本发明专利技术限定了固体接触离子选择性的电极，其包括使传感器层和导电元件接触的碳纳米管转导器层。此外，本发明专利技术还限定了所述固体接触离子选择性的电极的制备方法及其用于分析物的定性、定量或半定量分析的用途。所述固体接触离子选择性的电极可靠地和可再现地检测或量化多种不同化学物质，并且还具有来源于其简单性和低制造成本的额外优势。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术处于电化学领域内，尤其涉及基于全固体接触离子选择性电极的电化学传感器。具体而言，本专利技术涉及一种基于碳纳米管的全固体接触离子选择性电极。所述电极 允许以良好的再现性和可靠性，对极多种不同分析物进行定性、定量或半定量分析。
技术介绍
现有技术中众所周知的是，离子选择性电极或ISE已用于各种分析物的定性或定 量分析，尽管其最初是用来分析溶液中的离子浓度。常规构造包括在离子选择性薄膜和所 产生电信号的导电元件之间的内部转导溶液，它能够将离子流变换为电流(Eric Bakker， Ern6PretSch ， Trends in Analytical Chemistry, 24 (2005) ， 199-207， "Potentiometric sensors for trace-level analysis")。然而，该构造不适于某些应用，尤其是小型化电 极，由于这个缘故内部溶液已被固体接触所代替，从而引起了全固体接触ISE或全固体状 态ISE的发展。 因此，新的离子选择性电极的生成或许可能利用固体内部接触来构建。这是由 于与包含内部溶液的那些电极相比，这些全固体接触电势电极在提供更简单小型化和构 造的可能性方面具有明显的优点(Pretsch E. ， TrAC 26 (2007) ，46-51， "The new wave ofion-selective electrodes")。 在某些情况下，离子选择性薄膜(membrane)直接沉积在导电元件上，这就是具有 涂覆线材电极或CWE的情况，尽管响应稍微有点不稳定，并且薄膜对金属的粘着性降低。在 其他情况下，使离子选择性薄膜经由导电性聚合物或CP层与导电元件接触。该聚合物层充 当内部转导器，将离子流转换为电流。在其他聚合物当中，聚吡咯、聚噻吩或聚苯胺，适当掺 杂后用作导电性聚合物，例如掺杂有氯阴离子的聚吡咯，或掺杂有氰亚铁酸盐阴离子的聚 卩比咯(Agata J. Michalska， Charles Appaih-Kusi， Lee Yook Heng， SebastianWalkiewicz 禾卩Elizabeth A. H. Hall， Anal. Chem. ， 76 (2004) 2031-2039， "An Experimental Study of Membrane Materials and I皿erContacting Layers for Ion-Selective K+Electrodes with a StableResponse and Good Dynamic Range")。 尽管导电性聚合物用作在离子选择性外部薄膜与所生成电信号的导电元件之 间的转导器提高了全固体接触电极的稳定性这一事实，但对于每种个别应用来说仍然 需要一种优化导电性聚合物掺杂的方法，以便使离子流到电流的转导最大化(Bobacka， 电解分析(J. Electroanalysis) ， 18 (2006) 7-18，"基于导电性聚合物的固态离子选 择性电极 (Conducting polymer-based solid-state ion selectiveelectrodes)，，； Michalska, A.，生物分析化学(Anal. Bioanal. Chem.) ， 384 (2006) 391-406，"带有基于 导电性聚合物的离子-电子转导器的ISE的分析性能和构建的优化(Optimizing the analytical performanceand construction ISEs with conducting polymer—based ion_to_electrontransducers)，，)。 现有技术中，仍然需要能够克服现有技术缺陷的新固体接触ISE。 本专利技术人已经发现，将基于碳纳米管(CNT)的层用作内部转导器，它将使传感层(离子选择性薄膜等)与导电元件接触，从而产生全固体接触ISE，它为极多种不同化学物 质的定性或定量分析带来极佳优点，即低检测级别、低响应时间和高度的选择性。这些新的 全固体接触ISE也非常易于开发，因此它们的成本非常合理。 现有技术中，碳纳米管由于它们得自其化学结构的非凡特性而知名。对于电化学 传感器领域，它们最有意义的一些特性是表面与容量之间非常高的比率，以及它们促进多 相之间电荷转移的强大能力(Davis等人，J. Electroanal. Chem. 1997， 440， 279-282 ;Luo 等人Anal. Chem. 2001， 73， 915-920 ;Britto等人，AdV. Mater. 1999， 11 (2) ， 154-157)。利用 这些特性，CNT已经被用作场效应晶体管(FET) (Postma HWCh， Science 293(2001)76-79， "CNTsingle-electron transistors at room temperature")、电容器(Snow ES， Science, 307(2005) 1942-5，"Chemical detection with a single-walledcarbon nanotube c即acitor")和串联的纳米电极，其已应用于伏安法测定分析(Tu Y， Electroanalysis， 17 (2005) 79-84，"Carbon NanotubesBased Nanoelectrode. Arrays Fabrication'')。此夕卜， 美国专利申请2006/0200044描述了一种以非电势测定技术来测量葡萄糖水平的碳纳米管 微电极，并且在美国专利申请2004/0146863中，碳纳米管被用作一种在采用电势测定技术 对分析物进行检测和量化中使用的常规生物传感器电极的导电性材料。 然而，迄今为止还没有人将CNT用作电势测定分析中的转导器。 Ka卿gen等人，(Ka卿gen M. ， Roth S. ， J Electroanal. Chem586 (2006) 72-76， "Transparent and flexible carbonnanotube/polyaniline pH sensors，，)将CNT包括作 为PH电极的部件；然而，正如作者他们自己清楚表明的，碳纳米管被用作导电性聚合物层 (聚苯胺)的支撑结构，它同时充当传感层，假定氧鎗(oxonium)离子与聚苯胺的氨基相互 作用，并且由于其作为导电性聚合物的特性而作为转导器层(transducer layer)。因此，不 能预料到在极多种不同的全固体接触ISE中把CNT用作内部转导器层，它能够将源自传感 层(根据要检测或量化的分析物的各种特性)的化学信号有效地转换为可以被测量的电信 号。 然而，本专利技术人已首次说明了 CNT可以在多种不同的全固体接触ISE中充当高度 活性的转导器，其特征在于，通过包含基于碳纳米管的中间层，实现来自相应传感层的化学 信号朝向导电性元件的转导。 因此，本专利技术提供了一种替代的全固体接触ISE，它使得以可靠和可再现的方式， 对极多种不同化学物质进行检测或量化成为可能，还具有源于其简单性和本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种全固体接触ＩＳＥ，其特征在于，它包括使传感器层和导电元件接触的碳纳米管转导器层。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：弗朗斯克沙维尔瑞斯费洛斯，圣地亚哥马乔阿巴里西奥，加斯顿阿德里安克雷斯波帕拉巴诺，约第瑞奥拉塞尔，
申请(专利权)人：洛维拉依维尔基里大学，
类型：发明
国别省市：ES[西班牙]
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