一种全固态型钠离子选择性电极及其制备方法与在生化电解质检测中的应用技术

本发明专利技术提供了一种全固态型钠离子选择性电极及其制备方法与在生化电解质检测中的应用。包括电极正面和电极背面，所述电极正面包括5个电极位点，分别为参比电极R、对电极C以及工作电极1、工作电极2、工作电极3，其中工作电极1、工作电极2为钠离子检测电极，工作电极电极3为校准电极；所述电极正面和/或所述电极背面设置有电极接触位点，设置在所述电极正面的电极接触位点通过引线与所述电极位点对应相连，设置在所述电极背面的电极接触位点通过引线与导通通孔相连，通过导通孔与所述电极位点对应相连，所述电极位点相连位置设置有导通通孔。孔。孔。

【技术实现步骤摘要】
一种全固态型钠离子选择性电极及其制备方法与在生化电解质检测中的应用


[0001]本专利技术属于生物传感器领域，具体涉及一种全固态型钠离子选择性电极及其制备方法与在生化电解质检测中的应用。

技术介绍

[0002]钠离子是人体维持电荷稳定和内环境稳定的最重要离子之一，也是人体含量最大的离子。正常人的钠离子浓度是135
‑
145mmol/L，低于135mmol/L称为低钠血症，高于145mmol/L以上称为高钠血症。人体钠离子是维持正常稳定的，但中枢神经系统疾病、内分泌系统疾病或者胃肠道疾病有可能会造成钠离子紊乱，出现低钠血症或者高钠血症，比如严重的颅脑损伤、重症脑炎、脑出血、脑血管疾病，影响下丘脑对钠的调节会出现离子紊乱。此外，患者由于严重的胃肠道炎症、脱水或者中暑等也会诱发离子紊乱，出现低钠血症。所以一定要维持钠离子的稳定，对低钠血症要及早纠正，对患者出现的高钠血症也要及时纠正，否则容易造成内环境紊乱，出现渗透压改变，造成相应的不良预后。
[0003]目前医学检查采用的方法为血液生化检查和血液无机物测定。具体采用火焰光度计法、离子选择性电极分析法以及酶动力学法等方法。其中采用离子选择性电极测定钠离子具有测量速度快、选择性好、且测量过程不受样品颜色的干扰等优点，是一种直接的、非破坏性的分析方法。但是传统的离子选择性电极多为液态电极，体积大且不易携带、保存和运输。而全固态离子选择性电极具有体积小、易使用、携带方便、保存方便的特点，对全固态全固态型钠离子选择性电极的设计与开发至关重要。
[0004]有鉴于此，本专利技术旨在提供一种全固态型钠离子选择性电极，实现降低电极加工成本与难度的同时，针对钠离子进行多参数检测的高灵敏度、准确性的电化学检测电极。

技术实现思路

[0005]本专利技术所要解决的问题是实现对血液中钠离子的精准快速检测，提高检测的灵敏度和准确性。有鉴于此，本专利技术提供了一种全固态型钠离子选择性电极及其制备方法与在生化电解质检测中的应用。
[0006]本专利技术的目的是提供一种全固态型钠离子选择性电极，包括电极正面和电极背面，电极正面包括5个电极位点，分别为参比电极R、对电极C以及工作电极1、工作电极2、工作电极3，其中工作电极1、工作电极2为钠离子检测电极，工作电极电极3为校准电极。
[0007]电极正面和/或电极背面设置有电极接触位点，设置在电极正面的电极接触位点通过引线与电极位点对应相连，设置在电极背面的电极接触位点通过引线与导通通孔相连，通过导通孔与电极位点对应相连，电极位点相连位置设置有导通通孔。
[0008]电极位点表面设置有基底电极与其表面的全固态修饰物，包括内参比电极层(1)、导电高分子凝胶(2)与离子选择性透过膜(3)。
[0009]参比电极R、对电极C、工作电极1、工作电极2、工作电极3五个微电极均采用多层油
墨加工工艺，形成同心圆形状的油墨围坝，同心圆直径为0.2～1.5mm，同心圆圆心距为20～150μm；油墨围坝采用PCB阻焊油墨加工，厚度为20～50μm。
[0010]参比电极R包括基底层、氯化银层以及保护膜。
[0011]进一步，基底层金属包括金、铂。
[0012]进一步，氯化银层采用10～15μL氯化银电子浆料，通过点样机点在基底层表面。
[0013]进一步，保护膜包括高分子聚合物、增塑剂和溶剂，具体将20.0～30.0％高分子聚合物、70.0～80.0％增塑剂混合溶解在100～200μL环己酮中，静置3小时，然后点涂1～2μL膜液在电极表面。
[0014]对电极C包括铂电极、金电极。
[0015]工作电极1、工作电极2和工作电极3均为多层结构，具体包括基底层、内参比电极层(1)、导电高分子凝胶(2)和离子选择性透过膜(3)。
[0016]进一步，基底层金属包括金、铂，其导电性好，稳定性较高，可以为选择性电极提供检测信号。
[0017]进一步，内参比电极层(1)为氯化银电极，内参比电极作为电子
‑
离子传递剂，使其具有足够快的响应速度和可逆的离子电极传导性能。
[0018]进一步，导电高分子凝胶(2)是将100g/L PVA水溶液与0.0133mol/L的聚苯胺微乳液充分搅拌，然后加入1mol/L的硫酸和2.5wt％戊二醛，形成分子凝胶，然后点涂1～2μL膜液在内参比电极层(1)表面。
[0019]上述PVA可替换为PREDOT：PSS水凝胶层，PREDOT：PSS水凝胶层具有良好的导电性和较大的电活性表面积，可以更好地实现导电效果。
[0020]导电聚合物作为全固态离子选择性电极中离子到电子的传递层及固态接触材料，可以和基底金属材料形成一种欧姆接触，可以在固态情况下将离子信号转化为电子信号。导电高分子凝胶(2)可以选择基于吡咯、噻吩、苯胺的电聚合或者化学聚合衍生物，如3，4
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乙烯二氧噻吩、聚苯胺等，然后加入聚乙烯醇，搅拌均匀后形成分子凝胶。通过点样机点在氯化银层表面。
[0021]进一步，离子选择性透过膜(3)包括离子载体(1.0～3.0％)、亲脂性大分子(2.0～4.0％)、高分子聚合物(40.0～45.0％)、增塑剂(50.0～55.0％)以及溶剂。
[0022]进一步，离子载体包括十四烷基甲基丙烯酸双【(12
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冠醚
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4)甲基】酯、4
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十八酰氧基甲基
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N，N，N
′
，N
′‑
四环己基
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1，2
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亚苯基二氧二乙酰胺、N，N，N
′
，N
′‑
四环己基
‑
1,2
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亚苯基二氧二乙酰胺、N，N
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二苯基
‑
N，N
′‑
二苄基
‑
1，2
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亚苯基二氧二乙酰胺、2，2
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【1，2
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亚苯基二(氧代)】二(N
‑
苯甲基
‑
N
‑
苯基乙酰胺)、2，2，3，3,8,8，9，9
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八甲基
‑
1,4,7，10，13
‑
五氧杂环十六烷、2，2，3，3，11，11，12，12
‑
八甲基
‑
1，4，7，10，13
‑
五氧杂环十六烷、十四氢
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17H
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4a，20a：11a，15a
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二丁基桥二苯并(b，k)(1，4，7，10,13)五氧杂环六癸炔、15
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十八烷基
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1，4，7，10，13
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五氧杂环十六烷、3
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，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种全固态型钠离子选择性电极，其特征在于，所述电极包括电极正面和电极背面，所述电极正面包括5个电极位点，分别为参比电极R、对电极C以及工作电极1、工作电极2、工作电极3，其中工作电极1、工作电极2为钠离子检测电极，工作电极电极3为校准电极；所述电极正面和/或所述电极背面设置有电极接触位点，设置在所述电极正面的电极接触位点通过引线与所述电极位点对应相连，设置在所述电极背面的电极接触位点通过引线与导通通孔相连，通过导通孔与所述电极位点对应相连，所述电极位点相连位置设置有导通通孔；所述电极位点表面设置有基底电极与其表面的全固态修饰物，包括内参比电极层(1)、导电高分子凝胶(2)与离子选择性透过膜(3)。2.根据权利要求1所述的一种全固态型钠离子选择性电极，其特征在于，所述参比电极R、所述对电极C、所述工作电极1、所述工作电极2、所述工作电极3五个微电极均采用多层油墨加工工艺，形成同心圆形状的油墨围坝，所述同心圆直径为0.2～1.5mm，所述同心圆圆心距为20～150μm；所述油墨围坝采用PCB阻焊油墨加工，厚度为20～50μm。3.根据权利要求1所述的一种全固态型钠离子选择性电极，其特征在于，所述参比电极R包括基底层、氯化银层以及保护膜。4.根据权利要求3所述的一种全固态型钠离子选择性电极，其特征在于，所述基底层金属包括金、铂；所述氯化银层修饰在所述基底层表面；所述保护膜包括高分子聚合物、增塑剂和溶剂。5.根据权利要求1所述的一种全固态型钠离子选择性电极，其特征在于，所述对电极C包括铂电极、金电极。6.根据权利要求1所述的一种全固态型钠离子选择性电极，其特征在于，所述工作电极1和/或所述工作电极2和/或所述工作电极3为多层结构，具体包括基底层、内参比电极层(1)、导电高分子凝胶(2)和离子选择性透过膜(3)；所述基底层金属包括金、铂；所述内参比电极层(1)为氯化银电极；所述离子选择性透过膜(3)包括离子载体、亲脂性大分子、高分子聚合物、增塑剂以及溶剂。7.根据权利要求6所述的一种全固态型钠离子选择性电极，其特征在于，所述离子载体包括十四烷基甲基丙烯酸双【(12
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冠醚
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八甲基
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1，4，7，10，13
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五氧杂环十六烷、十四氢
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17H
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4a，20a：11a，15a
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二丁基桥二苯并(b，k)(1，4，7，10，13)五氧杂环六癸炔、15
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十八烷基
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‑5‑
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苯基乙酰胺)、3，5，6，7，9，10
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六氢
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甲基乙酰胺)、6，7，9，10，18，19
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二苯并[b，k][1，4，7，10，13]五氧杂环六癸炔、18
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甲氧基
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6，7，9，10，18，19
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六氢
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17H
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二苯并[b，k][1，4，7，10，13]五氧杂环六癸炔、18
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甲氧基乙氧基)
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7，9，10，17，18，19
‑
六氢
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6H
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二苯并[b，k][1，4,7,10，13]五氧杂环六癸炔、N，N
‑
二乙基
‑2‑
(6，7，9，10，18，19
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六氢
‑
17H
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二苯并[b，k][1，4，7，10，13]五噁环
十六英
‑
18
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氧基)乙酰胺、2
‑
(6，7，9，10，18，19
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六氢
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17H
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二苯并[b，k][1，4，7，10，13]五噁环十六英
‑
18
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氧基)
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N，N
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二戊基乙酰胺中的一种或几种。8.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：奚亚男，胡保帅，崔皓博，
申请(专利权)人：广州钰芯传感科技有限公司，
类型：发明
国别省市：