【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电化学传感器领域，尤其涉及一种具有稳定性的钾离子选择电极、其制备方法及电解质分析仪。
技术介绍
1、钾离子(k+)是人体和其他生物体中最重要的电解质之一，它在维持细胞功能和全身生理过程中扮演着关键角色，在人的生命活动中，钾离子与神经活动、肾脏健康和心脏活动密切相关。在人的汗液中，钾离子的浓度范围为1～24mmol/l，在人的血液中，钾离子的浓度范围为3.8～5.4mmol/l，钾离子浓度异常会导致很多疾病，当钾离子浓度升高会引发异常心跳和心率不齐，钾离子浓度降低可能导致肌肉无力、痉挛，严重时会影响心脏功能，特别是在心血管疾病患者中，因此，对钾离子的浓度测量具有重要意义。
2、目前临床钾离子浓度的检测主要采用基于电化学方法的电解质分析仪，而钾离子选择电极的钾离子载体是电解质分析仪测定钾离子的核心。现有技术中，如公开号为no.62-70452的日本专利公开了一种环状聚醚组合物，其由12-冠-4为骨架的冠醚化合物以及热塑性树脂构成，这些化合物的组合物被形成膜，作为钾离子选择膜，但由于12-冠-4冠醚的腔径相对于钾离子的尺寸较小，无法有效地“包裹”钾离子，导致配合能力不足；并且12-冠-4冠醚具有相对较好的亲水性，这使得它在水溶液中稳定，但过度的亲水性可能导致膜的机械性能下降，影响电极的使用寿命和稳定性，电解质分析仪的电极通常需要长时间浸泡在样品或标准溶液中，因此所使用的材料必须具有良好的化学稳定性；
3、又如申请号为20130374373.0的中国专利，其公开了一种卡片式钾离子传感器及其制备方法，
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术实施例提供了钾离子选择电极、其制备方法及电解质分析仪，用以解决现有技术中钾离子选择电极的稳定性和选择性差的问题。
2、第一方面，本专利技术实施例提供了一种具有稳定性的钾离子选择电极，其特征在于，包括：钾离子选择膜，其中，所述钾离子选择膜包括冠醚化合物、脂溶性盐、增塑剂以及热塑性树脂；
3、所述钾离子选择膜中各组分的质量百分比分别为：0.1％～5％的所述冠醚化合物、0.1％～5％的所述脂溶性盐、15％～30％的所述热塑性树脂、60％～84.8％的所述增塑剂；
4、其中，所述冠醚化合物的结构式如下所示：
5、
6、在上述结构式中，a为第一基团，b为第二基团，所述第一基团和所述第二基团不同，所述第一基团为环烷基团或芳香基团，所述第二基团为芳香基团或酰胺基团，所述冠醚化合物对钾离子的电势响应值与所述第一基团和所述第二基团存在相关性；
7、所述第一基团的结构式为以下结构式中的一种：
8、
9、式中，r1～r4为氢原子或烷基；
10、所述第二基团的结构式为以下结构式中的一种：
11、
12、所述脂溶性盐的结构式为：
13、
14、在上述结构式中，x1、x2、x3、x4为氢原子、卤素原子、烷基或卤代烷基中的一种或多种，y1、y2、y3和y4为1-5的整数，m为碱金属。
15、优选地，所述第一基团的结构式为：
16、
17、并且所述第二基团的结构式为：
18、
19、优选地，所述脂溶性盐包括钾离子络合剂或者有机金属盐。
20、优选地，所述热塑性树脂为卤化乙烯单体或共聚物，苯乙烯，丙烯酸酯，甲基丙烯酸酯单体或共聚物和硅氧烷聚合物或共聚物中的至少一种。
21、优选地，所述增塑剂为邻苯二甲酸酯，脂肪酸酯和邻硝基苯基烷基醚中的至少一种：
22、优选地，所述脂溶性盐和所述冠醚化合物和摩尔比为0.01～0.5。
23、优选地，所所述脂溶性盐和所述冠醚化合物和摩尔比为0.02～0.4。
24、优选地，根据权利要求5所述的钾离子选择电极，其特征在于，热塑性树脂的分子量在1000至1000000之间。
25、第二方面，本专利技术实施例还提供了一种如第一方面所述的钾离子选择电极的制备方法，所述制备方法包括：
26、将0.1％～5％的所述冠醚化合物、0.1％～5％的所述脂溶性盐、15％～30％的所述热塑性树脂、60％～84.8％的所述增塑剂溶解预设有机溶剂中，得到混合溶液，其中，所述有机溶剂包括四氢呋喃、氯仿、1,2-二氯乙烷、二氯甲烷、二甲基甲酰胺、二甲基氧胺、苯或甲苯；
27、将所述混合溶液涂抹在一个平板的上表面，并蒸发所述有机溶剂，以得到钾离子选择膜；
28、将所述钾离子选择膜固定于电极体上，得到钾离子选择电极。
29、第三方面，本专利技术实施例提供了一种电解质分析仪，包括上述第一方面所述的钾离子选择电极。
30、综上所述，本专利技术的有益效果如下：
31、本专利技术实施例提供的钾离子载体、钾离子选择电极及电解质分析仪，通过过改进冠醚化合物的结构，以提高钾离子选择电极的稳定性和选择性，特别是通过引入两个通过桥接单元相连的苯并-15冠-5醚单元，苯并-15冠-5的尺寸和三维结构能够与钾离子的大小匹配得相对较好，使得它可以高效地与钾离子形成络合物，相比较小的冠醚如12-冠-4，苯并-15冠-5更适合于与钾离子的络合，因为其腔径更接近钾离子的最优配合尺寸，并且苯并-15-冠5具有更高的选择性，从而减少了与钠离子等其他离子的交叉响应；
32、进一步的，苯并-15冠-5的苯环部分增加了整个分子的疏水性，有助于提高电极膜的整体疏水性，从而减少水分子的干扰，增强了钾离子选择电极的稳定性和使用寿命，并且苯并-15冠-5化学结构提供较高的化学稳定性，使得冠醚化合物不易在存储或使用过程中分解，进一步提升了电极的稳定性和可靠性；
33、最后，苯并-15冠-5的结构允许通过在苯环上引入功能基团来进一步调整其性质，冠醚化合物对钾离子的电势响应与引入的功能基团的性质有关，允许通过选择不同的基团来调整电极的响应范围和灵敏度，适应不同的测量需求。
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1.一种具有稳定性的钾离子选择电极，其特征在于，包括：钾离子选择膜，其中，所述钾离子选择膜包括冠醚化合物、脂溶性盐、增塑剂以及热塑性树脂；
2.根据权利要求1所述的钾离子选择电极，其特征在于，所述第一基团的结构式为：
3.根据权利要求3所述的钾离子选择电极，其特征在于，所述脂溶性盐包括钾离子络合剂或者有机金属盐。
4.根据权利要求1至4任一项所述的钾离子选择电极，其特征在于，所述热塑性树脂为卤化乙烯单体或共聚物，苯乙烯，丙烯酸酯，甲基丙烯酸酯单体或共聚物和硅氧烷聚合物或共聚物中的至少一种。
5.根据权利要求5所述的钾离子选择电极，其特征在于，所述增塑剂为邻苯二甲酸酯，脂肪酸酯和邻硝基苯基烷基醚中的至少一种。
6.根据权利要求5所述的钾离子选择电极，其特征在于，所述脂溶性盐和所述冠醚化合物和摩尔比为0.01～0.5。
7.根据权利要求5所述的钾离子选择电极，其特征在于，所所述脂溶性盐和所述冠醚化合物和摩尔比为0.02～0.4。
8.根据权利要求5所述的钾离子选择电极，其特征在于，根据权利要求5所述的
9.一种钾离子选择电极的制备方法，用于权利要求1-6任一项所述的钾离子选择电极，其特征在于，所述制备方法包括：
10.一种电解质分析仪，其特征在于，包括权利要求1-8中任一项所述的钾离子选择电极。
...【技术特征摘要】
1.一种具有稳定性的钾离子选择电极，其特征在于，包括：钾离子选择膜，其中，所述钾离子选择膜包括冠醚化合物、脂溶性盐、增塑剂以及热塑性树脂；
2.根据权利要求1所述的钾离子选择电极，其特征在于，所述第一基团的结构式为：
3.根据权利要求3所述的钾离子选择电极，其特征在于，所述脂溶性盐包括钾离子络合剂或者有机金属盐。
4.根据权利要求1至4任一项所述的钾离子选择电极，其特征在于，所述热塑性树脂为卤化乙烯单体或共聚物，苯乙烯，丙烯酸酯，甲基丙烯酸酯单体或共聚物和硅氧烷聚合物或共聚物中的至少一种。
5.根据权利要求5所述的钾离子选择电极，其特征在于，所述增塑剂为邻苯二甲酸酯，脂肪酸酯和邻硝基苯基烷基醚...
【专利技术属性】
技术研发人员：王小龙，王建东，曾家骅，徐辉，
申请(专利权)人：深圳市希莱恒医用电子有限公司，
类型：发明
国别省市：
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