本发明专利技术公开了一种医用型全固态钾离子选择性传感器及其制备方法，包括基板、并列设置的两个结构完全一致的钾离子选择性工作电极、绝缘层和盐桥。不含有传统意义上电位恒定的参比电极，而以两个钾离子选择性工作电极中的一个与钾标准溶液配合起到参比电极的作用，大大降低了整个传感器制备的复杂程度。两个一致的钾离子选择性工作电极均包括导电层、反应电极、接触电极和钾离子敏感膜。本发明专利技术既不需要制作电位恒定的传统参比电极，也不需要一般固态电极的电解质层，极大地简化了全固态钾离子选择性传感器的制作工艺和流程，响应准确迅速，小巧轻便，方便携带，适合大批量生产。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电化学传感器
，尤其涉及一种医用型全固态钾离子选择性传感器的制备方法。
技术介绍
钾是人体内不可缺少的常量元素，一般成年人体内钾离子浓度约为3. 5 5.5mmol/L。钾在人体内的主要作用是维持酸碱平衡，参与能量代谢以及维持神经肌肉的正常功能。当体内缺钾时，会造成精力和体力下降，耐热能力降低，使人感到倦怠无力；严重缺钾时，可导致人体内酸碱平衡失调、代谢紊乱、心律失常，甚至导致呼吸肌麻痹死亡。因此，在现代医学的发展中，特别是在临床危重病人的抢救中，钾离子的检测是最重要的电解质检测指标，它与心肌的电生理活性、骨骼肌的收缩功能、酸碱平衡等重要的生理功能有密切关系。目前临床钾离子浓度的检测主要采用基于电化学方法的电解质分析仪，而钾离子选择性传感器是电解质分析仪测定钾离子的核心。专利200420036708. 4公开了一种流通式膜钾离子选择电极，由电极体、上盖、敏感膜、银棒、电极芯棒、电极内参比溶液组成，该钾离子选择性电极结构复杂，在电极体的腔体内电极芯棒的四周需置有电极内参比溶液，内参比溶液电位恒定，基于内部溶液与外部溶液之间产生的电位差，根据能斯特方程可推算出待测溶液中的钾离子浓度。因此，传统的钾离子选择性电极存在制备过程繁琐，成本高昂，体积较大，不便于携带等缺点。丝网印刷电极以其制作成本低、小巧轻便、适合于批量生产等特点，特别适合于急诊、野外救护和家庭医疗等场合。专利201010193003. 3公开了一种全固态钾离子选择性传感器，将传统的钾离子选择性电极和外参比电极集成在一个基板上，实现了钾离子选择性传感器的微型化，但其钾离子选择性电极的反应电极上设有电解质层和钾离子敏感膜，夕卜参比电极的反应电极上设有电解质层和参比膜，并非正真“全固态”，且两种结构不同的电极共存于同一基板上，因而制作工艺过于复杂，不利于丝网印刷工艺流程的进行，大大增加了电极的制作成本和工艺复杂程度。
技术实现思路
本专利技术目的在于提供一种医用型全固态钾离子选择性传感器。针对传统钾离子浓度检测中钾离子选择性传感器的电极结构复杂，检测过程繁琐，成本高昂，体积较大，不易携带等缺点，省略了制作电位恒定的传统参比电极，也不需要一般固态电极的电解质层，极大地简化了钾离子选择性传感器的制作工艺流程，响应准确迅速、小巧轻便，方便携带，适合大批量生产。本专利技术的另一目的在于提供该全固态钾离子选择性传感器的制备方法，简化了制作流程，适合大批量生产。本专利技术的目的通过以下技术方案实现一种医用型全固态钾离子选择性传感器，包括基板、并列设置的两个结构完全一致的钾离子选择性工作电极、绝缘层和盐桥；所述的钾离子选择性工作电极包括导电层、反应电极、接触电极和钾离子敏感膜，两钾离子选择性工作电极的导电层并排覆在所述的基板上，两钾离子选择性工作电极的反应电极并排设置在各自的导电层的一端，两钾离子选择性工作电极的接触电极并排设置在各自的导电层的另一端，各反应电极上均覆有各自的钾离子敏感膜；对应两钾离子敏感膜及其反应电极周围的导电层和基板的表面覆有绝缘层，所述的绝缘层的表面上设有隔膜层，所述隔膜层上对应钾离子敏感膜的位置设有两个面积大于钾离子敏感膜的开口，且隔膜层的高度高出两钾离子敏感膜的表面，从而在两钾离子敏感膜的表面形成各自的凹槽，分别用于检测时贮存待测溶液和参比溶液，两凹槽之间设有连通待测溶液和参比溶液的盐桥。作为一种优选方案，所述的隔膜层上设有盖板，所述的盖板与所述凹槽相对应的位置各设有一个加样口。所述的凹槽与盖板之间形成了一个薄层空腔。作为另一种优选方案，所述的盖板上对应盐桥的位置设有气孔。所述的气孔用于加样时排出薄层空腔的空气。所述的基板为高分子材料，如聚丙烯、聚酯、聚乙烯和聚氯乙烯等；所述的导电层材料优选为导电银浆，所述的反应电极和接触电极的材料优选为导电碳浆。上述医用型全固态钾离子选择性传感器的制备方法，包括如下步骤(I)在有机高分子材料基板上依次设置导电材料形成两钾离子选择性工作电极的导电层、反应电极和接触电极。采用丝网印刷技术在有机高分子材料(如聚丙烯、聚酯、聚乙烯和聚氯乙烯等)基板上印刷导电丝网印刷材料，形成两钾离子选择性工作电极的导电层、反应电极和接触电极；导电层、反应电极和接触电极均可采用碳、银、金、钼或铜等材料制成。碳的导电性较差，电阻大，但与电极膜材料粘附性能好，故用来印制反应电极；银的电化学特性不稳定，但导电性能良好，故一般用来印制导电层和接触电极；(2)用无水乙醇对反应电极表面进行预处理，除去其表面的浮尘，使其表面洁净，状态一致；(3)按质量百分含量计，将钾离子中性载体I. O 5. 0%、亲脂性大分子O. 5 I.5%、增塑剂60. O 80. 0%和非导电高 分子聚合物15. O 35. 0%溶解在四氢呋喃或环己酮中配制成粘稠液体作为钾离子选择性工作电极的钾离子敏感膜液；将该钾离子敏感膜液涂覆在两钾离子选择性工作电极的反应电极上，避光干燥，形成钾离子敏感膜；所述的钾离子中性载体选自纟颜氨霉素(Valinomycin)、二苯并-18-冠醚-6 (dibenzo-18-crown-6)、二环己烧并-24-冠醚-8 (dieyelohexyl-24-crown-8)、萘并-15-冠 _5 (naphtho-15_crown-5)、双(苯并-15-冠酿 4)-4'-基甲基庚二酸酷(Bis pimelate)中的一种或几种，钾离子中性载体作为钾离子的络合物，实现电极对钾离子的选择性，其质量百分比为I. O 5. 0% ;所述的亲脂性大分子选自四苯硼钠(Sodium tetraphenylboron)、四(4_氯苯基)硼酸钾(Potassium tetrakis (4_chlorophenyl) borate)、四硼酸钾(Potassiumtetrakis borate)中的一种或几种；亲脂性大分子物质可以排除待测溶液中亲脂性阴离子(如长链脂肪酸、长链烷基磺酸盐或长链二烷基磷酸盐等)对钾离子载体的干扰，提高电极对钾离子的选择灵敏度，并且可以降低电极的电阻，其在溶液中的质量百分比为O. 5 I. 5%。所述的增塑剂选自邻硝基苯辛醚(o-nitrophenyl octyl ether, o-NPOE)、癸二酸二辛酯(Bis (2-ethylhexyl) sebacate, DOS)、邻苯二甲酸二辛酯(Bis (2-ethylhexyl)phthalate, DOP)、邻苯二甲酸二正戍酯(Di-n-amylphthalate, DnPP)中的一种或几种；增塑剂可提高此溶液的塑性，便于在后续的丝网印刷中成塑，其质量百分比为60.0 80. 0% ；所述的非导电高分子聚合物选自聚氯乙烯(PVC)、聚醋酸乙烯(PVA)、聚氨酯(PU)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)中的一种或几种；非导电高分子聚合物作为钾离子敏感膜 的支撑体，其质量百分比为15. O 35. 0% ;将配置的粘稠溶液用丝网印刷或者点滴、喷涂的方法涂覆在钾离子选择性工作电极的反应电极上，避光干燥，形成钾离子选择性工作电极膜。(4)在对应两钾离子敏感膜及其反应电极周围导电层和基板的表面上印制绝缘层；(5)在绝缘层的表面上设置隔膜层，所述隔膜层上对应钾离子敏感膜的位置设有两个本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：陈国松，黄颖，金青，唐美华，张之翼，李成东，
申请(专利权)人：南京工业大学，
类型：发明
国别省市：
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