一種鈉離子傳感器及其製造方法

2023-05-23 05:14:56

一種鈉離子傳感器及其製造方法
【專利摘要】本發明公開一種鈉離子傳感器及其製作方法，鈉離子傳感器包括基板；第一鈉離子選擇電極，第一鈉離子選擇電極包括設置於基板上的第一反應電極；第二鈉離子選擇電極，第二鈉離子選擇包括設置於基板上的第二反應電極；覆蓋在第一反應電極和第二反應電極上的固態電解質參比層；設置於固態電解質參比層上的鈉離子敏感膜；絕緣層，絕緣層設置於鈉離子敏感膜上，並且絕緣層上設置有第一開口和第二開口，第一開口與鈉離子敏感膜連通形成第一反應腔，第二開口與鈉離子敏感膜連通形成第二反應腔；鹽橋，鹽橋設置於絕緣層上，鹽橋的一端延伸至第一反應腔內，且另一端延伸至第二反應腔內。通過上述方式，本發明鈉離子傳感器能夠微型化，便於攜帶，且操作方便。
【專利說明】一種鈉離子傳感器及其製造方法

【技術領域】
[0001] 本發明涉及電化學傳感器【技術領域】，特別是涉及一種鈉離子傳感器及其製造方 法。

【背景技術】
[0002] 鈉離子的檢測在醫學、生化、製藥、化工、環保和食品等諸多方面有著廣泛的應用， 特別是人體體液中鈉離子的檢測具有重要的醫學臨床意義。人體內的鈉是細胞外液中重要 的陽離子，佔細胞外液總陽離子總量的90%以上，對維持穩定的細胞外液容量和滲透壓起 著重要作用。體液中各種離子保持一定的比例是維持神經、肌肉正常應激功能的必要保障， 鈉離子濃度正常是保證其功能的重要因素。
[0003] 傳統的鈉離子選擇性電極由內參比電極、內參比溶液和敏感膜組成。測量時，將那 離子選擇性電極與參比電極組成鈉離子傳感器，並與外接的測量裝置連接構成一個電化學 電池，該電池的電動勢與參比電極、內參比電極的電極電位滿足如下能斯特方程：

【權利要求】
1. 一種鈉離子傳感器，其特徵在於，包括： 基板； 第一鈉離子選擇電極，所述第一鈉離子選擇電極包括設置於所述基板上的第一反應電 極； 第二鈉離子選擇電極，所述第二鈉離子選擇包括設置於所述基板上的第二反應電極； 固態電解質參比層，所述固態電解質參比層覆蓋在所述第一反應電極和第二反應電極 上； 鈉離子敏感膜，所述鈉離子敏感膜設置於所述固態電解質參比層上； 絕緣層，所述絕緣層設置於所述鈉離子敏感膜上，並且所述絕緣層上設置有第一開口 和第二開口，所述第一開口與所述鈉離子敏感膜連通形成第一反應腔，所述第二開口與所 述鈉離子敏感膜連通形成第二反應腔，其中，所述第一反應腔位於第一反應電極上方，所述 第二反應腔位於第二反應電極上方； 鹽橋，所述鹽橋設置於所述絕緣層上，其中，所述鹽橋的一端延伸至所述第一反應腔 內，且另一端延伸至所述第二反應腔內。
2. 根據權利要求1所述的鈉離子傳感器，其特徵在於， 所述第一鈉離子選擇電極還包括第一接觸電極和第一導線； 所述第一接觸電極和第一導線均設置於所述基板上，並且所述第一導線分別連接所述 第一接觸電極和第一反應電極； 所述第二鈉離子選擇電極還包括第二接觸電極和第二導線； 所述第二接觸電極和第二導線均設置於所述基板上，並且所述第二導線分別連接所述 第二接觸電極和第二反應電極。
3. 根據權利要求2所述的鈉離子傳感器，其特徵在於， 所述第一鈉離子選擇電極和第二鈉離子選擇電極平行設置。
4. 一種鈉離子傳感器的製造方法，其特徵在於，包括： 通過第一印刷設備將銀印刷材料印刷在基板上，形成第一反應電極和第二反應電極； 通過第二印刷設備將鉬印刷材料印刷在基板上，形成第一導線、第二導線、第一接觸電 極和第二接觸電極，並且所述第一導線分別與第一反應電極和第一接觸電極連接，所述第 二導線分別與第二反應電極和第二接觸導線連接； 對所述反應電極進行擦洗，並擦拭乾淨； 對所述反應電極進行氧化處理，並且清洗烘乾； 在濃度為2. 5m?6. 5mM的碳酸鈉溶液中加入質量百分比為2 %?7%的明膠，充分攪 勻，形成電解質層漿料，通過第三印刷設備將所述電解質層漿料印刷在反應電極表面，形成 固態電解質參比層； 在0? ml?4. 2ml癸二酸二丁酯中加入16. 9m?20. 9mg額氨黴素、15. Omg?19. Omg的 四苯硼鈉和1118mg?1122mg的PVC，震蕩1分鐘後，加入6ml?10ml丙酮，震蕩溶解生成 透明粘稠的鈉離子成膜液，通過第四印刷設備將所述鈉離子成膜液印刷固態電解質參比層 的表面，形成鈉離子敏感膜； 將絕緣層印刷在所述鈉離子敏感膜，其中，所述絕緣層上設置有第一開口和第二開口， 所述第一開口與所述鈉離子敏感膜連通形成第一反應腔，所述第二開口與所述鈉離子敏感 膜連通形成第二反應腔，其中，所述第一反應腔位於第一反應電極上方，所述第二反應腔位 於第二反應電極上方； 將所述鹽橋設置於所述絕緣層上，其中，所述鹽橋的一端延伸至所述第一開口內，且另 一端延伸至所述第二開口內。
5. 根據權利要求4所述的製作方法，其特徵在於， 所對所述反應電極進行擦洗，並擦拭乾淨的步驟包括： 使用無水乙醇對所述反應電極表面進行擦洗，並擦拭乾淨； 所述對所述反應電極進行氧化處理，並且清洗烘乾的步驟包括： 將所述反應電極浸泡到質量百分比為20%的高猛酸鈉溶液中lOmin，對表面進行氧化 處理，處理完後用純化水衝洗乾淨，並在80°C烘箱中烘乾。
6. 根據權利要求4所述的製作方法，其特徵在於， 所述固態電解質參比層的厚度為50um ; 所述第三印刷設備的網板為250目，網距1. 5mm，刮板速度15mm/s，壓強2. 5kg/cm2。
7. 根據權利要求4所述的製作方法，其特徵在於， 所述鈉離子敏感膜的厚度為l〇um ; 所述第四印刷設備的網板為150目，網距1. 5mm，刮板速度15mm/s，壓強2. 5kg/cm2。
8. 根據權利要求4所述的製作方法，其特徵在於，所述方法還包括： 在每一反應腔內粘貼至少兩條雙面膠，在所述兩條雙面膠之間形成溝槽； 在所述雙面膠的表面覆蓋表面親水性蓋板。
9. 根據權利要求8所述的製作方法，其特徵在於， 所述雙面膠寬度為〇. 5釐米，厚度為0. 25釐米； 所述溝槽的寬度為2毫米。
10. 根據權利要求1所述的製作方法，其特徵在於， 所述基板可為聚丙烯、聚酯、聚乙烯或者聚氯乙烯。
【文檔編號】G01N27/26GK104330449SQ201410606969
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2014年10月31日 優先權日:2014年10月31日
【發明者】王小龍 申請人:深圳市希萊恆醫用電子有限公司