[發(fā)明專利]一種卡片式鉀離子傳感器及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310374373.0
• 申請日: 2013-08-26
• 公開（公告）號: CN103424451A
• 公開（公告）日: 2013-12-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉輝
• 申請（專利權(quán)）人: 深圳市希萊恒醫(yī)用電子有限公司
• 主分類號: G01N27/333
• 分類號: G01N27/333
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電化學(xué)傳感器技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種卡片式鉀離子傳感器及其制備方法。?

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背景技術(shù)

鉀是人體內(nèi)不可缺少的常量元素，一般成年人體內(nèi)含鉀元素150克左右。人體內(nèi)的鉀其作用是維持神經(jīng)、肌肉的正常功能，是保持機(jī)體的正常滲透壓及酸堿平衡，參與糖及蛋白質(zhì)代謝，保證神經(jīng)肌肉的正常功能所必需。人體缺鉀，可導(dǎo)致體內(nèi)酸堿平衡失調(diào)、代謝紊亂、肌肉無力等。因此。鉀離子的檢測在醫(yī)學(xué)、生化、制藥、化工、環(huán)保和食品等諸多方面有著廣泛的應(yīng)用，特別是人體體液中鉀離子的檢測具有重要的醫(yī)學(xué)臨床意義。?

????目前鉀離子濃度的檢測主要采用基于電化學(xué)方法的電解質(zhì)分析儀。電解質(zhì)分析儀均采用鉀離子選擇性電極與外參比電極組成鉀離子傳感器，將這兩個電極同時插入待測溶液中，并與外接的測量裝置連接構(gòu)成一個電化學(xué)電池，測量出此電化學(xué)電池的電動勢，根據(jù)能斯特方程可以推算出待測溶液中鉀離子濃度。傳統(tǒng)的鉀離子選擇性電極由內(nèi)參比電極、內(nèi)參比溶液和敏感膜組成，成本高昂，體積較大，難以進(jìn)行電極的微型化，不便于攜帶。這類鉀離子選擇性電極在實際測量時必須與外參比電極配對，檢測過程繁雜，響應(yīng)慢，檢測時間較長，無法滿足手術(shù)、急診、野外救護(hù)等場合的需求，也無法適應(yīng)現(xiàn)代醫(yī)療POCT模式的趨勢。。?

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發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為解決現(xiàn)有傳統(tǒng)鉀離子濃度檢測中鉀離子傳感器的選擇性電極與外參比電極分離所導(dǎo)致的不易攜帶、檢測耗時等問題，提供了一種新式的卡片式鉀離子傳感器。?

本發(fā)明的一種卡片式鉀離子傳感器，其方案為：包括底板、鉀離子選擇性電極、絕緣層、鹽橋，兩個鉀離子選擇性電極平行設(shè)置于底板上，所述的鉀離子選擇性電極包括電極基底系統(tǒng)、電解質(zhì)層、鉀離子敏感膜，電極基底系統(tǒng)由位于底板上的反應(yīng)電極、接觸電極及連接這兩個電極的導(dǎo)電引線組成，所述電解質(zhì)層位于電極基底系統(tǒng)的反應(yīng)電極上，所述的鉀離子敏感膜將電解質(zhì)層包圍；所述的鉀離子敏感膜上涂有絕緣層，絕緣層上設(shè)有鉀離子敏感膜的裸露開口，絕緣層的開口與鉀離子敏感膜形成鉀離子選擇性電極的反應(yīng)腔，鹽橋設(shè)置在絕緣層的表面上，并位于絕緣層上開口的兩側(cè)，鹽橋連接兩個鉀離子選擇性電極，鹽橋上覆有蓋板。?

更進(jìn)一步地，所述蓋板上與鹽橋?qū)?yīng)的位置設(shè)有氣孔。?

本發(fā)明還提供上述卡片式鉀離子傳感器的制備方法，包括以下步驟：?

（1）在有機(jī)高分子材料底板上涂覆導(dǎo)電材料形成鉀離子選擇性電極的反應(yīng)電極、接觸電極和導(dǎo)電引線；

根據(jù)實際需要，可采用絲網(wǎng)印刷方法在有機(jī)高分子材料（如聚丙烯、聚酯、聚乙烯和聚氯乙烯等）底板上印刷導(dǎo)電絲網(wǎng)印刷材料，也開采用薄膜蒸涂技術(shù)將該導(dǎo)電絲網(wǎng)印刷材料蒸涂到有機(jī)高分子材料底板上，形成鉀離子選擇性電極的反應(yīng)電極、接觸電極和導(dǎo)電引線；

反應(yīng)電極可以采用碳、金、鉑或鈦等材料制成，導(dǎo)電引線和接觸電極可以采用銀、碳、金、鉑或鈦等材料制成，銀的電化學(xué)特性不穩(wěn)定，但導(dǎo)電性能良好，故一般不用來制作反應(yīng)電極，而可用來制作接觸電極和導(dǎo)電引線；

（2）使用氧化性溶液對鉀離子選擇性電極的反應(yīng)電極進(jìn)行表面處理；

（3）將含鉀離子的無機(jī)鹽溶解在純化水中，配制成濃度為0.5mM～5.0mM的溶液，然后在該溶液中加入最終質(zhì)量百分比為3.0%～8.0%的黃原膠，配制成電解質(zhì)漿料，將該電解質(zhì)漿料涂覆在反應(yīng)電極表面（可以采用絲網(wǎng)印刷的方法將該電解質(zhì)漿料涂覆在反應(yīng)電極表面），形成電解質(zhì)層；?

（4）將鉀離子活性載體、親脂性大分子、非導(dǎo)電高分子聚合物、增塑劑溶解在環(huán)己酮或丙酮中配制成粘稠溶液，作為鉀離子選擇性電極膜液，以溶液的總質(zhì)量計，其中鉀離子活性載體的質(zhì)量百分比為0.2%～0.5%，親脂性大分子的質(zhì)量百分比為0.5%～1.0%，非導(dǎo)電高分子聚合物的質(zhì)量百分比為30.0%～35.0%，增塑劑的質(zhì)量百分比為8.0%～14.0%，剩余為溶劑；將電極膜液涂覆在鉀離子選擇性電極的電解質(zhì)層表面，形成鉀離子敏感膜，避光冷藏干燥保存；

（5）在底板上印制絕緣層，絕緣層覆蓋鉀離子敏感膜，絕緣層上設(shè)有使鉀離子敏感膜裸露的開口，此開口區(qū)域為實際測量時鉀離子敏感膜與待測溶液發(fā)生接觸的反應(yīng)區(qū)域；

（6）將兩條雙面膠膠體分別貼于絕緣層上開口的兩側(cè)，膠體的長度足夠連接兩個鉀離子選擇性電極，兩條膠體之間形成溝槽；

（7）將表面親水性的蓋板覆蓋于膠體表面，即制得卡片式鉀離子傳感器。

優(yōu)選地，?

對反應(yīng)電極表面進(jìn)行氧化處理的氧化性溶液為質(zhì)量百分比為15%～25%的重鉻酸鉀溶液或高錳酸鉀溶液；