[发明专利]钾离子传感器及其制备方法

说明书

本发明公开了钾离子传感器及其制备方法，其制备方法包括如下步骤：将制备的自掺杂导电高分子溶液、钾离子传感膜溶液、氯化钾膜溶液、生物相容性膜溶液和采购来的银/氯化银浆和Nafion^TM117溶液，逐层以丝印方式印在PET基体上；待所有的印刷层彻底干燥后，将电极切割出来，然后在生物相容性膜溶液中以旋转镀膜法均匀地将生物相容性外膜完全包裹在电极上。本发明研制的全固态钾离子传感器和全固态参比电极可以结合在一起进行微型化，它们的高度准确性和稳定性为血钾持续监测系统的研制创造了条件。

技术领域

本发明涉及钾离子传感器及其制备方法。

背景技术

钾离子是人体重要的电解质之一，是维持生理活动的主要的阳离子之一，它调节细胞的渗透压、酸碱度、电解质平衡，并参与糖和蛋白质代谢。同时钾离子对于维持正常的生理功能非常重要，例如神经、肌肉的电传导，以及肌肉的正常收缩，即心脏电的传导和心肌的收缩等，都需要依靠钾离子以及其它的一些离子进行维持。在血液中钾离子的浓度的正常范围是3.5~5.5毫摩尔/升，如果超过5.5毫摩尔/升，属于高血钾症，而如果钾离子浓度不到3.5毫摩尔/升，属于低血钾症。血钾太高太低都会导致严重心律失常，甚至猝死，尤其是短期内血钾明显升高的患者。另外，心脏手术后理想的血钾范围为4.0~5.0毫摩尔/升，要严格地维持这个水平，病人必须频繁地监测血液中钾离子的水平，并配合相应的临床治疗来维持。再有，终末期肾脏疾病患者要通过血液透析及腹膜透析来清除体内钾离子，但是透析前后的血钾波动、血液透析长间期造成的透析前血钾升高，仍严重影响患者的健康状况。为了保证透析效果，就必须提高血钾监测频率，必要时在非透析日以药物介入来维持血钾水平长期平稳。然而，传统的取血检测钾离子局限性很大，只能提供一天中某个时间点的血钾值，要进行较可靠的血钾监控，患者就需要每天进行频繁的采血。另一方面，血钾持续监测系统能让患者更方便和更有效地对血钾进行全天候的监控。它可以不间断地对血钾进行实时监测，有望成为血钾调控的最有力工具。目前市场上还没有成熟的血钾持续监测系统，这是因为两个主要技术挑战严重地制约着血钾持续监测系统的发展。一是血钾的正常浓度范围非常窄，这就要求钾离子传感器必须具有极高的准确性，二是长时间的持续血钾监测要求钾离子传感器必须具有卓越的稳定性和生物相容性。传统的钾离子传感器不适合应用在血钾持续监测系统，其中一个主要技术障碍是钾离子传感器需要内参比溶液来实现钾离子的检测，另外，与钾离子传感器配套使用的参比电极也有内参比溶液，若将它们应用于血钾持续监测系统，则非常难以微型化。

发明内容

一方面，本发明在于提供了自掺杂导电高分子溶液的制备方法，包括如下步骤：

1）、将50~300重量份的羟甲基 EDOT溶于四氢呋喃中得到第一混合溶液，并将第一混合溶液滴加到含有20~150重量份的氢化钠的四氢呋喃悬浮液中进行回流反应，得到第二混合溶液；

2）、将120~300重量份的2，4-丁烷磺酸内酯溶于四氢呋喃中得到第三混合溶液，向所述第二混合溶液中滴加所述第三混合溶液，30~240分钟后，加入无水乙醇，然后减压蒸馏除去溶剂，得到固体物；对固体物进行重结晶提纯，得到4-[(2,3-二氢噻吩并[3,4-b]-1,4-二噁英-2-基)甲氧基]-1-丁烷磺酸钠；

3）、将12~120重量份的过硫酸钠加入至含有10~100重量份的4-[(2,3-二氢噻吩并[3,4-b]-1,4-二噁英-2-基)甲氧基]-1-丁烷磺酸钠和5~50重量份的硫酸亚铁的硫酸中；在惰性气体下进行聚合反应，去铁盐并对产物进行均质处理。

作为优选，在步骤1）中，所述羟甲基EDOT，120~260重量份；所述氢化钠，50~100重量份。

作为优选，在步骤2）中，所述2，4-丁烷磺酸内酯，150~220重量份。

作为优选，在步骤3）中，所述过硫酸钠，30~90重量份；所述4-[(2,3-二氢噻吩并[3,4-b]-1,4-二噁英-2-基)甲氧基]-1-丁烷磺酸钠，30~60重量份；所述硫酸亚铁，10~30重量份。