阅读说明：本技术 一种钙离子选择性电极的感应膜及其制备方法 (Induction film of calcium ion selective electrodes and preparation method thereof ) 是由 罗艳 曹芮 刘海波 边宝丽 王红璐 戴俏俏 张玉珍 李丹 于 2019-09-05 设计创作，主要内容包括：本发明提供一种钙离子选择性电极的感应膜及其制备方法,所述感应膜以溶质和可挥发性溶剂混合均匀,可挥发性溶剂挥发后成膜,溶质中各组分质量比为：5％-15％的钙离子活性剂、0.5-3％的非离子表面活性剂、30％-50％聚合物材料、40％-60％增塑剂。本发明提供的一种钙离子选择性电极的感应膜及其制备方法,工序简单、使用实验室常用设备即可完成,使用材料成本低廉、对环境友好；制得的感应膜平整度高、均匀性好、韧性较好；用本发明的感应膜制备的钙离子选择性电极选择性好、测量精度高、稳定性好。(The invention provides an induction membrane of calcium ion selective electrodes and a preparation method thereof, wherein the induction membrane is formed by uniformly mixing a solute and a volatile solvent after the volatile solvent volatilizes, and the mass ratio of the components in the solute is 5-15% of a calcium ion active agent, 0.5-3% of a non-ionic surfactant, 30-50% of a polymer material and 40-60% of a plasticizer.)

一种钙离子选择性电极的感应膜及其制备方法

技术领域

本发明属于传感器与离子检测技术领域，具体涉及一种钙离子选择性电极的感应膜及其制备方法。

背景技术

钙离子选择性电极可以测定溶液中钙离子浓度，其原理为钙离子选择性感应膜对钙离子的响应，当膜与溶液接触时，膜相中可活动的离子与溶液中的钙离子有选择的发生互相作用，这种强制性和选择性的作用，造成两相界面的电荷分布不均匀，产生双电层，形成电位差，这种电位称为界面电位，溶液浓度不同，界面电位强度不同，该电位与浓度的关系遵循能斯特方程，即电位与浓度的负对数成正比，钙离子为二价离子，理论斜率为29.58mV/pCa。

钙离子选择性感应膜作为钙离子选择性电极的核心部分，对电极的各项性能起决定性作用。现有技术中大多采用PVC作为聚合物基质，可能出现增塑剂泄露导致感应膜检测下限发生变化、寿命短的问题；而且常作为钙离子中性载体的ETH1001、ETH129等基本为进口药品，采购周期长且价格高昂。

因此，有必要提供一种新的离子选择性电极的感应膜及其制备方法以解决上述问题。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种用于钙离子选择性电极的感应膜及其制备方法，其成本低廉、测量精度高以及稳定性好。

为达到以上目的，本发明采用的技术方案是：一种钙离子选择性电极的感应膜，所述感应膜以溶质和可挥发性溶剂混合均匀，可挥发性溶剂挥发后成膜，溶质中各组分质量比为：5％-15％的钙离子活性剂、0.5-3％的非离子表面活性剂、30％-50％聚合物材料、40％-60％增塑剂。

进一步的，所述钙离子活性剂为碱式磷酸钙。

进一步的，所述非离子表面活性剂为曲拉通X-100。

进一步的，所述聚合物材料为乙酸纤维素。

进一步的，所述增塑剂为磷酸三丁酯(TBP)、邻苯二甲酸二甲酯(DMP)和邻苯二甲酸二乙酯(DEP)中的至少一种。

进一步的，所述可挥发性溶剂为丙酮和醋酸甲酯中的至少一种。

为达到以上目的，本发明采用的技术方案是：一种钙离子选择性电极的感应膜的制备方法，所述方法包括以下步骤：

以5％-15％的钙离子活性剂、0.5-3％的非离子表面活性剂、30％-50％的聚合物材料、40％-60％的增塑剂作为溶质，与可挥发性溶剂混合搅拌均匀，溶质和溶剂的比为25-100mg/mL，在常温下密封搅拌4小时以上，均匀搅拌后的混合液在常温下静置挥发成膜。

本发明的效果在于，本发明提供的钙离子选择性感应膜的制备方法，工序简单、使用实验室常用设备即可完成，使用材料成本低廉、对环境友好；制得的感应膜平整度高、均匀性好、韧性较好；用本发明的感应膜制备的钙离子选择性电极选择性好、测量精度高、稳定性好。

附图说明

图1为钙离子浓度为10^-5～10^-2mol·L^-1范围内时，实施例1-4中斜率示意图；

图2为钙离子浓度为10^-3mol·L^-1时，实施例1-4中稳定性示意图。

具体实施方式

为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本发明实施例的技术方案作进一步的详细描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，均属于本发明保护的范围。

本发明提供一种钙离子选择性电极的感应膜，所述感应膜以溶质和可挥发性溶剂混合均匀，可挥发性溶剂挥发后成膜，溶质中各组分质量比为：5％-15％的钙离子活性剂、0.5-3％的非离子表面活性剂、30％-50％聚合物材料、40％-60％增塑剂。

所述钙离子活性剂为碱式磷酸钙。碱式磷酸钙(Ca₅(PO₄)₃(OH))具有优良的生物相容性和生物活性，其中的钙离子可以被阳离子通过离子交换代替，因此可以作为钙离子选择性电极的离子活性剂。碱式磷酸钙容易合成与提纯，容易购买且价格较低。

所述非离子表面活性剂为曲拉通X-100。

所述聚合物材料为乙酸纤维素。乙酸纤维素(CA)是一种环境友好材料，源于植物体内的纤维素，具有良好的透明性和力学性能，是目前应用最为广泛的一种纤维素衍生物，选用合适的增塑剂，可以作为离子选择性电极的基质材料。

所述增塑剂为磷酸三丁酯(TBP)、邻苯二甲酸二甲酯(DMP)和邻苯二甲酸二乙酯(DEP)中的至少一种。

所述可挥发性溶剂为丙酮和醋酸甲酯中的至少一种。

本发明还提供一种钙离子选择性电极的感应膜的制备方法，所述方法包括以下步骤：以5％-15％的钙离子活性剂、0.5-3％的非离子表面活性剂、30％-50％的聚合物材料、40％-60％的增塑剂作为溶质，与可挥发性溶剂混合搅拌均匀，溶质和溶剂的比为25-100mg/mL，在常温下密封混合搅拌4小时以上，均匀搅拌后的混合液在常温下静置挥发成膜。

结合表1，下面以4个具体实施例进行说明：

在实施例1-4中，按照上述配比称取溶质于烧杯中，在通风橱内加入上述比例的溶剂，加入干净的磁子，用封口膜将烧杯封好，置于磁力搅拌机上搅拌4h以上，使溶质与溶剂充分搅拌均匀；移取搅拌均匀的混合液于干净平整的制膜容器中，在室温条件下缓慢挥发溶剂，溶剂挥发完全后即得钙离子选择性感应膜。

将制得的感应膜装入钙离子选择性电极，与参比电极一同接入钙离子测定仪，测试其斜率与稳定性。在钙离子浓度为10^-5～10^-2mol·L^-1范围内斜率如附图1所示，在钙离子浓度为10^-3mol·L^-1的溶液中稳定性如附图2所示。测试结果发现斜率接近能斯特理论斜率29.58mV/pCa，30天内稳定性良好。

表1

区别于现有技术，本发明提供的钙离子选择性感应膜的制备方法，工序简单、使用实验室常用设备即可完成，使用材料成本低廉、对环境友好；制得的感应膜平整度高、均匀性好、韧性较好；用本发明的感应膜制备的钙离子选择性电极选择性好、测量精度高、稳定性好。

本领域技术人员应该明白，本发明所述的感应膜和制备方法并不限于具体实施方式中所述的实施例，上面的具体描述只是为了解释本发明的目的，并非用于限制本发明。本领域技术人员根据本发明的技术方案得出其他的实施方式，同样属于本发明的技术创新范围，本发明的保护范围由权利要求及其等同物限定。