学结构完整性。以下将参照示例和比较示例，说明压缩多孔基底所需的典型压力范围。示例1将一聚砜基底薄膜(其厚度为150μm，孔隙为0.2μm到0.5μm)浸入到溶液(在水中加入1wt％的明胶)中。从基底的外面擦去多余液体，并在干燥箱内烘干基底以便脱去水分。然后用100MPa的压力压缩基底，从而在基底上形成一个环形压缩区。环本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种确定多孔基底上镀层区域的方法，该方法包括：压缩基底的体积以生成压缩的区域，该压缩的区域确定，或者与基底的边缘或者与镀层的边缘一起确定区域边界，该区域边界阻止原料通过或跨越边界。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：阿拉斯泰尔迈克英多霍格斯，奥德瓦尔约汉森，托马斯威廉贝克，
申请(专利权)人：利费斯坎公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]