專利名稱:平板薄片氟離子選擇電極的制作方法
本實用新型屬于電化學(xué)傳感器。
在分析化學(xué)中，為檢測某種液體樣品中的氟離子濃度，可以采用容量法、比色法或使用氟離子選擇電極進(jìn)行測定。通常使用的氟離子選擇電極采用管式內(nèi)充液結(jié)構(gòu)。它是將裝有內(nèi)充電解質(zhì)溶液，并在其下端嵌著一塊氟化鑭單晶片的內(nèi)套管，通過彈簧，用螺栓旋壓在外套管里。測試時，將測試溶液盛于一器皿內(nèi)，將氟離子選擇電極和標(biāo)準(zhǔn)電極伸入測試液中，這就需要較大體積的測試樣品才能達(dá)到測試目的。有人嘗試將現(xiàn)有氟離子選擇電極倒轉(zhuǎn)向上，將測試樣品滴于氟化鑭單晶片上，以圖解決微小體積樣品中氟離子濃度的測定，但是，當(dāng)電極倒轉(zhuǎn)向上時，內(nèi)充電解質(zhì)溶液因其重力作用而向下流動，使內(nèi)充電解質(zhì)溶液與單晶片之間出現(xiàn)一個小的空氣間隙或氣泡，阻斷了內(nèi)充電解質(zhì)溶液與單晶片之間的接觸，致使信號傳遞受阻，測試不能進(jìn)行。因而使用這種氟離子選擇電極測定樣品中氟離子濃度時，必需較多量體積的測試液才能進(jìn)行。這給微量體積樣品中氟的測定帶來困難，特別是對于測定生物樣品，例如人體血液中氟的濃度時，抽取過多的血液顯然是不合適的。因此，微量體積樣品中氟的測定一直為研究人員所關(guān)注，盡管國內(nèi)外在改變現(xiàn)有氟離子選擇電極的幾何形狀方面做了大量工作，使其小型化，雖然能減少所需試液體積，但因其結(jié)構(gòu)未能擺脫內(nèi)充電解質(zhì)溶液接觸形式，因而所需的最小試液體積仍然在400微升以上。
美國專利(U·S·4282079)借助于真空鍍膜技術(shù)和高聚物涂布工藝以及選擇適當(dāng)?shù)恼澈蟿┲瞥善桨錚H玻璃電極，它由平板狀支持體、干內(nèi)電解質(zhì)層，玻璃陽離子選擇膜等組成，因其獨特的制作工藝和干內(nèi)電解質(zhì)層結(jié)構(gòu)，使電極在逆轉(zhuǎn)使用時避免了敏感膜和內(nèi)電解質(zhì)之間信號傳遞的阻斷，因而能測量微量體積血清的PH值，但是它不能用于微量體積樣品氟離子濃度的測定。
本實用新型的目的在于提供一種平板薄片氟離子選擇電極，以解決現(xiàn)有氟離子選擇電極不能倒轉(zhuǎn)使用的缺陷，滿足微量體積樣品氟離子濃度測定的需要。
本實用新型由支持體〔1〕、〔8〕，內(nèi)參比電極〔4〕、〔5〕〔6〕，氟化鑭單晶片〔3〕，屏蔽導(dǎo)線〔7〕，組裝在外殼〔9〕中構(gòu)成。
支持體為平板狀，由面板〔1〕和底板〔8〕各一塊組成。其材料選擇必須滿足以下兩個條件一是疏水性強(qiáng)，表面光潔、吸附性差，化學(xué)穩(wěn)定性好；二是材料本身絕緣性能好，其阻抗需大于1014歐姆。可用作支持體的材料有聚四氟乙烯、聚烯烴、聚氯乙烯、苯乙烯系樹脂、丙烯酸樹脂等多種材料。
內(nèi)參比電極由銀箔〔6〕、氯化銀層〔5〕和干內(nèi)參比電解質(zhì)層〔4〕構(gòu)成。干內(nèi)參比電解質(zhì)由水溶性高分子化合物、電解質(zhì)氟化鈉和氯化鈉以及水溶性壓敏粘合劑組成，它們之間的重量比可以是水溶性高分子化合物氟化鈉氯化鈉水溶性壓敏粘合劑＝4～84.2×10－4～4.2×10－20.580.2～2。
當(dāng)重量比為水溶性高分子化合物氟化鈉氯化鈉水溶性壓敏粘合劑＝5～74.2×10－30.580.5時，所制得的電極性能最好。
水溶性高分子化合物可以使用聚乙烯醇，也可以使用明膠。
能用作水溶性壓敏粘合劑的物質(zhì)有聚乙酰亞胺、醋酸乙烯——丙烯酸酯、聚乙烯基烷醚、聚乙烯基吡咯酮或以這些物料為主體的混合物或共聚物。
圖1是本實用新型的外觀整體圖。圖2是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
實施例取一塊長25毫米、寬20毫米、厚1.5毫米的丙烯酸樹脂板作為支持體面板〔1〕，在其中央開一直徑約5毫米的園孔并倒角成倒漏斗狀，園孔四周邊緣涂抹少量室溫固化硅橡膠〔2〕，鑲?cè)肱c面板〔1〕相同厚度，直徑略小于園孔的氟化鑭單晶片〔3〕。另取一面積與面板〔1〕相同、厚10毫米的丙烯酸樹脂板作為支持體底板〔8〕，在一端開一小槽作引出屏蔽導(dǎo)線用。再取一塊長20毫米、寬15毫米、厚約0.08毫米的銀箔〔6〕，用金相砂紙擦凈表面氧化層，用丙酮清洗表面粘污的有機(jī)物，將約15毫米浸入0.1摩爾濃度的鹽酸電解池中，以鉑絲為陰極，銀箔為陽極，通200微安直流電8小時，使銀箔表面形成致密氯化銀層〔5〕。在銀箔無氯化銀的一端焊接一根屏蔽導(dǎo)線〔7〕。使焊有屏蔽導(dǎo)線的一端對著底板開有小槽的一端，用酚醛型粘合劑平整地粘貼在已制好的底板靠近開有小槽的一端，使屏蔽導(dǎo)線從小槽引出。
稱取5克聚乙烯醇，用70毫升熱水溶解，加入0.58克氯化鈉及1×10－2摩爾濃度的氟化鈉溶液10毫升，攪拌均勻后加入0.5克聚乙烯基烷醚并補充適量水至總體積100毫升，再次攪拌均勻，配制成內(nèi)參比電解質(zhì)溶液。
取已配制好的內(nèi)參比電解質(zhì)溶液約50微升，均勻涂布在氯化銀層〔5〕上，用紅外燈烘至半干狀態(tài)，將已鑲有氟化鑭單晶片的面板〔1〕貼上，并應(yīng)使氟化鑭單晶片與內(nèi)參比電解質(zhì)緊密相接。待全干后對氟化鑭單晶片外表拋光，最后將制得的電極裝入外殼〔9〕屏蔽導(dǎo)線由外殼的相應(yīng)部位的孔中伸出，其間隙用酚醛型樹脂填封。
經(jīng)測試，本實用新型與商品氟離子選擇電極兩者的伏安性能相似，其主要技術(shù)性能指標(biāo)如線性范圍、檢測下限、斜率、響應(yīng)時間、重現(xiàn)性都接近于現(xiàn)有商品氟離子選擇電極。存放2～3年，電極性能無任何改變。本實用新型可以對體積少至10～20微升的液體試樣進(jìn)行氟離子濃度測定，為現(xiàn)有商品氟離子選擇電極所需試樣的幾十至幾百分之一。
本實用新型除了可用于微量液體樣品氟離子濃度的直接測定外，還可用作各種毛細(xì)管微電極的無液接參比電極。
權(quán)利要求
1.一種由平板狀支持體、內(nèi)參比電極、氟化鑭單晶片、屏蔽導(dǎo)線和外殼組成的平板薄片氟離子選擇電極，所述的內(nèi)參比電極由銀箔、氯化銀層和干內(nèi)參比電解質(zhì)層構(gòu)成。其特征在于干內(nèi)參比電解質(zhì)層是由水溶性高分子化合物、電解質(zhì)氟化鈉和氯化鈉以及水溶性壓敏粘合劑所組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的平板薄片氟離子選擇電極，其特征在于干內(nèi)電解質(zhì)層的水溶性高分子化合物，可以是聚乙烯醇，也可以是明膠；水溶性壓敏粘合劑可以是聚乙酰亞胺，或者是醋酸乙烯——丙烯酸脂，或者是聚乙烯基烷醚，或者是聚乙烯基吡咯酮，或者是以這些物料為主體的混合物或共聚物。
3.根據(jù)權(quán)利要求
1、2所述的平板薄片氟離子選擇電極，其特征在于水溶性高分子化合物、氟化鈉、氯化鈉和水溶性壓敏粘合劑的重量比，可以是水溶性高分子化合物氟化鈉氯化鈉水溶性壓敏粘合劑＝4～84.2×10－4～4.2×10－20.580.2～2。
4.根據(jù)權(quán)利要求3 所述的平板薄片氟離子選擇電極，其特征在于水溶性高分子化合物、氟化鈉、氯化鈉和水溶性壓敏粘合劑的最佳重量比是水溶性高分子化合物氟化鈉氯化鈉水溶性壓敏粘合劑＝5～74.2×10－30.580.5。
專利摘要
一種平板薄片氟離子選擇電極，它由支持體，內(nèi)參比電極，氟化鑭單晶片，屏蔽導(dǎo)線和外殼組成。內(nèi)參比電極由銀箔，氯化銀層和干內(nèi)參比電解質(zhì)層構(gòu)成。本實用新型可對體積少至10至20微升的試液進(jìn)行氟離子濃度測定。為現(xiàn)有商品氟離子選擇電極所需試液的幾十分之一至幾百分之一。它還可作各種毛細(xì)管微電極的無液接參比電極，存放2～3年，電極性能無任何改變。
文檔編號G01N27/26GK86208995SQ86208995
公開日1987年10月31日 申請日期1986年11月6日
發(fā)明者郁駿, 孫以苓 申請人:中國有色金屬工業(yè)總公司勞動保護(hù)研究所導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan