[发明专利]包括含水凝胶的隔膜的复合电极以及该复合电极的制造方法

说明书

本发明涉及一种复合电极(1)，优选pH玻璃电极，用于测量待测流体并包括工作电极(2)、参比电极(3)，优选含热塑性聚氨酯嵌段共聚物的隔膜(10)、以及第一导电流体(6)，所述第一导电流体(6)与所述参比电极(3)和隔膜(10)接触以使得所述隔膜(10)经由所述第一导电流体(6)以导电方式与所述参比电极(2)连接，所述隔膜(10)含有水凝胶。本发明还涉及一种制造所述复合电极(1)的方法。

技术领域

本发明涉及一种复合电极以及该复合电极的制造方法。

背景技术

复合电极是指容纳于同一棒状物之内的工作电极与参比电极的组合。“测量电极”一词与“工作电极”一词同义。复合电极可例如为能够使用其测定pH值的氧化还原传感器或pH复合电极。pH复合电极可例如为pH玻璃电极。

参比电极通常为浸于盐溶液中的金属丝。参比电极通常为具有银丝的银/氯化银电极，该银丝外裹氯化银层，该具有氯化银层的银丝浸于KCl溶液内。KCl溶液包于隔膜内。在复合电极工作时，隔膜与待测流体接触。隔膜的特性是其防止KCl溶液与待测流体相混合，但允许KCl溶液和待测流体之间的电荷迁移。现有的隔膜具有多孔结构而允许电荷迁移，但是其缺点在于，该多孔结构使得隔膜具有较大的面积，从而易于随着时间的推移而逐渐受到污染。该污染可使得电荷迁移的难度加大，从而导致复合电极的测量结果存在误差。

另一个问题在于，KCl能够经由隔膜流出复合电极，这一点可通过KCl在隔膜外侧的渗斑观察到。这会导致KCl溶液的KCl浓度发生变化，进而导致参比电极的电化学势发生变化。电化学势的变化使得测量结果的误差进一步加重。即使流出复合电极的KCl的质量流率极小，在相当长的时间后，也势必会在测量结果中产生误差。为了降低流出复合电极的KCl的质量流率，现有方法需要将复合电极存放于液体内，以从复合电极外部保持隔膜湿润。由于污染的逐渐加重以及KCl的逐渐外流，因此复合电极能够进行无误差测量的使用寿命有限。

因此，本发明所要解决的问题在于提供一种复合电极以及制造该复合电极的方法，其能够延长复合电极的使用寿命，并能够使得复合电极在使用寿命内进行无误差的测量。

发明内容

根据本发明的用于测量待测流体的复合电极具有工作电极、参比电极、隔膜以及第一导电流体，所述第一导电流体与参比电极和隔膜接触，以使得所述隔膜经由所述第一导电流体以导电方式与所述参比电极连接，其中，所述隔膜具有水凝胶。

令人惊奇的是，经发现，与具有多孔隔膜的现有复合电极相比，本发明复合电极中的第一导电流体经由隔膜的外流量大幅减小。与此同时，第一导电流体与待测流体之间仍能进行电荷迁移。此外，由于无孔，因此水凝胶也不易发生可加大电荷迁移难度的污染。由于第一导电流体的外流量减小且水凝胶更不易发生污染，复合电极获得了长使用寿命，而且复合电极在该长使用寿命内能够进行无误差测量。此外，第一导电流体流出隔膜的质量流率低至无需将复合电极存放于液体内。此外，水凝胶具有弹性，可以补偿温度的波动，从而使得复合电极保持密封。此外，该复合电极易于制造，因为水凝胶在干态下引入复合电极内的开口中，并且该干态水凝胶在引入后即与第一导电流体接触而使得水凝胶溶胀并密封所述开口。其中，水凝胶与第一导电流体的接触可在将第一导电水凝胶填入复合电极内的同时发生。

由于KCl的外流量少，因此隔膜上不会形成晶体。这一点成为本复合电极符合GMP(优良制造规范)指南的先决条件。此外，还可证实，该复合电极能够以伽马辐射消毒而不损害其功能，尤其所述隔膜的功能。因此，该复合电极适合用于发酵罐中，尤其适合用于一次性发酵罐中。现有多孔隔膜的问题在于，当待测流体含硫化物时，硫化银会沉淀而出，并堵塞隔膜内的孔，从而使得第一导电流体与待测流体之间难以进行电荷迁移，并因而使得测量结果存在误差。然而，当隔膜含有水凝胶时，虽然硫化银仍沉淀于隔膜中，但是其将导致导电流体，尤其水额外扩散进入隔膜中。如此，使得隔膜进一步溶胀，从而促进第一导电流体与待测流体之间的电荷迁移。

所述水凝胶优选含有热塑性聚氨酯。该水凝胶尤其基本由热塑性聚氨酯构成。该热塑性聚氨酯优选为含单体A