[发明专利]全固态钠离子选择性传感器及其制备和应用

说明书

本发明涉及一种全固态钠离子选择性传感器及其制备和应用。该全固态钠离子选择性传感器包括钠离子选择工作电极，所述工作电极包括导电层(4)、反应电极(5)、固态电解质层(6)和钠离子敏感膜(7)。本发明极大地简化了钠离子选择性传感器的制作工艺流程，响应准确迅速，小巧轻便，方便携带，适合大批量生产。

技术领域

本发明涉及一种全固态钠离子选择性传感器及其制备和应用。

背景技术

电解质钠离子的测定是临床诊治和抢救的常规及急诊检测项目，因为钠离子是细胞外液(如血液)中最多的阳离子，对保持细胞外液容量、调节酸碱平衡、维持正常渗透压和细胞生理功能有重要意义，并参与维持神经-肌肉的正常应激性。通常钠平衡紊乱常伴有水平衡紊乱，水与钠的正常代谢及平衡是维持人体内环境稳定的重要因素。因此，血清钠测定具有重要的临床意义，也是军事医学中战地救治研究的重要内容之一。血钠的正常值：136～146mmol/L。其常规检测方法为火焰光度法和离子选择电极法，但两者均需要昂贵的仪器，并且操作复杂、信号响应慢，不能方便快捷地得到分析结果。而能适用于野战环境的便携式急救生化仪非常少，而且与全自动生化以配套的电极价格昂贵，因此目前血钠的检测手段无法满足野战环境，及家庭医疗的趋势。

目前临床钠离子浓度的检测主要采用基于电化学方法的电解质分析仪，而钠离子选择性传感器是电解质分析仪测定钠离子的核心，传统的钠离子选择电极存在制备过程繁琐，成本高昂，体积较大，不便于携带的缺点。

专利02137034.6公开了一种用于电化学传感器的钠离子选择电极及其制备方法，其钠离子选择电极是在绝缘套内填充含纳导电环氧树脂，在导电端口设有钠离子传导陶瓷片，与参比电极配对可测定溶液中钠离子浓度。但这种选择电极制作过程复杂，制作周期较长，不适合批量生成。专利101852761A公开了一种全固态钠离子选择性电极及其制备方法，其采用丝网技术和真空镀膜技术，在有机高分子材料的平板基底上制作，将钠离子敏感膜涂覆在以导电聚合物作为固态电解质层上，并与外参比电极配对以便快速检测钠离子浓度。但101852761A的工作电极是采用丝网技术将高分子导电聚合物的悬浮液涂布在反应碳电极上以形成固态电解质层，这种工艺在实施过程会存在以下问题：(1)高分子导电聚合物为水性的悬浮液，黏度很低不适合丝网印刷，(2)反应碳电极表面为疏水性表面，与高分子导电聚合物的水性浆料亲和性差，(3)丝网印刷的网板为亲水性在刮板抬起时，网板和浆料之间容易拉出气泡，导致成膜不均匀，为解决上述问题通常向浆料中加入一定量的粘合剂及特殊的处理剂曲拉通-100以保证浆料在印刷过程中成膜的均匀性及与反应碳电极的亲和性，这无形中增加的生产的成本，而且即便通过上述改进，所制备的固态电解层仍存在机械性能较差，在干燥、测量中容易开裂、起层、破损。

发明内容

针对传统的钠离子浓度检测中钠离子选择性传感器的电极结构复杂，检测过程繁琐，成本高昂，体积较大，不易携带等缺点，本发明目的在于提供一种用于便携式生化仪的固态钠离子选择性传感器。

本发明的技术方案概述如下：

本发明实施例提供一种钠离子选择工作电极，所述工作电极包括导电层4、反应电极5、固态电解质层6和钠离子敏感膜7。具体来讲，所述导电层4为银导电层，所述反应电极5为氯化银反应电极，所述固态电解质层6为氯化钠/明胶固态电解质层；所述导电层4的厚度为30微米，所述固态电解质层6的厚度为30微米，所述钠离子敏感膜7的厚度为20微米；所述导电层4与所述钠离子敏感膜7的长度相等。

本发明实施例还提供制备上述钠离子选择工作电极的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

(1)在PET聚酯基板上蒸发镀30微米厚的银导电层，采用间隔为8mm的掩摸板对上述导电层进行掩模处理，将掩模处理后的导电基板浸入浓度为0.1mol/L的KCl的电解槽溶液中，进行阳极氧化1小时，得到氯化银反应电极，用蒸馏水冲洗干净后干燥；