[发明专利]一种具有普适性的电位型微电极传感器及其制备和应用

权利要求书

1.一种具有普适性的电位型微电极传感器，其特征在于：传感器为一端尖端的选择性微电极；微电极内插入导电材料，且由尖端处依次填充离子选择性敏感膜与固体传导材料的混合层、固体传导材料层和密封层；

具体制备方法为：

1）以硬质毛细管作为支撑材料，一端通过拉制形成微米或纳米尖端，并经疏水或未经疏水处理；

2）向毛细管内填充固体传导材料；而后通过毛细作用通过尖端将离子选择性敏感膜溶液吸入与固体传导材料混合，混合后静置形成混合层和固体传导材料层；

3）向上述静置分层后的毛细管内添加密封物进行液封，液封后将导电材料插入至毛细管与固体传导材料层接触形成通路，即获得电位型微电极传感器；

所述固体传导材料为孔隙结构的碳材料，所述具有孔隙结构的碳材料为多孔碳材料。

2.按权利要求1所述的具有普适性的电位型微电极传感器，其特征在于：所述一端尖端的选择性微电极为一端通过拉伸形成微米或纳米级尖端的并经疏水或未经疏水处理的硬质毛细管；所述密封层为增塑剂或疏水材料；所述导电材料为导线。

3.按权利要求2所述的具有普适性的电位型微电极传感器，其特征在于：所述具有孔隙结构的碳材料为无序介孔碳、有序介孔碳、单壁碳纳米管、多壁碳纳米管、双壁碳纳米管、富勒烯、卡宾、石墨烯、石墨炔、活性炭、碳分子筛、立方结构多孔碳、碳粉、碳纤维中的一种或几种；

所述密封层为邻苯二甲酸二（2-乙基己）酯、邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二正辛酯、邻苯二甲酸丁苄酯、邻苯二甲酸二仲辛酯、邻苯二甲酸二环己酯、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二异丁酯、邻苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二乙酯、邻苯二甲酸二异壬酯或邻苯二甲酸二异癸酯中的一种或几种；

所述导线为铜线、铁线、铝线、锌线、银线、金线、银/氯化银线或不锈钢线。

4.按权利要求1所述的具有普适性的电位型微电极传感器，其特征在于：所述离子选择性敏感膜中含有待检测离子的选择性载体。

5.一种权利要求1所述的具有普适性的电位型微电极传感器的制备方法，其特征在于：

1）以硬质毛细管作为支撑材料，一端通过拉制形成微米或纳米尖端，并经疏水或未经疏水处理；

2）向毛细管内填充固体传导材料；而后通过毛细作用通过尖端将离子选择性敏感膜溶液吸入与固体传导材料混合，混合后静置形成混合层和固体传导材料层；

3）向上述静置分层后的毛细管内添加密封物进行液封，液封后将导电材料插入至毛细管与固体传导材料层接触形成通路，即获得电位型微电极传感器。

6.按权利要求5所述的具有普适性的电位型微电极传感器的制备方法，其特征在于：所述导电材料插入至毛细管，并经导电胶使导电材料与毛细管紧密粘合一体；且，超出毛细管的导电材料部分为输出信号部分。

7.一种权利要求1所述的具有普适性的电位型微电极传感器的应用，其特征在于：所述电位型微电极传感器可对环境中多种离子的浓度或通量进行检测。

8.一种测定环境中离子浓度的固体接触式电位型微电极传感器的方法，其特征在于：将权利要求1所述电位型微电极传感器与可检测电极电位变化的仪器相连接，而后将传感器以及参比电极浸入在待检测样品，电极外部的离子在离子选择性敏感膜膜相和溶液相两侧发生浓度变化，进而引起电极测定部分的电位发生变化，实现环境中离子浓度变化的分析测定。

9.一种测定环境中离子通量的固体接触式电位型微电极传感器的方法，其特征在于：将权利要求1所述电位型微电极传感器与可检测电极电位变化的仪器相连接，而后将传感器以及参比电极浸入在待检测样品，电极在待测样品任意两点间移动，反复测定二者之间电位差的变化，结合菲克扩散定律，实现环境中离子通量变化的分析测定。