一種鈉離子生化分析干片及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及血氣生化傳感器技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種鈉離子生化分析干片及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]人體體液電解質(zhì)濃度是臨床檢驗、治療評估及預后判斷的重要依據(jù)。而作為人體細胞外液的主要陽離子，鈉離子是判斷人體電解質(zhì)平衡的重要指標之一。目前常用的測量人體體液中鈉離子含量設(shè)備是依托離子選擇電極原理的濕式生化分析檢測儀。
[0003]傳統(tǒng)的濕式生化分析檢測存在操作復雜、使用和維護成本高、響應(yīng)慢、不易攜帶等缺點。新型的電解質(zhì)檢測方法一一干式檢測，具有測量精確、成本低廉、操作簡單等特點，能廣泛適用于多種環(huán)境。
[0004]中國專利CN101852761A公開了一種全固態(tài)鈉離子選擇性電極及其制備方法，但專利中的離子選擇電極測試時需要與外接參比電極配對使用，使用方法復雜；中國專利CN104330449A公開了一種鈉離子傳感器及其制造方法，該專利制備的鈉離子傳感器方法復雜，且測量范圍和穩(wěn)定性還需要改進。上述專利均采用絲網(wǎng)印刷技術(shù)制備電極，但絲網(wǎng)印刷制得的金屬層純度不夠，表面不均勻，會影響電勢的穩(wěn)定性和響應(yīng)時間。
[0005]現(xiàn)有固態(tài)離子選擇電極中，均選用聚氯乙烯作為離子選擇膜的高分子粘結(jié)劑(專利 CN101852761A、CN104330449A、CN102636532A、CN101871912A、CN102558724A)。聚氯乙烯具有較高的強度和化學穩(wěn)定性，價格便宜，但其必須添加增塑劑才能確保離子選擇膜響應(yīng)，且隨著時間的推移，增塑劑和溶解在其中的載體會一起從離子選擇膜中滲漏出來，導致離子選擇膜響應(yīng)下限變差，壽命變短。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對現(xiàn)有鈉離子選擇電極存在的問題，本發(fā)明提供一種鈉離子生化分析干片及其制備方法，所制備干片測量精度高，長期穩(wěn)定性好，響應(yīng)時間短，且結(jié)構(gòu)簡單、體積小，制備工藝簡單、生產(chǎn)成本低，適合大批量生產(chǎn)。
[0007]本發(fā)明鈉離子生化分析干片包括支撐層、絕緣層、鹽橋、電極、參比層和鈉離子選擇膜。制備工藝如下:(I)制備金屬/金屬鹽薄片電極；(2)在電極上涂布配制好的參比層溶液和鈉離子選擇膜溶液并干燥制備鈉離子選擇電極；(3)在絕緣層上開導氣孔，鹽橋密封于絕緣層中；(4)將兩片鈉離子選擇電極與支撐層、絕緣層粘接組裝干片。
[0008]本發(fā)明中支撐層起保護、支撐鈉離子選擇電極作用，絕緣層起粘接電極、密封鹽橋作用，鹽橋起連通電極作用；絕緣層上開有導氣孔，測試時可以改善參比液和測試液的流動速率，縮短測試時間；支撐層、絕緣層選自聚丙烯、聚氯乙烯、聚乙烯、聚酯非導電高分子材料，鹽橋為濾紙材料。
[0009]電極。本發(fā)明電極包括金屬層和金屬鹽層。金屬鹽層與金屬層形成界面電位，具有穩(wěn)定的電勢響應(yīng)。金屬選自金、銀、銅、汞、鉑、鎳，金屬鹽選自金屬層金屬的不溶性金屬鹽。金屬鹽層可使用金屬層金屬的氧化物，例如金屬鹵化物。優(yōu)選電極為銀/氯化銀電極。
[0010]電極金屬層附著于不導電高分子材料表面，為提高電極的穩(wěn)定性、縮短響應(yīng)時間，本發(fā)明可以采用真空鍍膜、化學鍍或電鍍的方式制備金屬層，優(yōu)選化學鍍法。使用化學鍍法，金屬層表面均勻，可瞬間建立相界之間的平衡，形成穩(wěn)定的響應(yīng)電勢，縮短響應(yīng)時間。金屬鹽層可以采用化學氧化的方法制得，使用氯化鐵或高錳酸鉀溶液對金屬層進行氧化。
[0011]參比層。參比層成分包括:粘結(jié)劑、緩沖劑、金屬鹽、表面活性劑。參比層通過層壓或涂布的方式附著于電極金屬鹽層上。
[0012]為確保鈉離子生化分析干片具有較好的測試精度和長期穩(wěn)定性，參比層PH范圍為5~8.5，同時為保證參比層與鈉離子選擇膜的結(jié)合強度，防止鈉離子生化分析干片響應(yīng)信號準確性和長期穩(wěn)定性降低，參比層含水量不能過高或過低，參比層最優(yōu)含水量為30%~40%。
[0013]本發(fā)明通過控制參比層的干燥時間、溫度、濕度固定參比層pH和含水量，最優(yōu)干燥條件:溫度25 °C、相對濕度50%、時間40min。
[0014]參比層粘結(jié)劑選自明膠、瓊脂、聚丙烯酰胺、聚乙烯醇或其它乙烯基聚合物中的一種或幾種，占參比層總質(zhì)量的30%~80%。
[0015]本發(fā)明所使用參比層中需含有電極金屬鹽層相同陰離子和待測陽離子鈉離子，優(yōu)選氯化鈉，占參比層總質(zhì)量的20%~50%。
[0016]本發(fā)明使用緩沖劑調(diào)整參比層pH，緩沖劑選自有機二元羧酸及其堿金屬或銨化合物，有機羧酸通常需具有3~8個碳原子和合適酸度系數(shù)，這樣才能為參比層提供較好的緩沖效果。緩沖劑選自馬來酸、蘋果酸、丙二酸、戊二酸、琥珀酸中的一種或幾種，優(yōu)選琥珀酸，占參比層總質(zhì)量的0.01%~5%。
[0017]鈉離子選擇膜。鈉離子選擇膜成分包括:高分子粘結(jié)劑、離子載體、載體溶劑、陰離子干擾劑和表面活性劑。
[0018]為降低增塑劑的用量，減少載體流失，提升鈉離子選擇膜的長期穩(wěn)定性，本發(fā)明使用的高分子粘結(jié)劑為丙烯酸酯類材料。其物理和機械性能可控，可減少增塑劑的使用，同時其優(yōu)異的物理性能可提升離子選擇膜與固態(tài)電解質(zhì)參比層的粘附性能，改善離子選擇電極的響應(yīng)信號的穩(wěn)定性。丙烯酸酯具有較低的擴散系數(shù)，有利于獲得更寬的檢測范圍，且較低的擴散系數(shù)有利于載體均勻分散和抑制載體流失，消除載體流失對響應(yīng)電勢的影響，提升了測試的準確性。丙烯酸酯類粘結(jié)劑選自丙烯酸乙酯、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸縮水甘油酯、甲基丙烯酸正癸酯中的一種或幾種，優(yōu)選甲基丙烯酸甲酯，占鈉離子選擇膜總質(zhì)量的15°/『40%。
[0019]載體溶劑要求能溶解離子載體，且與高分子粘結(jié)劑具有較好的相容性，確保載體在高分子粘結(jié)劑中迀移。通常載體溶劑可作為高分子材料增塑劑使用，選自鄰苯二甲酸酯、癸二酸酯、鄰硝基苯辛醚、己二酸酯混合芳族脂族磷酸酯中的一種或幾種，占鈉離子選擇膜總質(zhì)量的30%~70%。
[0020]陰離子干擾劑可排除待測液中親脂性陰離子(如長鏈脂肪酸、長鏈烷基磺酸鹽或長鏈二烷基磷酸鹽)對離子載體的干擾，提高電極對陽離子選擇靈敏度，擴大離子選擇電極的線性響應(yīng)范圍。選自四苯硼鈉、四苯硼鉀、四(4-氯苯基)硼酸鉀、四[3，5-雙(三氟甲基)苯基]硼酸鉀中的一種或幾種，占鈉離子選擇膜總質(zhì)量的0.5°/『2%。
[0021]離子載體選用對鈉離子具有選擇性響應(yīng)的化合物，載體選自N，N，NW_四環(huán)己基-1,2苯基二氧二乙酰胺、N，NW-三庚基-N，N、N〃-三甲基-4，4、4〃-次丙基(3-氧代丁酰胺)、N, f - 二節(jié)基-N, f - 二苯基-1，2-亞苯基二氧乙二酰胺、2，2-雙十二烷基丙二酸雙[(12-冠醚-4)甲基]酯、聚醚酰胺、莫能菌素甲酯、杯芳烴雙穴醚、冠醚及其衍生物中的一種，占鈉離子選擇膜總質(zhì)量的1%~5%。
[0022]表面活性劑選自有機硅或硅氧烷類表面活性劑中的一種或幾種，占鈉離子選擇膜總質(zhì)量的0.1%~3%。
[0023]區(qū)別于現(xiàn)有專利的鈉離子選擇電極，本發(fā)明不需要與外參比電極配對使用，兩片鈉離子選擇電極完全相同。本發(fā)明主要優(yōu)點有:(1)除去了液態(tài)電解質(zhì)層，采用全固態(tài)結(jié)構(gòu)，方便快捷，使用時不需要長時間活化；(2)通過干燥工藝控制參比層pH和