用置换式溶出伏安法定量测定化学物质的方法及所使用的传感芯片技术

本发明专利技术提供一种利用置换式溶出伏安法高精度地定量测定化学物质的方法以及所使用的传感芯片。本发明专利技术的定量测定样品溶液中所含化学物质的方法包括：制备溶出胶被保护胶所覆盖的传感芯片的步骤(a)；提供样品溶液，从而将传感芯片表面用样品溶液进行覆盖的步骤(b)；用稳压器将电压施加于第一工作电极，并将第二工作电极电连接到溶出电极，从而在第一工作电极、第二工作电极和溶出电极各自的表面上生成规定的化学反应的步骤(c)；在没有电压施加在第一工作电极及第二工作电极的状态下，将电压施加在溶出电极，从而测量通过的电流的步骤(d)；以及依据电流算出氧化还原性物质的浓度，并基于所算出的浓度来定量测定化学物质的步骤(e)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用置换式溶出伏安法定量测定化学物质的方法及所使用的传感-H-* I I心/T O
技术介绍
专利文献I公开了置换式溶出伏安检测系统。用该置换式溶出伏安检测系统可以对溶液中所含化学物质进行高灵敏度的电化学定量测定。图I示出专利文件I中公开的置换式溶出伏安检测系统。该系统包括一对梳状工作电极I、溶出电极2、参比电极3、辅助电极4、溶液5、溶出液6、盐桥7、尚子导体8、稳压器9、记录器10及开关盒11。溶液5含有待定量测定的化学物质及氧化还原性物质。溶出液6含有标准电解质和支持电解质。图2示出用于专利文献I中公开的置换式溶出伏安检测系统的传感芯片101a。该传感芯片IOla在其表面包含多个电极2至4。此外，容器64覆盖在传感芯片IOla的表面。容器64包括第一扩散槽64a和第二扩散槽64b。溶液5和溶出液6分别提供给第一扩散槽64a和第二扩散槽64b。然而，专利文献I的方法存在溶出液6的蒸发可改变标准电解质的浓度、从而导致化学物质的定量测定精度降低的技术问题。专利文献I日本专利第3289059B号公报
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供一种利用置换式溶出伏安法高精度地定量测定化学物质的方法及所使用的传感芯片。本专利技术提供一种定量测定样品溶液中所含化学物质的方法，包括以下步骤(a)至(e)，即，制备传感芯片300的步骤(a)，其中，所述传感芯片300包括基板30、一对工作电极31a/31b、辅助电极33、溶出电极34、溶出胶35、及保护胶36，所述一对工作电极31a/31b由第一工作电极31a和第二工作电极31b组成，所述溶出电极34的表面包含银，所述溶出胶35覆盖所述溶出电极34，所述溶出胶35不覆盖所述一对工作电极31a/31b及辅助电极33，所述溶出胶35含有标准电解质及疏水性或亲水性离子液体，所述溶出胶35不含水，所述疏水性或亲水性离子液体为不挥发性的离子液体，所述疏水性或亲水性离子液体由阳离子和阴离子组成，所述标准电解质由所述阳离子和卤素离子组成，所述保护胶36覆盖所述溶出胶35，所述保护胶36含有疏水性离子液体，但不含有所述标准电解质和水；将所述样品溶液提供至所述传感芯片的表面，从而使所述样品溶液覆盖所述表面的步骤(b)，其中，所述样品溶液含有所述化学物质和氧化还原性物质、或含有用氧化还原性物质修饰的化学物质；用稳压器将电压施加于所述第一工作电极31a，并将所述第二工作电极31b连接 到所述溶出电极34，从而使所述第一工作电极31a、所述第二工作电极31b和所述溶出电极34各自的表面上分别发生由以下反应式(I )至(III)表示的反应的步骤(C)，其中，对于所述第一工作电极31a 氧化还原性物质(还原物)一氧化还原性物质(氧化物)+ e_ · · (I)对于所述第二工作电极31b 氧化还原性物质(氧化物)+ e-—氧化还原性物质(还原物)· ·(II)对于所述溶出电极34 银+卤素离子卤化银I + e_ · · · · (III)这里，所述卤化银沉积在所述溶出电极34的表面上；在没有电压施加在所述第一工作电极31a及所述第二工作电极31b的状态下，将电压施加于所述溶出电极34，从而测量通过溶出电极34的电流的步骤(d);以及依据所述电流算出所述氧化还原性物质(还原物)的浓度，从而基于所算出的浓度来定量测定所述化学物质的步骤(e)。本专利技术提供一种利用置换溶出伏安法高精度地定量测定化学物质的方法及所使用的传感芯片。附图说明图I示出专利文献I中公开的置换式溶出伏安检测系统。图2示出用于专利文献I中公开的置换式溶出伏安检测系统的传感芯片。图3示出本专利技术实施方式的传感芯片300。图4示出参考实施例及比较例中的第一工作电极50和第二工作电极60。图5示出参考实施例及比较例中的电化学测量元件70。图6不出米用第一工作电极50和第二工作电极60的循环溶出伏安曲线。图7示出在生理盐水中进行测量时的循环溶出伏安曲线。图8示出相对于循环数的氧化电流峰值的点分布。附图标记说明I梳状工作电极2溶出电极2a溶出电极3参比电极4辅助电极5 溶液6溶出液7 盐桥8离子导体9稳压器10记录器IOla传感芯片 11开关盒30 基板30a电极区域30b连接区域300传感芯片3la、3Ib梳状工作电极32参比电极33辅助电极34溶出电极35溶出胶36保护胶37 盖38 注入口39空气孔41开关盒42稳压器47a梳状工作电极50工作电极501循环溶出伏安曲线502点分布51 银52溶出胶53保护胶60工作电极601循环溶出伏安曲线602点分布61 银62溶出胶64 容器70电化学元件71工作电极72参比电极73辅助电极74电解液75稳压器81循环溶出伏安曲线82循环溶出伏安曲线83循环溶出伏安曲线 84循环溶出伏安曲线具体实施例方式以下，参照图3，对本专利技术的实施方式进行说明。< 步骤(a) >首先，制备传感芯片300。图3示出实施方式I的传感芯片300。传感芯片300包括基板30、一对梳状工作电极31a/31b、参比电极32、辅助电极33、溶出电极34、溶出胶35、保护胶36及盖37。盖37包括用于注入样品溶液的注入口 38及空气孔39。一对梳状工作电极31a/31b由第一工作电极31a和第二工作电极31b组成。可以根据需要配置参比电极32。出于定量测定的高精度需求，优选传感芯片300包括参比电极32。基板30包括电极区域30a和连接区域30b。进行化学物质的定量测定时，盖37覆盖电极区域30a，但盖37不覆盖连接区域30b。一对梳状工作电极31a/31b、参比电极32、辅助电极33以及溶出电极34形成在电极区域30a内。这些电极各包括一个导线。所有导线彼此均不产生接触，并在电极区域30a内被绝缘膜所覆盖，从而防止它们接触到样品溶液。所有导线的一端均延伸至连接区域30b，连接区域30b插入到图3所示的稳压器42的接头上。基板30的形状例如可为长方形、正方形及椭圆形。基板30的表面包括绝缘层(未图示)。优选基板30的表面为平面，以便于电极的形成。只要不与溶出胶35、保护胶36及其他电极接触，一对梳状工作电极31a/31b可以配置在电极区域30a内的任何区域，但优选配置在电极区域30a的中心附近。作为一对梳状工作电极31a/31b的材料的例子，考虑到对于电化学反应的稳定性，可以是金、钼或玻碳。一对梳状工作电极31a/31b彼此相对并啮合。参比电极32同样也可以配置在电极区域30a内的任何区域，但优选将其配置在一对梳状工作电极31a/31b的附近。进行电化学测定时，参比电极32保持恒定的电压。作为参比电极32，例如可采用银/氯化银电极。辅助电极33也可以配置在电极区域30a内的任何区域。对于辅助电极33的形状也无限定。优选辅助电极33的面积为一对梳状工作电极31a/31b的面积及溶出电极34的面积的约20至30倍。作为辅助电极33的材料，例如可采用与一对梳状工作电极31a/31b相同的对于电化学反应具有稳定性的金、钼或玻碳。溶出电极34在其表面包括银。溶出胶35覆盖溶出电极34。优选将溶出胶35配置在一对梳状工作电极31a/31b的附近，以降低两者之间的阻抗。优选溶出胶35为薄膜。溶出胶35及保护胶36不覆本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：有本聪，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，
类型：发明
国别省市：