[发明专利]一种针状氯离子传感器及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉电化学传感器技术领域，尤其涉及一种针状氯离子传感器及其制备方法。

背景技术

氯离子是一种广泛存在于自然界的离子，是生物体内存在最丰富的阴离子。在人体内，氯离子与钠离子等阳离子一起共同为维持细胞外液的容量与渗透压，并且帮助维持体液酸碱平衡，同时它帮助将体内二氧化碳转运至肺部从而排出体外。更值得一提的是，氯离子还参与人体胃酸的形成、促进维生素B12和铁的吸收的作用，兼能通过激活唾液淀粉酶促进分解淀粉、促进食物消化。氯离子还能刺激肝脏功能，促使肝中代谢废物排出，甚至有稳定神经细胞膜电位的作用。

氯离子是人体不可或缺的离子，人们一般通过膳食获得氯离子，其主要来源是氯化钠，另有少量来自氯化钾。最常见的食盐、酱油等调味品都含有大量的氯元素。不合理的用膳，或者是大量出汗、严重腹泻、呕吐，或因治病需要使用利尿剂、体内严重失水者，都可能出现不同程度的氯缺乏。氯缺乏会打破人体内电解质平衡，并且经常伴有钠缺乏，严重时可造成低氯性代谢性碱中毒，易导致胃酸不足、消化吸收不良，并加剧脱发、牙齿脱落，甚至肌肉收缩不良、影响生长发育。因此对生物体内氯离子检测也是十分必要的。

离子选择性电极是一种对某种特定的离子具有选择性的指示电极，氯离子选择性电极是使用电化学原理来检测溶液中氯离子浓度的专用电极。氯离子的检测在医学、化工、制药、环保与食品领域有着广泛的应用，尤其是人体体液中的氯离子检测具有重要的医学临床意义。目前的氯离子传感器大多用于工业现场，专利201310274636公开了一种采用全光纤传感模式的氯离子传感器，测量过程较为复杂，无法快速、便捷地测量微量溶液中氯离子含量。

发明内容

本发明提供了一种针状氯离子传感器及其制备方法，该针状氯离子传感器检测速度快、能实现微量检测。

一种针状氯离子传感器，包括参比电极和选择性电极，所述的选择性电极包括银丝和涂覆于银丝一端的氯化银层；

所述的参比电极包括金属丝和依次涂覆于所述金属丝一端表面的固态电解质层和参比膜。

本发明针对传统氯离子浓度检测中氯离子传感器体积大，耗时长，无法检测微量等缺点，采用了Ag/AgCl作为氯离子选择性电极，将氯离子选择性电极、参比电极制作成针状并集成一体，可以快速检测微生物、微量血液等方面，检测性能好，受到的干扰少。

作为优选，所述的银丝和金属丝的直径为0.1-0.6mm，长度为4～5cm。该尺寸大小便于携带。

所述的选择性电极涂覆有氯化银层的一端为检测端，另一端为输出端，并且检测端与输出端的中间部分包覆有绝缘层；

所述的参比电极涂覆有固态电解质层和参比膜的一端为检测端，另一端为输出端，并且检测端与输出端的中间部分包覆有绝缘层。

所述的绝缘层的外部还设有外壳，并且所述的绝缘层从所述的外壳的两端伸出。

本发明还提供了一种所述的针状氯离子传感器的制备方法，包括以下步骤：

(1)将银丝和金属丝的一端依次用氧化铝悬浊液、硫酸溶液、去离子水和表面活性剂水溶液进行处理；

其中，氧化铝悬浊液处理时，采用超声波振荡打磨10～15分钟；

硫酸溶液的浓度为0.5～2mol/L，处理时将银丝和金属丝浸泡3～5分钟；

(2)将步骤(1)处理过的银丝在含氯离子的溶液中使用电化学方法将银丝氯化，避光干燥；

(3)将导电聚合物分散于去离子水中配制成悬浊液，然后加入处理剂和羧甲基纤维素钠或羟乙基纤维素钠，配制成电解质浆料，将金属丝多次蘸取电解质浆料，使电解质浆料涂覆于金属丝的表面形成固态电解质层，避光干燥；

所述的导电聚合物在悬浊液中的体积百分浓度为1～5％；

所述的处理剂在电解质浆料的中的质量百分浓度为0.01～0.1％；

所述的羧甲基纤维素钠或羟乙基纤维素钠在电解质浆料的中的质量百分浓度为1.5～5％；

(4)将增塑剂、亲脂性大分子、非导电高分子聚合物溶解在环己酮或四氢呋喃中配制成参比膜液，将步骤(3)处理过的金属丝多次蘸取该参比膜液，蘸取参比膜液时控制固态电解质层不被参比膜液完全浸没，参比膜液包覆于固态电解质层外部形成参比膜，避光干燥；

以溶质的总质量计，其中增塑剂的质量百分比为60.7～65.9％，亲脂性大分子的质量百分比为0.1～0.6％，非导电高分子聚合物的质量百分比为32.8～36.4％；

(5)将热缩管分别包覆在氯离子选择性电极和参比电极中上部，作为绝缘层；