[发明专利]一种光控的聚合物敏感膜电化学检测方法及其装置

说明书

本发明涉及聚合物敏感膜离子选择性电极，具体地说是一种光控的敏感膜电化学检测方法及其装置。依据光照前后聚合物膜离子选择性电极底部聚合物敏感膜中电中性电解质材料内光敏染料的降解、释放离子交换剂，使得待检测物进入膜内产生变化，实现对待测离子的测定；其中，聚合物敏感膜中电中性电解质材料为光致交换剂或由离子交换剂和光敏染料组成的混合物；所述离子交换剂和光敏染料按物质的量比为1:1‑1:5混合。本发明光调控离子进入敏感膜相，在电极表面产生电位响应，能够实现恒电位库伦分析的直接检测，操作简便，方法灵敏度较高。

技术领域

本发明涉及聚合物敏感膜离子选择性电极，具体地说是一种光控的敏感膜电化学检测方法及其装置。

背景技术

聚合物敏感膜离子选择性电极操作简单、携带方便、对分析物可以进行连续快速检测等优越性能，已在环境、临床、食品安全等领域得到广泛应用。已有的电位检测通常测定聚合物敏感膜的稳态电化学响应，且多采用开路电位分析技术，因此电极灵敏度不高且需要频繁的校正。恒电位库伦分析技术是一种新型敏感膜电位分析技术，但该技术仅能用于测定样品溶液离子浓度变化过程，从而在应用中需要首先测定背景样品溶液的信号。目前该技术不能用于待测离子的直接检测应用。因此需要发展能够直接用于样品溶液中待测离子检测的恒电位库伦分析新技术，从而能够实现如临床诊断（临床样品中电解质离子）、工业分析（工业流程中的离子）及环境检测（环境样品中的离子分析）中待测离子的直接、灵敏、和免校准分析。

发明内容

本发明的目的在于克服已有分析技术的不足，提供一种光控的敏感膜电化学检测方法及其装置。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种光控的聚合物敏感膜电化学检测方法，依据光照前后聚合物膜离子选择性电极底部聚合物敏感膜中电中性电解质材料内光敏染料的降解、释放离子交换剂，使得待检测物进入膜内产生变化，实现对待测离子的测定；其中，聚合物敏感膜中电中性电解质材料为光致交换剂或由离子交换剂和光敏染料组成的混合物；所述离子交换剂和光敏染料按物质的量（摩尔）比为1:1-1:5混合。

进一步的说，待检测样品内插入底部黏附聚合物敏感膜的聚合物膜离子选择性电极，在光照作用下敏感膜中电中性电解质材料内的光敏染料得以降解，从而释放出离子交换剂，使得待测离子能够进入聚合物敏感膜内产生电位或电流的变化，依据光照前后电极电位或电流的变化，实现对待测样品中离子的定量测定。

其中，可用于开路电位测量工作电极的电极电位响应，实现对待测离子的检测。亦可以通过在工作电极和参比电极施加恒定电位，通过测量工作电极和对电极的电流，实现对待测离子的测量。

所述聚合物敏感膜由离子载体、电中性电解质、聚合物基体材料和增塑剂组成，其重量份数比为0.1-10:0.1-10:20-40:40-80；将所述聚合物敏感膜成分混合后溶于四氢呋喃中，搅拌均匀，室温下放置12-24h,待四氢呋喃挥发后即得到聚合物敏感膜。

所述聚合物基体材料为聚氯乙烯、聚丁基丙烯酸酯、聚丙烯酸丁酯、聚醚酰亚胺、橡胶或溶胶凝胶膜；增塑剂为邻-硝基苯辛醚（o-NPOE）、二-2-乙基己基癸酯、癸二酸二丁酯或癸二酸二辛酯；离子载体为阳离子钠、钾、锂、钙、镁、铜、铅、镉、锌、铬、银、汞、砷、氢、铵根、丁酰胆碱、胆碱等离子载体及阴离子氯、氟、碳酸根、高氯酸根、硝酸根、亚硝酸、硫酸根、对硝基苯酚离子载体以及分子印迹载体材料等。

所述聚合物敏感膜中电中性电解质材料为光致交换剂时，光致交换剂为光致阳离子交换剂或光致阴离子交换剂；

光致阳离子交换剂为二重氮-1.2，萘醌、硝基苯甲醛及其衍生物；

光致阴离子交换剂为致产碱剂及其衍生物；如：1,8-二氮杂双环[5.4.0]十一碳-7-烯与四(4-氟苯基)硼酸复合物、4-硝基四氟硼酸苯翁衍生物、二（9,10-二氧-9,10-二氢蒽-1-重氮）及其衍生物、及聚3-辛基噻吩、二茂铁衍生物等。