[發(fā)明專利]電極及用于檢測爆炸物和其他揮發(fā)性物質(zhì)的方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201680060264.3
• 申請日: 2016-08-12
• 公開（公告）號(hào): CN108137155A
• 公開（公告）日: 2018-06-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 亞歷山德拉·巴頓-斯威尼;奧尼斯特·馬卡巴
• 申請（專利權(quán)）人: 瑞斯百瑞公司
• 主分類號(hào): B64C39/02
• 分類號(hào): B64C39/02;G01N33/22;G01N27/48
• 代理公司: 北京康信知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11240
• 代理人: 張英;沈敬亭

提供了用于檢測揮發(fā)性物質(zhì)的傳感器，包括具有表面的工作電極；與工作電極電連接的參比電極，參比電極包括：參比電極表面；涂覆于至少一部分的參比電極表面上的納米復(fù)合材料，納米復(fù)合材料包含：參比電極中使用的金屬的化合物，以及納米顆粒、聚合物和蛋白，或包含上述中的至少一種的組合；以及與參比電極表面電連接的離子液體；其中工作電極和參比電極之間的電連接是溶劑、或?qū)щ妿А⒒蚬腆w聚合物電解質(zhì)；其中當(dāng)傳感器暴露于分析物時(shí)，傳感器可以產(chǎn)生電化學(xué)信號(hào)；并且其中工作電極或?qū)щ妿Щ蚬腆w聚合物電解質(zhì)的表面包含碳納米顆粒，或含有碳納米顆粒和貴金屬納米顆粒的納米復(fù)合材料。

相關(guān)申請的引證

本申請要求享有2015年8月14日提交的美國臨時(shí)專利申請62/205,380；2015年11月12日提交的美國臨時(shí)專利申請62/254,402；2016年2月3日提交的美國臨時(shí)專利申請62/290,501；和2016年4月14日提交的美國臨時(shí)專利申請62/322,273的優(yōu)先權(quán)，其每一個(gè)以其全部內(nèi)容提供引證結(jié)合于本文中。

背景技術(shù)

穩(wěn)定的固態(tài)電極在干燥條件下的一種應(yīng)用是檢測空氣中的爆炸性物質(zhì)和存在于空氣中的其他氣體化學(xué)物質(zhì)。爆炸性物質(zhì)如三過氧化三丙酮(TATP)和六亞甲基三過氧化二胺(HMTD)可以由柜臺(tái)購買的化學(xué)品制成，并已用于恐怖襲擊。過氧化物爆炸物如TATP，HMTD和其他爆炸性物質(zhì)，如季戊四醇四硝酸酯(PETN)難以用光學(xué)技術(shù)檢測，因?yàn)樗鼈儾痪哂邪l(fā)色團(tuán)。電化學(xué)檢測是光學(xué)檢測的替代方法，因?yàn)殡娀瘜W(xué)檢測不需要發(fā)色團(tuán)。爆炸物的電化學(xué)檢測允許傳感器的便攜性，這對于光學(xué)檢測來說不太容易。這也允許便攜式探測器用于可以在空氣中發(fā)現(xiàn)的其他氣體化學(xué)物質(zhì)，用于環(huán)境監(jiān)測。

本領(lǐng)域仍然需要電化學(xué)方法檢測難檢測的含過氧化物的爆炸性物質(zhì)，如TATP和HMTD和含硝基的爆炸物如PETN。

另外，傳統(tǒng)的氣體檢測器通常缺乏專一性。由于無法區(qū)分特定氣體和其他物質(zhì)，這會(huì)導(dǎo)致大量的誤報(bào)。本領(lǐng)域仍然需要高度專一性的揮發(fā)性物質(zhì)傳感器和改進(jìn)的便攜式揮發(fā)性物質(zhì)傳感器裝置。

發(fā)明內(nèi)容

使用如本文描述的經(jīng)由固態(tài)電極傳感器裝置的印記的電化學(xué)檢測在檢測揮發(fā)性物質(zhì)和氣體，尤其是當(dāng)用于檢測缺乏發(fā)色團(tuán)的爆炸性物質(zhì)時(shí)，提供了改進(jìn)的專一性，便攜性和穩(wěn)定性。如本文描述的電化學(xué)感應(yīng)裝置還可以提供小型化且便宜的感應(yīng)裝置。

提供了用于檢測爆炸性物質(zhì)的傳感器，包含：具有表面的工作電極；與工作電極電連接的參比電極，參比電極包含：參比電極表面；涂覆于至少一部分的參比電極表面上的用于參比電極的金屬的化合物；涂覆于至少一部分的參比電極表面上的用于參比電極的金屬的化合物，和與參比電極表面電連接的離子液體；或涂覆于至少一部分參比電極表面上的納米復(fù)合材料，納米復(fù)合材料包含：參比電極中使用的金屬的化合物，和碳納米顆粒，淀粉樣蛋白(amyloid)型納米原纖維(nanofibrils)，粘附蛋白，或包含上述中的至少一種的組合：其中工作電極和參比電極之間的電連接是溶劑，或?qū)щ妿В蚰z如固體聚合物電解質(zhì)；其中當(dāng)傳感器暴露于分析物時(shí)，傳感器可以產(chǎn)生電化學(xué)信號(hào)；并且其中工作電極或?qū)щ妿Щ蚬腆w聚合物電解質(zhì)的表面包含碳納米顆粒，或含有碳納米顆粒和貴金屬納米顆粒的納米復(fù)合材料。

提供了用于檢測爆炸性物質(zhì)的傳感器，包括：具有表面的工作電極；與工作電極電連接的參比電極，參比電極包括：參比電極表面；涂覆于至少一部分的參比電極表面上的納米復(fù)合材料，納米復(fù)合材料包含：在參比電極中使用的金屬的化合物、和碳納米顆粒、淀粉樣蛋白型納米原纖維、粘附蛋白、或包含上述中的至少一種的組合；以及與參比電極表面電連接的離子液體；其中工作電極和參比電極之間的電連接是溶劑、或?qū)щ妿А⒒蚬腆w聚合物電解質(zhì)；其中當(dāng)傳感器暴露于分析物時(shí)，傳感器可以產(chǎn)生電化學(xué)信號(hào)。