pH计的制作方法_2

文档序号:9401764阅读:来源:国知局
也产生可行的RE。
[0021] 在各种实施方案中,CAB包括RTIL、与RTIL可混合或可部分混合的聚合物、以及细 碎的碳同素异形体例如石墨粉或碳纳米管。这些成分通过与聚合物的熔体或溶液混合,然 后通过冷却或通过蒸发去除溶剂进行固化来制成复合物。使所得固体成型以适合(例如) 管开口,然后用Ag/AgCl/KCl组分填充管。在其它实施方案中,熔体或溶液用于填充多孔结 构,例如玻璃、陶瓷、或惰性微孔材料例如纤维素。固化后,使多孔基质如上所述成型并组 装。其它实施方案包括利用多孔碳结构来支撑RTIL的熔体或溶液并支撑聚合物,其中多孔 碳结构替代上述细碎的碳同素异形体以促进导电性。在其它实施方案中,将RTIL及碳同素 异形体掺入多部分反应性聚合物系统例如环氧树脂或聚氨酯的一种或多种前体中。合并反 应性前体引发聚合。当反应完全时,得到基本上均一的聚合物基质,其被RTIL和碳组分赋 予导电性。在其它实施方案中,包含反应性官能团的RTIL用于连接到主体聚合物上,或者 进行聚合或共聚以形成导电的大分子类似物。取决于RTIL衍生物及其大分子等效物的选 择,使用先前实施方案中所述的技术以形成CAB。例如,具有良好机械强度的大分子RTIL或 其共聚物可用于形成呈所需形状的CAB,但在其它实施方案中,具有良好的电化学性质的软 或易碎的大分子RTIL通过.多孔基质加强。使用大分子RTIL的优点在于降低RTIL部分 在分析物中的损失,其是不适合的,因为影响其稳定性的CAB中局部RTIL浓度的可能性变 化,以及分析物尤其小体积分析物的可能性污染。
[0022] 在其它实施方案中,CAB包括RTIL、可混合或可部分混合的聚合物、以及碳同素异 形体或碳多孔支撑。CAB中另一个组分为饱和或过饱和浓度的AgCl,其通过在与其它组分 混合前将AgCl加入RTIL得到。然后,使此CAB与以经氯化物处理的银表面形式的Ag/AgCl 接触。AgCl溶于RTIL组分以及继而CAB中的浓度确保在经氯化物处理的银处的电极电位 保持恒定。在以上所有实施方案中,RTIL为单一 RTIL或RTIL的组合。
[0023] 在其它实施方案中,CAB包括基于RTIL的聚阳离子型同族体的离子固体。
[0024] 在其它实施方案中,CAB包括聚阳离子和聚阴离子的混合物。
[0025] 在以下及附图中更详细地描述本发明的这些及其它方面以及实施方案。
【附图说明】
[0026] 为了便于理解得到本发明的上述及其它特征及优点的方式,以上简述的本发明的 更具体说明将参照在附图中阐述的其具体实施方案得到。应了解,这些图只是描述本发明 的典型实施方案因此不应被视为限制其范围,将通过使用附图更具体并详细地描述并解释 本发明。
[0027] 图1显示了根据本发明的一个代表性实施方案的示例性伏安传感器装置的示意 图。
[0028] 图2显示了根据本发明的一个代表性实施方案的参考电极构造的示意图。
[0029] 图3显示了表明根据本发明的代表性实施方案的三个参考电极的稳定性的图。
[0030] 图4显示了表明根据本发明的一个代表性实施方案的每个电极在经历pH 2-12阶 梯试验后的平均电位的图。
[0031] 图5显示了根据本发明的一个代表性实施方案的参考电极构造的示意图。
[0032] 图6显示了表明根据本发明的一个代表性实施方案的通过直接将Ag/AgCl线直接 嵌入复合塞参考结中的稳定电位的图。
[0033] 图7显示了根据本发明的一个代表性实施方案的工作电极构造的示意图。
[0034] 图8显不了根据本发明的一个代表性实施方案的pH-传感电极的不意图。
[0035] 图9显示了根据本发明的一个代表性实施方案的pH传感器总成的示意图。
[0036] 图10显示了根据本发明的代表性实施方案的相对工作电极放置的反电极和参考 电极的示意图。
[0037] 图11显示了表明利用本发明的电极总成及BDH品牌标准针对pH 2、4、7、和10产 生的校准数据的方波伏安图的图。
[0038] 图12显示了表明相对于pH缓冲液绘制的来自图11的峰数据的图。
[0039] 图13显示了表明利用本发明的pH传感器装置及商业获得的pH计测量的pH的对 比的图。
[0040] 图14-18显示了表明针对图13中每个缓冲液的方波伏安分析的叠加图的图。
[0041] 图19显示了表明来自图14-18的峰值数据的图。
[0042] 图20显示了根据本发明的一个代表性实施方案的单孔pH传感装置的示意图。
[0043] 图21显示了根据本发明的一个代表性实施方案的pH传感装置的示意图。
【具体实施方式】
[0044] 本发明提供优于本领域中目前已知那些的化合物、组合物、方法、电极、电极部件、 以及传感器,包括固态分析物传感器。为了便于理解本发明的益处,提供以下定义以方便读 者D
[0045] 定义
[0046] 除非上下文另外指出,在说明书和随附权利要求书中所用的单数形式"一种"、以 及"所述的"包括复数指示物。因此,例如,提及"一种粘合剂"包括只是单种粘合剂的组合 物以及粘合剂的混合物的组合物。
[0047] "链烷基"指饱和的支链、直链或环状的烷基。常见的链烷基包括,但不限于,甲基、 乙基、丙基例如丙_1_基、丙_2_基(异丙基)、环丙-1-基等、丁基例如丁 -1-基、丁 _2_基 (仲丁基)、2_甲基-丙-1-基(异丁基)、2_甲基-丙-2-基(叔丁基)、环丁 -1-基等。
[0048] "链烯基"指通过从母体烯的单个碳原子去除一个氢原子而得到的具有至少一 个碳-碳双键的不饱和的支链、直链或环状的烷基。该基团可绕双键呈顺式或反式构 型。典型的链烯基包括,但不限于,乙烯基、丙烯基例如丙-1-烯-1-基、丙-1-烯-2-基、 丙-2-烯基(稀丙基)、丙烯基、环丙烯基、环丙烯基、丁 烯基例如丁 -1-烯-1-基、丁 -1-烯-2-基、2-甲基-丙-1-烯-1-基、丁 -2-烯-1-基、 丁 -2-烯-1-基、丁 -2-烯-2-基、丁 -1,3-二烯-1-基、丁 -1,3-二烯-2-基、环 丁 _1-稀_1-基、环丁 _1-稀-3-基、环丁 -1,3-二烯基等。
[0049] "烷氧基"本身或作为另一个取代基的部分指基团-ORw。,其中R1。。表示如文中定义 的烷基。代表性实例包括,但不限于,甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基等。
[0050] "烷基"指通过从母体烷烃、烯烃或炔烃的单个碳原子去除一个氢原子得到 的饱和或不饱和的、支链、直链或环状的单价烃基。典型的烷基包括,但不限于,甲 基;乙基类例如乙烷基、乙烯基、乙炔基;丙基类例如丙-1-基、丙-2-基、环丙-1-基、 丙-1-烯-1-基、丙-1-烯-2-基、丙-2-烯-1-基(烯丙基)、环丙-1-烯-1-基;环 丙-2_稀-1-基、丙-1-块-1-基、丙-2-块-1-基、等;丁基类例如丁 -1-基、丁 _2_基、 2-甲基-丙-1-基、2-甲基-丙-2-基、环丁-1-基、丁-1-烯-1-基、丁-1-烯-2-基、2-甲 基-丙-1-烯-1-基、丁 -2-烯-1-基、丁 -2-烯-2-基、丁 -1,3-二烯-1-基、丁 -1,3-二 烯基、环丁 烯基、环丁 烯基、环丁 -1,3-二烯基、丁炔基、 丁 -1-炔-3-基、丁 -3-炔-1-基等。术语"烷基"特定地旨在包括具有任何饱和程度或水 平的基团,即,只具有碳-碳单键的基团、具有一个或多个碳-碳双键的基团、具有一个或多 个碳-碳三键的基团以及具有碳-碳单键、双键和三键的混合物的基团。当指特定的饱和 水平时,使用词句"链烷基"、"链烯基"、以及"炔基"。词句"低级烷基"指包含1至8个碳原 子的烷基。
[0051] "炔基"指通过从母炔烃的单个碳原子去除一个氢原子得到的具有至少一个碳-碳 三键的不饱和的支链、直链或环状的烷基。典型的炔基包括,但不限于,乙炔基;丙炔基 例如丙-1-炔-1-基、丙-2-炔-1-基、丁炔基例如丁 -1-炔-1-基、丁 -1-炔-3-基、 丁-3-炔-1-基等。
[0052] "芳基"指通过从母芳香族环系统的单个碳原子去除一个氢原子得到的单价芳香 族烃基。典型的芳基包括,但不限于,衍生自醋蒽烯、苊烯、醋菲烯、蒽、奧、苯、□、蔻、荧蒽、 荷、并六苯、己芬、己稀、不对称苯并二讳(indacene)、对称苯并二讳、二氢化讳、讳、萘、并 八苯、辛苯、辛搭烯、卵苯、戊-2, 4-二烯、并五苯、并环戊二烯、戊芬、二萘嵌苯、非那烯、菲、 茜、七曜烯、芘、皮蒽、玉红呻(rubicene)、苯并菲、三萘等的基团。芳基可以为例如(C5-C14) 芳基,包括但不限于(C5-C1J。示例性芳基包括环戊二烯基、苯基和萘基。
[0053] "芳基烷基"指与碳原子(典型地末端的或SP3碳原子)键合的氢原子中的一个被 芳基替代的非环状烷基。典型的芳基烷基包括,但不限于,苄基、2-苯基乙-1-基、2-苯基乙 稀-1-基、蔡基甲基、2_蔡基乙-1-基、2_蔡基乙稀-1-基、蔡并苄基、2_蔡并苯基乙-1-基 等。在意指特定的烷基部分时,使用命名芳基链烷基、芳基链烯基和/或芳基炔基。在优选 的实施方案中,芳基烷基为(C6-C2。)芳基烷基,例如芳基烷基的链烷基、链烯基或炔基部分 为(Q-C6)并且芳基部分为(C5-C14)。示例性实施方案包括芳基烷基(C 6-C13),例如芳基烷 基的链烷基、链烯基或炔基部分为(C1-C3)并且芳基部分为(C5-C w)。
[0054] "分析物"为存在于样品中的所关注的化学物种,利用包括工作电极的分析物传感 器系统,其存在是可检测到的或其浓度是可测量的。
[0055] "分析物-敏感性材料"或"ASM"为一种在那些使用者-定义的应用-特定性容差 内,对样品中分析物的存在或浓度敏感或基本上敏感的氧化还原-活性材料。对分析物"基 本上敏感"用于意指在给定的应用所需的容差内敏感,那些容差由最终使用者定义。
[0056] "分析物-不敏感性材料"或"A頂"为一种对样品中分析物的存在或浓度不敏感或 基本上不敏感的氧化还原-活性物质。对分析物"基本上不敏感"用于意指在给定应用所 需的容差内不敏感,那些容差由最终使用者定义。
[0057] "分析物不敏感电极"(AIE)为参考电
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