[实用新型]一种用于汞离子检测的丝网印刷电化学传感器

说明书

本实用新型公开了一种用于汞离子检测的丝网印刷电化学传感器。该用于汞离子检测的丝网印刷电化学传感器，包括反应装置、检测电极和汞离子捕获剂；所述反应装置用于已捕获汞离子的捕获剂的富集及其与样品的分离；所述检测电极用于检测经汞离子捕获剂释放的汞离子浓度。利用功能化碳包覆核‑壳型磁性钴纳米粒作为汞离子捕获剂在外加磁场的作用下富集和浓缩汞离子，提高丝网印刷电化学传感器对汞离子的响应灵敏度，并配合电化学装置，测定水环境中的痕量汞离子。

技术领域

本实用新型涉及一种电化学测定装置，具体涉及一种用于汞离子检测的丝网印刷电化学传感器。

背景技术

近年来，水环境重金属污染日益严重，对人体和动植物的危害非常大，而且有累积效应。其中汞(Hg)是环境中毒性最强的重金属元素之一，环境中的汞在微生物的作用下转化成为有机汞，然后通过食物链富集最终进入人体，对胚胎发育、细胞化学活性和组织病理学方面造成影响。因此发展水环境中汞离子的快速现场检测技术，对环境保护、健康医疗、食品监测等领域均具有重要的意义。近年来汞离子的分析检测手段显著发展，电感耦合等离子体质谱法，电感耦合等离子体发射光谱法，原子光谱，X射线，色谱法等方法已被广泛采用。但上述所需设备昂贵，处理步骤繁琐，操作复杂。

电化学检测技术具有仪器成本低、检测速度快、便于操作、易于实现自动化等优点，因此被广泛应用于环境监测、生物样本分析以及食品药品监控等多个领域。但常用的电化学检测方法多为柱状玻碳电极或金电极，使用后需要重新处理，电极在连续监测中难以维持响应的稳定性，长期重现性差，在线分析中不可避免地要受到污染和腐蚀，不利于样品的批量及连续测定，在一定程度上限制了其应用。另一方面，电极在重金属检测的选择特异性、检测限及灵敏度不太理想。为了提高电极的检测性能，常在电极上修饰DNA或核苷酸链等生物材料用以富集汞离子，修饰制备工艺比较复杂，影响电极稳定性和一致性的因素较多，会影响检测导致测量结果不准确，面临重现性的问题。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种用于汞离子检测的丝网印刷电化学传感器。该传感器能够提高丝网印刷电化学传感器对汞离子的响应灵敏度，并配合电化学装置，测定水环境中的和痕量汞离子。

本实用新型采用的汞离子捕获剂为功能化碳包覆核-壳型磁性钴纳米粒，其以磁性材料钴为中心，磁性核心钴具备良好的磁导向性，外包高分子碳形成核-壳结构以增加稳定性和分散性。多胺聚合物可以螯合金属离子，尤其是对汞离子具有很高的偏好，因此碳壳表面连接功能化基团，如氨基、聚乙烯亚胺(PEI)和聚酰胺-胺型树枝状高分子(PAMAM)等，可与汞离子结合，从水环境中选择性的结合汞离子。在外部磁场的作用下，富集了汞离子的功能化碳包覆核-壳型磁性钴纳米粒被吸引至工作电极表面紧密接触。

通过功能化碳包覆核-壳型磁性钴纳米粒对汞离子的分离和浓缩，可在电化学检测过程中提高测定汞离子的灵敏度。测定完成后，在酸性洗脱液中汞离子可从功能化碳包覆核-壳型磁性钴纳米粒中释放，在外加磁力的作用下对丝网印刷电化学传感器的表面进行清洗，清除含有汞离子的酸性洗脱液，能非常方便地实现检测电极的更新，降低成本。

本实用新型提供的技术方案如下：

一种用于汞离子检测的丝网印刷电化学传感器，包括反应装置、检测电极和汞离子捕获剂；

所述反应装置用于已捕获汞离子的捕获剂的富集及其与样品的分离；

所述检测电极用于检测经汞离子捕获剂释放的汞离子浓度。

具体的，所述反应装置包括反应池、底座和磁铁；

所述反应池由外层和内层构成；外层为筒体结构；内层为筒体逐渐往下过渡到锥形，底部开有通孔；外层套有封口垫用于密封；

所述反应池放置于底座上；

底座一侧开有卡槽，卡槽上设置有磁铁。