CN109642885A

CN109642885A - 含过氧化物化合物的电化学检测

Info

Publication number: CN109642885A
Application number: CN201880003322.8A
Authority: CN
Inventors: 费尔南多·帕托洛斯基; 瓦迪姆·卡利夫斯基; 伯瑞斯·费拉诺瓦斯基
Original assignee: Lamott Tel Aviv University Co Ltd
Current assignee: Lamott Tel Aviv University Co Ltd; Ramot at Tel Aviv University Ltd
Priority date: 2017-06-15
Filing date: 2018-06-14
Publication date: 2019-04-16
Also published as: WO2018229781A1; MX2019015117A; US20200025736A1; IL260058A; BR112019026721A2; SG11201911854RA; US10422780B2; US20180364209A1; EP3440455A4; IL260058B; EP3440455A1

Abstract

本发明提供一种感测电极，以及利用所述感测电极检测一样品中含过氧化物化合物的电化学系统和方法。所述感测电极是具有金属离子的碳电极，其促进吸附到其表面的过氧化物的分解，任选地与固体电解质膜共同进行。

Description

含过氧化物化合物的电化学检测

技术领域及背景技术

在本发明的一些实施例中，是有关于一种化学物的检测，更具体地但非限定地，有关于一种电极，以及使用它们的系统和方法，其可用于基于过氧化物的化合物的电化学检测，例如过氧化物类炸药。

“炸药”是一种化学不稳定的分子，具有快速的自动分解速率，伴随着大量热和气体产物的演变。在过去十年中，痕量和超痕量炸药探测的发展有了很大的增长，这主要是由于恐怖主义行为的全球化以及以前用于军事目的的污染土地的回收。

此外，用于制备爆炸物的原材料的可用性以及越来越多地获得关于制备这些炸药的信息，几乎任何具有足够意愿和互联网连接的人都可以制备炸弹。通过边境、公共场所、机场等的大量人员对当前的安全检查技术产生了巨大的挑战。同样的挑战也适用于家庭和建筑物的安全。最终目标是能够快速有效地筛选每一个过往的人，而不需要延迟人员的流量，如果可能的话，不产生人为接触。

炸药，尤其是隐藏的爆炸物，在周围空气中具有非常低的蒸气压或“特征”。使用塑料包装，炸药的有效蒸汽压可降低1000倍。因此，痕量炸药的检测方法继续受到许多目标分析物的低挥发性的困扰。

在过去100年中最常用的高爆炸药之一是2,4,6-三硝基甲苯(TNT)，它不仅构成直接的安全威胁，而且由于生产、储存、和试爆点附近的土壤和水污染而引起的环境问题很严重。其他硝基炸药也在使用中。

最近还使用基于过氧化物的炸药(例如环状有机过氧化物)来制造简易爆炸装置，从而增加了对其的认识。开发检测三丙酮三过氧化物(TATP)、六亚甲基三过氧化二胺(HMTD)、四亚甲基二过氧化二碳酰胺(TMDD)和其他环状有机过氧化物的方法已成为当务之急。大多数有机过氧化物是爆炸性的，并且一些化合物可以通过混合常见的商业产品如丙酮、过氧化氢和强酸而容易地合成。目前用于爆炸物痕量检测的大多数技术都无法检测过氧化物类爆炸物[Oxley等人，推进剂、炸药、火工品，34,539-543(2009)；H.，Wallin,S及H，情报与安全信息学会议(EISIC)，2011年，欧洲。238-243(IEEE)]。

过去的理论研究表示，基于环状有机过氧化物炸药的分子环结构与中心金属部分之间形成复合物的合理方法，类似于复合物和冠醚的形成，其选择性结合溶液中的离子物质。这些研究预测TATP分子可以与几种不同价态的离子结合，In3⁺、Zn2⁺及Ti4⁺并显示出最高的结合能[Dubnikova,F.，Kosloff,R.，Zeiri，Y以及Karpas,Z，物理化学期刊，106,4951-4956(2002)]。

目前用于爆炸物痕量检测的分析程序通常涉及收集蒸气样品并用敏感方法分析它们。已经报导了几种用于检测TNT和其他含硝基爆炸物的方法。这些基于电化学、离子迁移谱、气相色谱、高效液相色谱、表面增强拉曼光谱，核四极共振、中子活化分析、光致发光、表面声波器件、微悬臂梁、荧光聚合物、表面等离子体共振、石英晶体微量天平、免疫传感器和其他方法。这些方法对于爆炸物检测是可靠的，但涉及耗时的程序，高成本和须由合格的工作人员操作，这限制了它们在现场条件下的应用。

其他方法涉及受过训练的动物，包括狗、小鼠和蜜蜂，并利用其高度敏感的嗅觉进行痕量爆炸物检测。然而，这些方法需要对动物进行强烈且昂贵的训练，并由专家进行处理。

虽然公开了大量用于检测硝基炸药如TNT的技术，但过氧化物类炸药的检测更为复杂。例如，虽然几种检测方法依赖于TNT中存在的发色硝基，但基于过氧化物的炸药通常缺乏发色基团。

已经公开了几种用于检测过氧化物类炸药的直接方法，包括例如质谱法、液相色谱-质谱法、气相色谱-质谱法、离子迁移谱法-质谱法和高效液相色谱法。例如参见Cotte-Rodriguez等人，化学通讯期刊，953-955，doi：10.1039/b515122h(2006)；Widmer等人，仪器分析，127,1627-1632，doi：10.1039/b208350g(2002)；西格曼等人，质谱快速通信期刊，20,2851-2857，doi：10.1002/rcm.2678(2006)；Buttigieg等人，法医科学国际，135,53-59(2003)；以及Schulte-Ladbeck,R和Karst,U.，分析化学期刊，482,183-188(2003)。

然而，这些方法具有相对高的成本，广泛的操作员技能和有限的现场便携性。

基于在酸或紫外辐射存在下将这些化合物分解成过氧化氢的快速检测过氧化物类炸药的一些方法以及通过亮度和电化学方法的检测也已被提出。例如参见Schulte-Ladbeck等人，分析化学，75,731-735，doi：Doi 10.1021/Ac020392n(2003)；Schulte-Ladbeck,R和Karst,U.，分析化学期刊，482,183-188(2003)；Schulte-Ladbeck等人，仪器分析，127,1152-1154，doi：Doi 10.1039/B206673b(2002)；Munoz等人，仪器分析，132,560-565，doi：Doi 10.1039/B701356f(2007)；Lu等人，仪器分析，131,1279-1281，doi：Doi10.1039/B613092e(2006)；以及Eren,S等人，仪器分析，135,2085-2091，doi：Doi 10.1039/B925653a(2010)。

电化学检测方法利用电极，浸入电解质中，并连接到电位计，电位计测量在电位施加时在电极之间流动的电流。通常，在电化学反应期间，电极的电位是变化的。电流在电极之间流动，这是电解质中存在电化学反应性物质的特征。电化学检测通常为满足大多数上述要求的用于稳健且有效的检测爆炸物的方法。参见Caygill，J。S.，Davis，F。&Higson，S.P。J.爆炸物检测技术的当前趋势，88,14-29，doi：DOI 10.1016/j.talanta.2011.11.043(2012)；Wang，J、爆炸物的电化学传感，电子期刊，19,415-423，doi：DOI10.1002/elan.200603748(2007)。

用于过氧化物类爆炸物检测的大多数电化学方法依赖于检测由爆炸性材料的酸或紫外线分解形成的过氧化氢。普鲁士蓝和Fe^II/^III亚乙基二胺四乙酸酯是在这些方法中使用的工作电极上的化学修饰的实例。另外的实例包括通过在55℃下用溴离子进行氧化还原反应进行的TATP的电化学检测。在这种反应中获得的丙酮和溴相互作用产生丙酮溴化物，使得游离溴的缺乏表示存在爆炸物。另一个例子是使用电生成化学发光(ECL)检测HMTD，同时利用HMTD中存在的叔胺部分。例如参见Schulte-Ladbeck等人，仪器分析，127,1152-1154，doi：Doi 10.1039/B206673b(2002)；Lu等人，仪器分析，131,1279-1281，doi：Doi10.1039/B613092e(2006)；Laine等人，分析化学期刊，608,56-60，doi：DOI 10.1016/j.aca.2007.12.003(2008)；Laine等人，微化学期刊，91,78-81，doi：DOI 10.1016/j.microc.2008.08.005(2009)；赵等人，电化学分析期刊，379,501-503，doi：Doi 10.1016/0022-0728(94)87175-2(1994)；Xie,Y.Q.和Cheng,I.F.，微化学期刊，94,166-170，doi：DOI10.1016/j.microc.2009.10.016(2010)；Parajuli,S和Miao,W.J.，分析化学，81,5267-5272，doi：Doi 10.1021/Ac900489a(2009)。

在大气条件下电化学测量中最明显的限制之一是样品中存在溶解氧。电化学水溶液中的溶解氧浓度为约0.25毫莫耳每升(约8ppm)[Julia，P.L.C.和Coso，E.B.，致敬JosepM.Costa教授(eBooK)2a部分，21世纪初的电化学和腐蚀趋势，(巴塞罗那大学出版社的出版物，2004)]，并且在非水溶性电化学溶液中高得多[Achord，J.M和Hussey，分析化学，52,601-602，(1980)]。实际上氧气在与基于过氧化物的炸药相同的电位下降低，并且由于氧气浓度比痕量爆炸物高几个数量级，因此基于过氧化物的炸药痕迹产生的信号基本上被掩盖。这种限制通常通过脱气处理、通过鼓泡惰性气体，例如氩气或氮气，来除脱氧气。通常，需要10-15分钟的脱气以在约5毫升的样品中获得有效的氧去除。这种冗长的程序不符合实时检测含硝炸药的要求[W.Chen、Y.Wang、C.Bruckner、C.M.Li、Y.Lei，生物化学传感器驱动，2010,147.191-197]。

此外，可以在现场条件下发现的痕量过氧化氢的还原峰与基于过氧化物的炸药的还原峰的主要重迭进一步使电化学检测复杂化，经常导致“假阳性”检测。例如参见Butler等人，41,211-215，(1994)；等人，电化学分析期刊，648,1-7，(2010)。

世界知识产权组织专利号WO2011/15493描述了利用官能化纳米线检测含硝化合物的纳米器件。纳米线的特征在于通过与其形成电荷转移复合物而与含硝基化合物相互作用的一官能部分。

世界知识产权组织专利号WO 2005/050157、WO 2006/090401和WO 2007/029245教示了用于检测空气中痕量的硝基芳族化合物的系统，其利用由氨基-芳香族化合物或含氮杂环化合物改性的碳电极。

世界知识产权组织专利号WO 2014/111944描述了利用官能化纳米线检测过氧化物类及/或含硝基的炸药的纳米器件。

其他背景技术包括Spalek ET AL，化学期刊，Farad T 1 78,2349-2359，doi：Doi10.1039/F19827802349(1982)；Weiss,J，法拉第学会交流，31,1547-1557(1935)；Sheppard,S,A.等人，仪器分析，123,1923-1929，doi：Doi 10.1039/A803310b(1998)；和Chaki等人，化学通讯期刊，76-77，doi：Doi 10.1039/B107965b(2002)。

还有更多背景技术包括Chaubey,A和Malhotra,B.D提出的生物传感器。生物感测暨生物电子期刊，17,441-456，(2002)；Zang等人，分析化学应用，683,187-191，(2011)；美国专利号US 6,872,786；陈等人，生物化学传感器驱动，147,191-197，(2010)；Filanovsky,B等人，进阶官能材料，17,1487-1492，(2007)；Grigoriants,I等人，电化学应用，54,690-697，(2008)；郭等人，电致化学，23,885-893，(2011)；陈等人，化学-亚洲期刊6,1210-1216，(2011)；王等人，传感器期刊，11,7763-7772，(2011)；Cizek,K等人，分析化学应用，661,117-121，(2010)；加利克等人，电致化学，23,1193-1204，doi：DOI 10.1002/elan.201000754(2011)；世界知识产权组织专利号WO2010/120546、WO2010/227382、WO2015/059704、WO 2017/098518；Engel,Y等人，国际化学编辑，49,6830-6835，(2010)；Dwivedy等人，色谱学杂志，A 29,120-125(1967)；以及Lichtenstein,A等人，国际光谱学杂志，5，(2014)。

发明内容

本发明人现已设计并成功实施了一种用于含过氧化物化合物的电化学检测的新颖感测系统。所设计的系统可以在单次测量中，在过氧化氢和溶解氧中的一种或两种存在下，有效地进行痕量含过氧化物的爆炸物的电化学检测。可以操作传感系统，使得含过氧化物化合物的一可检测浓度低于500ppb甚至更低，并且检测时间在小于20秒内，因此在现场条件下非常有用。

本文公开的感测系统基于碳电极，优选为碳纤维电极，更优选为碳纤维微电极，通过吸附促进过氧化物分解的金属离子，在其表面上进行改性，任选地与离子渗透性材料一起。

本文公开的感测系统和方法通过高灵敏度、选择性(复杂)和实时工作方式满足用于检测爆炸物的灵敏且稳健方法的要求，同时，其具有高采样率和多重功能，同时保持操作简单性和可靠性。这里公开的感测系统可以设计为手持设备，具有最小化重量和成本和小型化的尺寸。

根据本发明的一些实施例的一目的，提供了一种感测电极，所述感测电极包括：一碳电极；以及至少部分与所述电极的一表面连接(附着或吸附)的一官能部分。根据本文描述的任何实施例中的一些，所述官能部分促进过氧化氢分解的金属物质。

根据本发明的一些实施例的一目的，提供了一种感测电极，所述感测电极包括：一碳电极；以及至少部分与所述电极的一表面连接(附着或吸附)的多个官能部分。根据本文描述的任何实施例中的一些，所述官能部分促进过氧化氢分解的金属物质。

根据本文描述的任何实施例中的一些，提供了一种感测电极，所述感测电极包括：一碳电极；以及至少部分与所述电极的一表面连接(附着或吸附)的一官能部分。根据本文描述的任何实施例中的一些，所述官能部分包括至少一种促进过氧化氢分解的金属物质。

根据本文描述的任何实施例中的一些，所述官能部分被吸附到所述电极的所述表面的至少一部分。

根据本文描述的任何实施例中的一些，所述碳电极是一碳纤维电极。

根据本文描述的任何实施例中的一些，所述碳电极是一碳纤维微电极。

根据本文描述的任何实施例中的一些，所述碳电极是一碳纸微电极。

根据本文描述的任何实施例中的一些，所述碳电极是透气性碳电极，例如透气性碳纸微电极或透气性碳织物电极，或透气性碳纤维电极。

根据本文描述的任何实施例中的一些，所述金属物质选自元素金属、金属氧化物、金属离子以及任何前述物质的一有机金属复合物。

根据本文描述的任何实施例中的一些，所述金属物质选自元素金属、金属氧化物以及金属离子。

根据本文描述的任何实施例中的一些，所述官能部分包括金属离子。

根据本文描述的任何实施例中的一些，所述金属离子经过还原从而在施加约-0.05伏特至约2伏特的一范围间的一电位时提供多个金属颗粒。

根据本文描述的任何实施例中的一些，所述官能部分更包括所述金属(例如所述元素金属)的多个颗粒。

根据本文描述的任何实施例中的一些，所述金属的多个所述颗粒的一数量小于所述官能部分中所述金属的总摩尔数的70摩尔百分比或小于65摩尔百分比。

根据本文描述的任何实施例中的一些，所述金属离子与所述金属的多个所述颗粒的一摩尔比为70:30至30:70。

根据本文描述的任何实施例中的一些，所述金属选自银、铑、钯、铱、金、铂、铁、铜、铪、锰、铱、钆、铈、铅和铋。

根据本文描述的任何实施例中的一些，所述金属为银。

根据本文描述的任何实施例中的一些，所述官能部分包含至少一种金属物质，所述金属物质具有与其连接的一有机部分。

根据本文描述的任何实施例中的一些，所述至少一种具有与其连接的一有机部分的金属物质是所述金属的一有机盐，以及金属的有机金属复合物和金属氧化物的有机金属复合物。

根据本文描述的任何实施例中的一些，所述至少一种具有与其连接的一有机部分的金属物质是所述金属的一有机盐，所述所述金属的有机盐包括一金属离子和一有机阴离子。

根据本文描述的任何实施例中的一些，所述金属为银，并且所述金属的有机盐是苯甲酸银。

根据本文描述的任何实施例中的一些，：所述电极还包括被吸附到所述表面的一离子可透过的材料。

根据本文描述的任何实施例中的一些，所述离子可透过的材料包括一聚合物膜。

根据本文描述的任何实施例中的一些，所述离子可透过的材料是或包含

根据本文描述的任何实施例中的一些，所述官能部分与所述离子可透过的材料物理相互作用。

根据本文描述的任何实施例中的一些，所述电极包括：所述金属的一有机盐；以及吸附到所述表面的所述聚合物膜。

根据本文描述的任何实施例中的一些，所述电极可用于确定一样品中一含过氧化物的化合物的存在及/或含量程度。

根据本发明的一些实施例的一目的，提供了一种感测系统，包括根据任何相应实施例及其任何组合的感测电极，所述感测电极可连接到一电源。

根据本文描述的任何实施例中的一些，所述感测电极形成一电化学电池的一部分。

根据本文描述的任何实施例中的一些，所述电化学电池还包括一参考电极。

根据本文描述的任何实施例中的一些，所述电化学电池还包括一辅助电极。

根据本文描述的任何实施例中的一些，所述系统在使所述感测电极与一电解质液接触时是可运作的。

根据本文描述的任何实施例中的一些，所述电化学电池还包括入口或用于引入电解质溶液的任何其他装置。

根据本文描述的任何实施例中的一些，所述电化学电池还包含一电解质液，并且其中所述感测电极的至少一部分接触所述电解质液。

根据本文描述的任何实施例中的一些，所述电解质液具有碱性pH。

根据本文描述的任何实施例中的一些，所述电解质液包括一含水溶剂和一有机溶剂的一混合物。

根据本文描述的任何实施例中的一些，所述电解质液包含季铵盐。

根据本文所述的任何实施例中的一些，所述系统还包括一样品入口或用于使样品与感测电极接触的任何其他装置。

根据本文所述的任何实施例中的一些，所述系统进一步包括一样品入口或用于将样品引入所述电化学电池的任何其他装置。

根据本文描述的任何实施例中的一些，所述系统还包括一气体出口。

根据本文描述的任何实施例中的一些，在将所述电化学电池与一样品接触之前，不具有用于对所述系统进行除气的一装置。

根据本文所述的任何实施例中的一些，所述电化学电池还包括一电源与所述感测电极电性连接。

根据本文描述的任何实施例中的一些，所述系统更包括一装置用于测量所述感测电极的一电化学参数。

根据本文描述的任何实施例中的一些，所述系统更包括一电流测量装置，用于测量在所述感测电极处产生的一电流或一电流的变化。

根据本文描述的任何实施例中的一些，所述电源被配置为向所述感测电极施加一变化电位。

根据本文描述的任何实施例中的一些，所述系统更包括一装置用于对应于所述变化电位确定所述电流的变化。

根据本文描述的任何实施例中的一些，所述系统被配置成使得在施加一电位时，所述金属物质的一部分是呈金属颗粒的一形式，所述部分不超过所述金属物质的总量的70摩尔百分比。

根据本文描述的任何实施例中的一些，所述官能部分包含多个金属离子，并且其中在施加一电位时，一部分所述金属离子转化为所述金属颗粒，所述部分不超过所述金属离子的量的50摩尔百分比。

根据本文描述的任何实施例中的一些，所述官能部分包含一金属的多个颗粒和所述金属的离子，所述系统被配置为使得在施加一电位时，所述金属的所述离子与所述金属的所述颗粒的摩尔比为75:25至25:75。

根据本文所述的任何实施例中的一些，所述电化学电池被配置成使得当具有一含过氧化物化合物的一样品与所述感测电极接触时，对应于向所述感测电极施加的电位而产生的一电化学参数的存在及/或含量程度用以代表所述含过氧化物化合物的存在及/或含量程度。

根据本文描述的任何实施例中的一些，所述系统被配置用于对应于施加到所述感测电极的一改变电压来确定所述电流的一变化，所述变化用以代表所述含过氧化物化合物的存在及/或含量程度。

根据本文所述的任何实施例中的一些，所述系统更包括一数据处理器，所述数据处理器还被配置为确定一样品中所述含过氧化物化合物的一含量程度，所述确定是使用下列中的至少一种来进行的：(i)储存在一计算器可读取介质上的一校准曲线；(i i)存储在一计算器可读取介质上的一查找表；以及(i ii)由所述含过氧化物化合物产生的电流及所述含量程度之间的一预定关系。

根据本文描述的任何实施例中的一些，所述预定关系包括一线性关系。

根据本发明的一些实施例的一目的，提供了一种检测一样品中一含过氧化物化合物的方法，所述方法包括：

将所述样品与根据任何相应实施例及其任何组合的一感测电极接触；

向所述感测电极施加电位；以及

测量所述感测电极的一电化学参数，其中所述参数的存在及/或含量程度用以代表所述样品中所述含过氧化物化合物的存在及/或含量程度。

根据本文所述的任何实施例中的一些，使感测电极与样品接触包括将所述样品引入引入根据任何本实施例的所述的感测系统(例如通过空气泵)。

根据本文所述的任何实施例中的一些，所述电化学参数包括在所述感测电极处产生的一电流，其中所述电流的存在及/或含量程度用以代表所述含过氧化物化合物的存在及/或含量程度。

根据本文所述的任何实施例中的一些，使所述样品与所述感测电极接触的步骤包括：使包含所述样品的一电解质溶液与所述感测电极接触。

根据本文描述的任何实施例中的一些，所述方法不对所述系统进行除气。

根据本文描述的任何实施例中的一些，所述样品是一流体样品。

根据本文描述的任何实施例中的一些，所述样品包含氧气。

根据本文描述的任何实施例中的一些，所述电解质中溶解的氧气的一浓度至少为1ppm。

根据本文描述的任何实施例中的一些，所述样品中的所述含过氧化物化合物的一可检测浓度低于1微摩尔。

根据本文描述的任何实施例中的一些，通过线性扫描伏安法进行施加电位。

根据本文描述的任何实施例中的一些，所述方法进一步包括：在引入所述样品之前，重复施加所述电位至少连续5次。

根据本文描述的任何实施例中的一些，重复施加所述电位，使得一部分所述金属物质转化为多个金属颗粒，所述部分不超过所述金属物质的总量的50摩尔百分比。

根据本文描述的任何实施例中的一些，重复施加所述电位，使得所述电极包含不超过所述官能部分中所述金属的总量的70摩尔百分比的金属物质，所述金属物质是多个金属颗粒。

根据本文描述的任何实施例中的一些，所述官能部分包含一金属的多个颗粒和所述金属的离子，并且其中所述重复施加所述电位使得所述离子与所述颗粒的摩尔比为75:25至25:75。

根据本文描述的任何实施例中的一些，所述含过氧化物化合物是一含过氧化物的炸药。

根据本文描述的任何实施例中的一些，炸药选自以下组成：TATP、HMDT以及TMDD。

根据本文描述的任何实施例中的一些，所述样品还包含过氧化氢。

除非另有定义，否则本文使用的所有技术及/或科学术语具有与本发明所属领域的普通技术人员通常理解的相同的含义。虽然在本发明实施例的实施或测试中可以使用与本文所述方法和材料类似或等同的方法和材料，下面描述的方法和/或材料为例示性的。如果发生矛盾，专利说明书包括其定义，将受到限制。另外，这些材料、方法和实例仅是说明性的，并非用以限制。

本发明实施例的方法及/或系统的实现可以关于手动地、自动地或者其组合地执行或完成选择的任务。而且，根据本发明方法及/或系统的实施例的实际仪器和设备，可以通过硬件、通过软件、或通过韧体或其组合通过使用操作系统来实现几个选择的任务。

例如，根据本发明的实施例执行选定任务的硬件可以被实现为芯片或电路。作为软件，根据本发明实施例的选定任务可以被实现为由使用任何合适的操作系统的计算器执行的多个软件指令。在本发明例示性实施例中，根据本文描述的方法及/或系统的例示性实施例的一个或多个任务由诸如用于执行多个指令的计算平台的数据处理器执行。可选地，数据处理器包括用于存储指令及/或数据的挥发性内存和/或用于存储指令和/或数据的非挥发性内存，例如磁性硬盘和/或可移动介质。可选地，也提供网络连接。更可选地提供显示器及/或用户输入设备，例如键盘或鼠标。

附图说明

这里仅通过举例的方式参考附加的图式来描述本发明的一些实施例。现在具体参照附图详细说明，强调的是，所示出的细节是作为例示并且出于对本发明实施例的说明性讨论的目的。就这一点而言，对于本领域技术人员而言，利用附图进行的描述对于可以如何实践本发明的实施例是显而易见的。

在附图中：

图1显示未改性CF微电极在含有溶于去离子水(pH＝12)的氢氧化纳及乙腈中以7：3体积比混合，并加入0.1摩尔TBABF₄且不添加TATP(黑线)的电解质溶液中、并且添加20、40和60ppm的TATP后(分别为红色、蓝色和蓝绿色线)、加入60ppm TATP和40ppm过氧化氢(粉红色线)后的线性扫描伏安曲线(以0.1伏特/秒的扫描速率获得)的示意图。

图2A至2C显示了苯甲酸银改性的CF微电极在含有溶于去离子水(pH＝12)的氢氧化纳及乙腈中以7：3体积比混合，并加入0.1摩尔TBABF₄且不添加HMDT(黑线)的电解质溶液中、并且在指定浓度下添加HMDT(图2A)，并且添加180ppm HMTD及180ppm和HMTD 40ppm过氧化氢(分别为图2C中的黑线和红线)；图2A中的绿色箭头表示用于作为校准曲线的HMTD的电流峰值(图2B中ΔI＝背景电流-HMTD的电流峰值)。

图3A至3C显示未改性的CF微电极(图3A)以及苯甲酸银修饰的CF微电极在电解质溶液中进行一次的从0伏特至-1.6伏特的线性伏安法扫描之后(图3B)和在电解质溶液中进行100次的0伏特至-1.6伏特的线性伏安法扫描之后(图3C)的扫描电子显微镜(二次电子(SE)和背向散射电子(BSE)图像(右图)和X射线光电子光谱原子浓度(左图)。

图4A至4C显示了苯甲酸银修饰的CF微电极在含有溶于去离子水(pH＝12)的氢氧化纳及乙腈中以7：3体积比混合，并加入0.1摩尔TBABF₄的电解质溶液存在下，在没有添加HMDT(黑线)、并且在添加指定浓度的HMDT时(图4A)、并且在添加150ppm HMTD和150ppmHMTD和40ppm过氧化氢(图4C中分别为黑线和红线)之后从0伏特到-1.6伏特重复15次进行线性伏安法扫描；图4A中的绿色箭头表示用于作为校准曲线的HMTD的电流峰值(图4B；ΔI＝背景电流-HMTD的电流峰值)。

图5A至5C显示苯甲酸银修饰的CF微电极在含有溶于去离子水(pH＝12)的氢氧化纳及乙腈中以7：3体积比混合，并加入0.1摩尔TBABF₄的电解质溶液存在下，在没有添加TATP(黑线)、加入指定浓度的TATP(图4A)，加入150ppm TAPT和150ppm HMTD和30ppm过氧化氢(图4C中分别为黑线和红线)之后重复15次从0伏特到-1.6伏特进行线性伏安法扫描；图4A中的绿色箭头表示用于作为校准曲线的TAPT的电流峰值(图4B中ΔI＝背景电流-TAPT的电流峰值)。

图6显示了根据本发明的一些示例性实施例的电化学电池的示意图。

图7显示根据本发明示例性实施例的改性CF微电极在含有溶于去离子水(pH＝12)的氢氧化纳及乙腈中以7：3体积比混合，并加入0.1摩尔TBABF₄的电解质溶液存在下，在空气存在下(黑线)和在有饱和TATP蒸汽的气态样品(红线)存在下的线性扫描伏安曲线(以0.1伏特/秒的扫描速率获得)示意图。

具体实施方式

在本发明的一些实施例中，是有关于一种化学物的检测，更具体地但非限定地，有关于一种电极，以及使用它们的系统和方法，其可用于含过氧化氢类化合物的电化学检测，例如过氧化氢类的炸药。

在详细解释本发明的至少一实施例之前，应当理解的是，本发明在其应用中不一定限于以下描述中阐述的组件及/或方法及/或在附图及/或实施例中所示出的构造和设置细节。本发明能够具有其他实施例或以各种方式实施或执行。

为了寻求改进的含硝基化合物的电化学检测系统，使其具有增强的选择性和灵敏度，同时避免了复杂和耗时的程序，本发明人已经意识到工作电极由柔性材料制成，可以很容易地并且稳定地进行改性，并且可以对其进行操作以优化其表面，从而提高其灵敏度。

本发明人特别寻求一种系统，所述系统允许区分溶解氧、过氧化氢和其他含过氧化物的化合物，以便在电解质溶液中进行含过氧化物化合物的电化学检测，同时克服有关于与溶解氧和痕量过氧化氢的存在的方法上的局限性。本发明人已经认识到，在没有耗时步骤的情况下去影响氧的还原峰值(例如在避免进行脱气的同时)可以通过化学改性工作电极的表面来实现。

在构思本发明的同时，本发明人已经考虑利用碳电极，由于碳材料的柔韧性，并且特别设想碳微纤维电极具有允许适当的信噪比的形态，并且具有潜力地能有效与降低成本作为碳电极以及灵敏的传感器组件，并符合严格的爆炸痕迹检测要求。

本发明人已经设想，在利用催化剂进行这种分解的同时，在碳电极表面上进行过氧化物的化学分解将实现上述目的。

如下面的实施例部分所示，本发明人确实设计了一种电化学系统，其允许在过氧化氢存在下灵敏的和具选择性地检测含有过氧化物的示例性炸药、TATP和HMTD。所述电化学系统具有高灵敏度，允许含过氧化物化合物的检测浓度低至250ppb，允许对含过氧化物化合物进行实时和连续监测，通过快速程序操作，同时避免耗时的纯化和预浓缩过程，允许在几秒内检测，不含标记物，从而避免使用激发和成像技术的需要；易于与实验室芯片系统/电化学系统整合，可以小体积样品操作；是可重复使用的；并使用低成本和低能耗的结构和操作。

所设计的电化学系统能够在溶解氧及/或过氧化氢的存在下有效地检测含过氧化物化合物，例如可以用于水性环境，例如海水、容器中、开放场地和任何其他具有含氧化合物的环境。

所述系统可以配置成具有最小尺寸，有效且用户友善的递送装置，用于在用户界面处将所述样品引入系统。

现在参考附图，图6示出根据本发明一些实施例的电化学电池的示例性设置的示意图。

图1显示了使用未改性的碳微纤维电极在线性扫描伏安法中获得的数据，并显示了对TAPT和过氧化氢以及溶解氧观察到的不可分离的还原峰值。

图2、图4和图5显示了使用根据本发明的一些实施例的银修饰的碳纤维微电极在线性扫描伏安法中获得的数据，并显示了对于TAPT或HMDT、过氧化氢以及溶解氧观察到的单独的还原峰值。

图7显示了使用根据本发明的一些实施例的银修饰的碳纤维微电极和TATP的气态样品在线性扫描伏安法中获得的数据，并显示了明显的还原峰值。

图3显示了在一次和一百次伏安循环后未经修饰的CF电极和银修饰电极的SEM和XPS测量结果，并显示了在施用电极时在电极表面上形成银纳米颗粒。如下面的实施例部分所示，已经表示，在将一部分银离子转化(转换)成银纳米颗粒时，有效检测过氧化物，这是通过在引入样品到系统之前运行几个重复的伏安法循环来实现的。

这些数据清楚地表明，根据本发明实施例的电化学系统能够对含过氧化物化合物，例如含过氧化物的炸药进行灵敏的、具选择性的、多重的和高采样率的检测。

因此，本发明的实施例提供了改进的感测电极，以及利用其检测样品中的含过氧化物化合物的电化学系统和方法，其特别适用于在溶解氧存在下检测含过氧化物化合物。

感测电极

根据本发明的一些实施例，提供了一种感测电极，所述感测电极包括：一碳电极；以及至少部分与所述电极的一表面连接的一官能部分。官能部分促进过氧化氢的分解(例如化学或电化学分解)。

根据本发明的一些实施例，所述碳电极具有至少一个纳米级或微米级尺寸。

“微米级尺寸”是指电极的至少一个尺寸小于1毫米，或者在0.1微米至900微米的范围内。

“纳米级尺寸”是指电极的至少一个尺寸小于1微米，或者在0.1纳米至900纳米的范围内。

纳米级或微米级尺寸取决于电极的形状。如果电极通常成形为圆柱形，则至少一个尺寸可以是电极的长度和直径中的一个或两个。如果电极通常成形为矩形，则至少一个尺寸可以是电极的长度和宽度中的一个或多个。

具有一个或多个微米级或纳米级尺寸的电极在本文和本领域中也称为微电极。

碳电极或微电极可由玻璃碳、丝网印刷碳、碳膜、碳纤维、碳糊、碳纳米管等制成。

根据本发明的一些实施例，碳电极是碳纤维电极，或碳纤维微电极(在本文中也可互换地称为“碳微纤维电极”)

碳纤维(CF)电极是包含成形为纤维结构(例如长丝)的基本碳(例如石墨)的电极。通常但非必要地，CF电极具有微米级尺寸或甚至纳米级尺寸的直径或厚度，通常但不限于从10微米至500微米，或从50微米至200微米，或从50微米至100微米，或从50微米至50微米，或从50微米至20微米。通常但非必要地，CF电极的长度(高度)为约100微米至约50毫米，或约100微米至约1毫米，或约100微米至约800微米，包括任何中间值和其间的子范围。具有微米级或纳米级范围中的至少一个尺寸的CF电极是CF微电极。

在一些实施例中，CF微电极进一步包括一机械支撑物，其包覆或围绕电极的至少一部分，留下例如100微米至100微米的一突出尖端，其为电极的未支撑的暴露部分。

CF微电极可以是单管或多管电极。

在一些实施例中，CF微电极是一具透气性的电极。气体可渗透电极允许检测气态样品(例如空气)及/或分析物，同时避免通过一专用气体入口引入所述样品的需要。

本文所用术语“透气性”是指电极的特征在于通过平面的透气性高于0.3cfm/ft²至0.25微米，当根据标准测定法测量时，例如ASTM 737-96，ISO 5636，ISO 4638，ISO 9237以及TAPPIT460。

CF微电极可以是碳织物电极或碳纸电极。碳织物电极可由织造或非织造碳丝或长丝束制成。两种电极类型优选是透气性电极。

可用于本发明实施例的示例性市售透气性碳织物微电极包括但不限于普通碳布，例如以ELAT销售的电极-Hydrophilic Plain1071HCB普通碳布，Panex

可用于本发明实施例的示例性市售透气性碳纸微电极包括但不限于由Freudenberg FCCT销售的电极，例如Freudenberg H23，Spectracarb家族的电极，Sigracet39AA，市售的电极商品名称为(例如，AvCarb P75)和类似的透气性碳纸电极。

任何市售的CF微电极可以作为一原料，用于提供根据本发明实施例的一CF微电极，在其至少一部分表面上产生如本文所述的官能部分。

在本文所述的任何实施例的一些中，CF微电极是碳纸电极。

在本文所述的任何实施例的一些中，CF微电极(例如碳纤维微电极)的特征在于每几何平方厘米的一表面积为至少10-50平方厘米，包括其间的任何中间值和子范围。

在一些实施例中，CF微电极可通过导电线电性连接到感测系统的多个其他部分，例如导电金属箔，例如但不限于为镍箔。

本发明实施例的CF微电极的特征在于官能部分分或多个官能部分，如本文任何相应实施例中所述，与其表面的至少一部分(例如电极表面的暴露部分)连接。

本文所用术语“与...连接”或“与之接合”及其语法延伸，是指通过物理及/或化学方式将官能部分或多个官能部分连接到电极表面的至少一部分，包括物理沉积、物理吸附及/或化学吸附，例如，借助于碳纤维中或与碳纤维的物理包埋或缠结，及/或通过疏水相互作用及/或氢键相互作用及/或其他化学相互作用。

在本文所述的任何实施例的一些中，CF微电极的特征在于如本文所述的多个官能部分与所述电极表面的至少一部分结合。

在本文所述的任何实施例的一些中，官能部分被吸附至所述电极的表面的至少一部分。

如上文所用术语“吸附”是指官能部分通过物理吸附及/或化学吸附附着于表面，例如通过物理捕获或缠结在碳纤维中或与碳纤维缠结，及/或通过与碳纤维的疏水相互作用及/或氢键相互作用及/或其他化学相互作用的手段。

在本文所述的任何实施例的一些中，官能部分是可以参与过氧化物的电催化还原的。

在本文所述的任何实施例的一些中，官能部分本身促进过氧化物的分解及/或能够产生(例如在电化学过程中)促进过氧化物分解的基团。

如本领域所知，各种金属类材料，包括例如银(Ag)、铂(Pt)、钯(Pd)、铜(Cu)、铱(Ir)和金(Au)、以及如铱(Ir)、铁(Fe)、铜(Cu)、铪(Hf)、锰(Mn)、钆(Gd)、铈(Ce)、铅(Sb)和铋(Bi)和金属复合物、金属盐及/或其金属氧化物可参与过氧化物的催化分解。

当以元素金属形式存在时，一些金属类材料在过氧化物的分解中具有活性，一些金属类材料在形成金属复合物复/或金属氧化物及/或金属盐的一部分时是具活性的，并且当元素金属和金属复合物复/或金属离子复/或金属氧化物的组合与过氧化物接触时，一些金属类材料是具活性的。

可参与过氧化物分解的金属类材料的其他实例包括但不限于铁基材料，例如Fe₂O₃及其有机金属复合物、CuO、HfO₂、CeO₂、Gd₂O₃、二氧化锰、氧化钴、铅氧化物、以及铅、铋和锰，包括任何前述的有机金属复合物。

在本文所述的任何实施例的一些中，官能部分包含或能够产生一种或多种促进过氧化物分解的金属物质(例如过氧化物的电分解)。

“金属物质”是指任何含金属物质，包括例如粉末、颗粒、薄片、板状物及/或颗粒形式的元素金属，包括微粒和纳米颗粒、金属离子(通常是阳离子)，它们形成金属盐或金属复合物的一部分、金属氧化物、金属复合物，包括有机金属复合物、金属或金属离子或金属氧化物以及任何其他含金属物质。

在本文所述的任何实施例的一些中，金属物质包含促进过氧化物分解的金属离子，例如过氧化物的电催化分解。

在本文所述的任何实施例中的一些实施例中，所述金属离子经过还原从而在施加约-0.05伏特至约2伏特的一范围间的一电位时提供元素金属(例如以多个颗粒的形式)。

在施以一电位时，这种金属离子产生促进(催化)过氧化物分解的多个金属颗粒，并且整个电化学反应可称为过氧化物的电催化分解。

或者，金属物质是元素金属或包含元素金属，其促进过氧化物的这种(作为元素金属)分解。

或者，金属物质是金属离子或包含金属离子，其促进过氧化物的这种(如金属离子)分解。

或者，金属物质是金属氧化物或包含金属氧化物，其促进过氧化物的这种(作为金属氧化物)分解或者可以产生元素金属(例如作为金属颗粒)及/或金属离子，其促进过氧化物的分解(例如在施加电位时)。

或者，金属物质是复合物或包含有机金属复合物，其促进过氧化物的这种分解或可产生元素金属(例如作为金属颗粒)及/或金属离子，其促进过氧化物的分解(例如在施加电位时)。

本发明人已经表示，包含促进过氧化物分解的金属的多个颗粒以及相同金属的金属离子两者的官能部分提供了过氧化物的有效电化学感测。

在本文所述的任何实施例的一些中，所述官能部分包含促进过氧化物分解的金属的离子和金属的颗粒两者，如本文所述。

在本文所述的任何实施例的一些中，金属物质包含促进过氧化物分解的金属的离子和金属的颗粒两者，如本文所述。

在本文所述的任何实施例的一些中，金属颗粒的量不超过官能部分中的金属物质的总量的70摩尔百分比、不超过65摩尔百分比、或不超过40摩尔百分比或不超过30摩尔百分比。

在上下文这些实施例中所用术语“摩尔百分比”是指以元素金属颗粒形式的金属的摩尔数除以金属物质的总摩尔数，即官能部分中的金属原子摩尔数的总和，即金属离子和元素金属颗粒的总和，乘以100。

通常，“摩尔百分比”在本文中是指金属物质的摩尔数除以金属原子的总摩尔数，即，官能部分中金属物质的摩尔数的总和，乘以100。术语“摩尔百分比”也可称为“原子浓度”。

在本文所述的任何实施例的一些中，金属颗粒的量为官能部分中金属物质的总量的约5摩尔百分比至约65摩尔百分比(例如两种金属离子的和金属颗粒两者的总摩尔数)，包括其间的任何中间值和子范围。

如本文所用术语“元素金属”是指元素形式的金属，即仅由金属元素的原子组成的金属物质。在一些实施例中，元素金属的特征在于零净电荷。

在一些实施例中，金属物质或包含金属物质的官能部分包含金属(例如元素金属)的颗粒和金属的离子(例如衍生自金属盐、金属氧化物或金属复合物)，并且在一些实施例中。在这些实施例中，金属离子和金属颗粒的摩尔比的范围为75:25至25:75，并且可以是例如75：25、72：28、70：30、68：32、65：35、62：38、60：40、58：42,55：45、52：48、50：50、48：52、45：55、42：58、40：60、38：62、35：65、32：68、30：70、28：72或25:75，包括其间的任何中间值和子范围。

不受任何特定理论的限制，本发明人已观察到当上述摩尔比高于75:25或低于25:75时，电极不够稳定及/或其感测效率会降低。

在本文所述的任何实施例的一些中，金属物质或包含金属物质的官能部分还包含金属的氧化物。

在本文所述的任何实施例的一些中，金属物质或包含金属物质的官能部分包含元素金属(例如金属颗粒)，金属离子和金属的金属氧化物，其促进过氧化物的分解，如本文所述。

不受任何特定理论的限制，假设当金属颗粒或金属离子接触环境中存在的氧(例如在空气中或在电解质液中)时，可在电极表面上产生金属氧化物。形成的金属氧化物在施加电位时也可以产生金属颗粒及/或金属离子。

在本文所述的任何实施例的一些中，金属氧化物的量不大于官能部分中金属物质的总量(例如官能部分中金属离子、金属颗粒和金属氧化物的总摩尔数)的20摩尔百分比，优选不大于15摩尔百分比，或不大于13摩尔百分比，或不大于12摩尔百分比，或者不大于10摩尔百分比。

在本文所述的任何实施例的一些中，金属氧化物的量为金属物质(例如官能部分中的金属离子，金属颗粒和氧化物)总量的1摩尔百分比至20摩尔百分比，包括其间的任何中间值和子范围。

金属氧化物可以是单氧化物(例如MO或M₂O)，二氧化物(例如MO₂或M₃O₂)，三氧化物(例如MO₃或M₂O₃)等，这取决于金属的价数。

类似地，金属离子可以是单价(M⁺)，二价(M⁺²)，三价(M⁺³)等，这取决于金属的价数和离子数。

M表示金属，例如本文所述的金属。

应注意的是，根据本文所述的任何实施例中的一些，金属氧化物和金属离子(例如形成金属盐的一部分)不应视为等同物。

在本文所述的任何实施例的一些中，金属氧化物为颗粒形式，包括微粒、纳米颗粒及其组合。

在本文所述的任何实施例的一些中，颗粒形式的金属物质(例如元素金属颗粒或金属颗粒和金属氧化物颗粒)的总量的范围为金属物质(例如金属离子、颗粒和氧化物)的摩尔数总量的20摩尔百分比至70摩尔百分比，包括其间的任何中间值和子范围。

在本文所述的任何实施例的一些中，所述金属物质或包含所述金属物质的官能部分包括元素金属和金属氧化物的颗粒两者以及金属的离子，并且在这些实施例的一些中，金属离子和金属颗粒(元素金属和金属氧化物)的总量的摩尔比的范围为75:25至25:75，包括其间的任何中间值和子范围，并且可以是例如75：25、72：28、70：30、68：32、65：35、62：38、60：40、58：42、55：45、52：48、50：50、48：52、45：55、42：58、40：60、38:62、35：65、32：68、30：70、28：72或25:75，包括其间的任何中间值和子范围。

在本文所述的任何实施例的一些中，所述金属物质或包含所述金属物质的官能部分包括元素金属和金属氧化物的颗粒两者以及金属的离子，并且在这些实施例的一些中，金属离子与元素金属的摩尔比如本文任何相应实施例中所述，并且元素金属与金属氧化物的摩尔比的范围为98：2至50:50，或96：4至60:40，包括其间的任何中间值和子范围，并且可以是例如98：2、96：4、95：5、90：10、85：15、80：20、75：25、70：30、68：32、67：33、66：34、65：35、64：36、63：37、62：38、60：40、55：45或50:50，包括其间的任何中间值和子范围。

在本文所述的任何实施例的一些中，所述金属物质或包含所述金属物质的官能部分包含元素金属和金属氧化物的颗粒两者以及金属的离子，并且在这些实施例的一些中，金属离子和元素金属的摩尔比如本文任何相应实施例中所述，金属离子与金属氧化物的摩尔比的范围为10：1至4：1，或90:10至80:20，包括任何中间值和它们之间的子范围，并且可以是例如90：10、88：12、85：15、82：18或80:20，包括其间的任何中间值和子范围。

在本文所述的任何实施例的一些中，所述金属物质或包含所述金属物质的官能部分包含元素金属和金属氧化物的颗粒两者以及金属的离子，并且在这些实施例的一些中，所述官能部分或金属物质包括：

金属离子的量占所述官能部分或所述金属物质中金属原子的总摩尔数的20摩尔百分比至80摩尔百分比，或30摩尔百分比至70摩尔百分比的范围，包括其间的任何中间值和子范围；

元素金属(例如作为金属颗粒)的量占所述官能部分或所述金属物质中金属原子的总摩尔数的10摩尔百分比至70摩尔百分比，或20摩尔百分比至65摩尔百分比的范围，包括其间的任何中间值和子范围。功能部分中的金属原子或金属物种；以及

金属氧化物(例如作为颗粒)的量占所述官能部分或所述金属物质中金属原子的总摩尔数的1摩尔百分比至30摩尔百分比，或2摩尔百分比至15摩尔百分比的范围，包括其间的任何中间值和子范围。

金属离子，其含量范围是所述官能部分或所述金属物质中金属原子的总摩尔数的30摩尔百分比至70摩尔百分比，或32摩尔百分比至62摩尔百分比，包括其间的任何中间值和子范围；

元素金属(例如作为金属颗粒)，其含量范围是所述官能部分或所述金属物质中金属原子的总摩尔数的25摩尔百分比至65摩尔百分比，包括其间的任何中间值和子范围；以及

金属氧化物(例如作为颗粒)其含量范围是所述官能部分或所述金属物质中金属原子的总摩尔数的，包括其间的任何中间值和子范围。

在这些实施例中的任一个中，这些金属物质中的任何两种之间的摩尔比如本文在任何相应实施例中所述。

在本文所述的任何实施例的一些中，所述金属颗粒是金属纳米颗粒，具有纳米级范围的平均尺寸(例如直径)，如本文所定义。

在一些实施例中，所述颗粒的平均尺寸范围为由1纳米至约500纳米，或由1纳米至200纳米，或由1纳米至100纳米，包括其间的任何中间值和子范围。在示例性实施例中，所述金属颗粒的平均尺寸为约40纳米。

在本文所述的任何实施例的一些中，金属是银，并且所述官能部分包含银离子，任选地与银颗粒(例如如本文所述的银纳米颗粒)及/或氧化银组合。

在本文所述的任何实施例的一些中，所述官能部分包含与一种或多种金属物质缔合的有机部分。

在上下文这些实施例中所用术语“与...连接”是指有机部分和金属物质通过物理及/或优选化学(例如共价、静电、有机金属性)相互作用彼此缔合。

有机部分可以是，例如与金属离子形成有机盐的有机阴离子；或与金属或金属氧化物或金属离子形成有机金属复合物的有机金属配体。

在本文所述的任何实施例的一些中，所述官能部分是有机盐或包含金属的有机盐，其包含金属离子(金属阳离子)和有机阴离子。

不受任何特定理论的限制，假设有机阴离子促进金属物质附着到电极表面，从而促进金属物质(例如金属离子和产生的金属颗粒及/或金属氧化物)附着到电极表面。

示例性有机阴离子包括有机酸的共轭碱，例如但不限于苯甲酸(苯甲酸酯)、对苯基苯甲酸(对苯基苯甲酸酯)、对甲苯磺酸(对甲苯磺酸酯)、水杨酸(水杨酸酯)、苯乙酸(乙酸苯酯)、乙酸(乙酸酯)、三氟乙酸(三氟乙酸酯)、乙酰氨基苯甲酸(乙酰氨基苯甲酸酯)、邻苯二甲酸(邻苯二甲酸酯)、对苯二甲酸(对苯二甲酸酯)、丙酸(丙酸酯)、丁酸(丁酸盐)、三氟甲磺酸(三氟甲磺酸盐)、二乙基二硫代氨基甲酸(二乙基二硫代氨基甲酸盐)、乙酰丙酮酸(乙酰丙酮酸盐)、甲磺酸(甲磺酸盐)、环己烷丁酸(环己烷丁酸盐)、对甲苯磺酸(对甲苯磺酸盐)、五氟丙酸(五氟丙酸盐)、酞菁酸(酞菁)、柠檬酸(柠檬酸盐)、六氟乙酰丙酮酸(六氟乙酰丙酮酸盐)、2,2-二甲基-6,6,7,7,8,8,8-七氟-3,5-辛二酸(2,2-二甲基-6,6,7,7,8,8,8-七氟-3,5-辛二酮)、磺胺嘧啶、七氟丁酸(七氟丁酸)、四(乙腈)四氟硼酸(四(乙腈))四氟硼酸盐)、氰酸(氰酸盐)、硫氰酸(硫氰酸盐)；脂肪酸，如硬脂酸(硬脂酸盐)、油酸(油酸盐)、月桂酸(月桂酸盐)、乳酸(乳酸盐)等。

在本文所述的任何实施例的一些中，金属是银，并且所述官能部分是有机盐或包含银的有机盐，例如苯甲酸银。

在一些实施例中，所述官能部分通过物理方式吸附附着于电极表面，使得例如金属离子被吸附到及/或嵌入形成电极的微纤维中。

在本文所述的任何实施例的一些中，CF电极还包含附着于其表面的至少一部分的离子可透过的材料。

在一些实施例中，离子可透过的材料是质子交换膜，其对阳离子是可渗透的但不传导阴离子或电子。

上下文这些实施例中，任何可用于本发明的可用的质子交换膜包括作为非限制性实例的碳基膜和镍基膜。

在一些实施例中，离子可透过的材料是Nafion膜，优选为Nafion Bilayer膜，例如112，115，117和119，以及任何在900-2000系列中的膜。还包括任何其他离子可透过的材料。

在一些实施例中，离子可透过的材料包含聚合物膜，或者是聚合物膜的形式，其沉积在电极的表面(或其一部分)上。

在一些实施例中，所述膜是薄膜，其厚度为约2纳米至约200微米，包括其间的任何中间值和子范围。

在一些实施例中，离子可透过的材料(例如是聚合物膜的形式)沉积在电极表面的相同部分上，金属离子及/或颗粒及/或氧化物沉积在所述部分上。

在一些实施例中，离子可透过的材料用于促进所述官能部分(金属物质，例如金属离子和金属颗粒及/或氧化物)与电极的物理附着。

在一些实施例中，选择包含金属物质(例如金属离子)和离子可透过材料的官能部分，使得官能部分与离子可透过的材料物理相互作用。

本文中所用术语“物理附着”、“物理相互作用”和其语法延伸描述了不涉及化学共价键或静电键的相互作用，并且包括诸如吸附(可能通过氢键及/或疏水相互作用)、包埋、缠结、掺入、涂层或导致所述物质之间相互连接的任何其他的相互作用。

不受任何特定理论的限制，选择官能部分和离子可透过的材料，使得官能部分(例如金属物质)不穿透离子可透过的材料的膜孔，并因此保持附着于电极。

本文在任何相应实施例中描述的感测电极也可互换地称为改性的CF电极，或改性的CF微电极，或银改性的CF电极，或银修饰的CF微电极及其改变和变化。

感测系统

在本文所述的任何实施例的一些中，如本文所述的感测电极可用于电化学检测一样品中含过氧化物的化合物。

在本文所述的任何实施例的一些中，如本文所述的感测电极可用于电化学检测一样品中含过氧化物化合物的存在及/或含量程度。

在本文所述的任何实施例的一些中，如本文所述的感测电极可用于在将电极整合在电化学电池中时确定一样品中含过氧化物的化合物的存在及/或含量程度。

在本发明的一些实施例中，提供了一种电化学电池，其包括如本文任何对应实施例及其任何组合中所述的感测电极。所述感测电极在使用上也作为工作电极。

在本发明的一些实施例中，提供了一种感测系统，其包括如本文任何对应实施例及其任何组合中所述的感测电极。这种感测系统也称为传感器。

在本发明的一些实施例中，提供了一种感测系统，其包括如本文任何对应实施例及其任何组合中所述的电化学电池。

以下描述了本发明的电化学电池的一些实施例。

在本文描述的任何实施例中的一些实施例，感测电极电性连接到一电源，并且所述电池被配置成使得当所述电池被操作时，至少一部分感测电极，即具有如本文所述的官能部分沉积在电极的表面上与分析物(含过氧化物的化合物或含有过氧化物的样品)接触。

在本发明的一些实施例中，所述电化学电池还包含一参考电极。预期为任何市售或通常设计的参考电极。

在本文描述的任何实施例中的一些实施例，参考电极是含水参考电极。示例性可用的参考电极包括但不限于银/氯化银电极(例如Ag/AgCl/饱和KCl电极，例如由Metrohm销售)、标准甘汞(例如饱和甘汞)电极(SCE)、标准氢电极(SHE)、普通氢电极(NHE)、可逆氢电极(RHE)、铜-铜(II)硫酸盐电极(CSE)、pH电极、钯氢电极、动态氢电极(DHE)以极汞-硫酸汞电极(MSE)。

参考电极也电性连接到电源，并且电池被配置成使得当其操作时，在感测电极和参考电极之间施加电位差(电压)。

在一些实施例中，电化学电池遵循三电极设计并且还包括辅助电极。优选但非限制性的是，辅助电极还有碳电极，优选玻璃碳电极。可以考虑市售或通常设计的任何其他辅助电极。非限制性实例包括金电极、其他碳电极、铂电极以及碳/金电极。

在一些实施例中，辅助电极电性连接到感测电极。

在本文所述的任何实施例的一些中，所述电化学电池更包括一电流测量装置，用于测量在所述感测电极处产生的一电流或一电流的变化。作为在感测电极的表面处或附近发生的氧化还原反应的结果。在一些实施例中，所述装置(例如安培计、皮科仪)电性连接到辅助电极和感测电极。

图6中示出了根据本发明的一些实施例的三电极电化学电池10的示例性组件的示意图。

电化学电池10包括如本文所述的一感测电极12，其作为工作电极。感测电极12至少在其表面的一部分上具有如本文所述的官能部分16(例如如本文所述的金属离子，例如银离子，任选地与如本文所述的金属颗粒及/或金属氧化物组合，以及任选地如本文所述的离子可透过的材料)。当所述电池运作时，所述电极具有官能化部分16的部分应该与分析物接触，例如通过接触其中溶解有分析物的电解质18。感测电极12构成电化学电池10的一半。参考电极22构成所述电池10的另一半。电源20通过电线24电性连接到感测电极12和参考电极22。电源20被配置，在感测电极12和参考电极22之间施加电压，例如通过向一个电极施加电位差。任选地，但非限制性的，电池10还包括辅助电极26和电流测量装置28，并且装置28电性连接到感测电极12和辅助电极26。

为了使电化学电池(例如电池10)运作，至少感应电极(电极12)应该与图6所示的电解质溶液接触。电化学电池(例如电池10)可以包括电解质溶液(例如电解质溶液18，如图1中所示)，或者可以包括装置(例如入口，图6中未示出)，用于将电解质液引入电池，以便至少与感测电极(例如感测电极12)接触。

根据本发明实施例的电化学电池可以遵循本领域已知的任何设计，并且可以包括一个或多个感测电极，以及参考电极及/或辅助电极中的一个或多个。示例性设计包括但不限于旋转盘环电极、超威电极或丝网印刷电极。

电化学电池10的组件的配置如图6所示。图6仅用于说明目的，不应视为以任何方式进行限制。

电化学电池10可以是例如盖板玻璃(或其他惰性材料，如铁氟龙或石英)烧杯的形式，包含其中浸有三个电极的样品溶液。在一些实施例中，电化学电池10是微电池或薄层电池。

电化学电池10还可包括用于将样品与电解质18(图6中未示出)混合/搅拌的装置。

电化学电池10还可以包括用于监测及/或控制电池内部温度的装置(图6中未示出)。

如本文和本领域所用，电解质是导电材料或介质。电解质可以是固体或流体，并且可以本身使用或当溶解在极性溶剂(例如水)中时使用。当溶解的是溶剂时，它被称为电解质溶液。在电化学电池的背景下，电解质也称为背景溶液。

在本文中所用术语“电解质”还包括“电解质溶液”，除非另有明确说明。

在如本文所述的电化学电池(例如电池10，图6)中，当电池运作时，至少感测电极(例如感测电极12)接触电解质溶液(例如电解质溶液18)。在一些实施例中，当电池运作时，所有电极都接触电解质(例如电解质溶液18)。在一些实施例中，所有电极接触相同的电解质溶液，如图6中所示。在一些实施例中，一个或多个电极与不同于与所述感测电极接触的所述电解质溶液的电解质溶液接触，并且一膜片插入在不同电解质溶液之间。

在本文所述的任何实施例的一些中，电解质溶液(例如电解质溶液18，图6)的特征在于为碱性pH，即pH高于7，或高于7.4，或高于8，或高于10，或高于11，例如，pH为12或更高。

在本文所述的任何实施例的一些中，电解质溶液(例如电解质溶液18，图6)的pH范围为8至14，或8至13，或8至12，或10至14，或10至13，或10至12。

在本文所述的任何实施例的一些中，电解质溶液(例如电解质溶液18，图6)是水溶液或包含水溶液，例如碱性水溶液，其特征在于如本文所述的pH值。

在本文所述的任何实施例的一些中，电解质溶液(例如电解质溶液18，图6)是包含水溶液和有机溶剂的混合物。

示例性碱性水溶液包括含水溶性碱性物质的水溶液，例如金属碱金属氢氧化物，例如氢氧化钠、氢氧化钾，或金属-氢氧化物，例如氢氧化镁或氢氧化钙。示例性碱性水溶液还包括提供所需pH值的缓冲溶液，如本文所述。如本文所述提供碱性pH的缓冲溶液是本领域技术人员公知的。

例示性的有机溶剂包括水混溶性溶剂，优选极性及/或非质子溶剂，并且进一步优选地，溶剂其中可溶解含过氧化物化合物及/或溶剂其中可溶解所本文所选的有机季铵盐。

适合的有机溶剂优选地进一步为能够抑制或减少水的电解及/或扩大水的电化学窗口，例如高达-2伏特。

适合的有机溶剂优选进一步为与本文所述的电化学电池或系统化学兼容(例如化学惰性)。在一些实施例中，有机溶剂的特征在于与塑料及/或通常用于建构电化学电池或系统的任何其他聚合物材料或玻璃材料化学兼容。

例示性的溶剂是乙腈，但也可考虑其他溶剂，例如二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、碳酸亚丙酯、乙醇、甲醇、N-甲基吡咯烷酮、四氢呋喃、乙酸乙酯、丙酮、二甲醚、吡啶、乙醚、六甲基磷酰三胺和六甲基磷、及其任何混合物。另一种例示性溶剂是乙醇。

水溶液和有机溶剂之间的体积比可以为例如10：1至1：1，或5：1至1：1，或3：1至1：1，或5：1至3：1，包括其间的任何中间值和子范围。例如，电解质溶液可包含90体积百分比水溶液和10体积百分比有机溶剂，或80体积百分比水溶液和20体积百分比有机溶剂，或75体积百分比水溶液和25体积百分比有机溶剂，或70体积百分比水溶液和30体积百分比有机溶剂，或65体积百分比水溶液和35体积百分比有机溶剂，或60体积百分比水溶液和60体积百分比有机溶剂，或55体积百分比水溶液和45体积百分比有机溶剂，或50体积百分比水溶液和50体积百分比有机溶剂。在一些实施例中，电解质溶液包含70体积百分比水溶液和30体积百分比有机溶剂。

在本文所述的任何实施例的一些中，电解质溶液(例如电解质溶液18，图6)包含可溶性盐(例如水溶性盐，或可溶解于构成电解质的溶剂混合物中的盐)。任何可溶性盐预期通常用于电解质溶液中使用来增加离子强度，通常为无机盐，氯化钾是非限制性的例示性盐。盐的浓度通常至少部分地决定电解质溶液的离子强度，并且可以为例如0.1莫耳至1莫耳，或0.1莫耳至0.5莫耳，包括其间的任何中间值和子范围。在一些实施例中，盐的浓度为0.25莫耳。

在本文所述的任何实施例的一些中，电解质溶液包含季铵盐类，优选有机季铵盐。

有机季铵盐可由下式表示：

R₁R₂R₃R₄N⁺X^-

其中：R₁、R₂、R₃和R₄分别独立地为烷基、环烷基或芳香基，或者两个或多个一起形成杂环(杂脂环或杂芳基)；X是阴离子，例如卤化物(例如氯化物、硼化物、碘化物)、高氯酸盐、硼酸盐和任何其它可接受的阴离子。

阴离子的选择可以使得它对水的电化学窗口是惰性的，也就是说，阴离子优选具有比氢氧化物高的标准电极电位。

在一些实施例中，阴离子不是卤化物。

在一些实施例中，R₁、R₂、R₃和R₄分别独立地为烷基，并且在一些实施例中，分别独立地为具有1至4个碳原子的烷基。

在本文所述的任何实施例的一些中，有机季铵盐可溶于如本文任何相应实施例中所述的电解质溶液中。

可用于本发明实施例的示例性有机季铵盐包括常用的相转移催化剂。

在本文所述的任何实施例的一些中，季铵盐的浓度低于0.5莫耳，或低于0.2莫耳，或低于0.1莫耳。在一些实施例中，季铵盐的浓度范围为1至10毫莫耳，包括其间的任何中间值和子范围。在一些实施例中，季铵盐的浓度为5毫莫耳。

在本文所述的任何实施例的一些中，季铵盐有助于提供氧还原及/或含过氧化物还原的尖峰值。

季铵盐的非限制性实例包括四丁基碘化铵和四丁基高氯酸铵，但也考虑了其他季铵化合物。

根据本发明实施例的例示性的电解质溶液描述于以下实施例部分中。如其中举例说明的，一电解质溶液包含具有pH值为12的氢氧化钠水溶液、有机溶剂和低浓度有机季铵盐的混合物，当与如本文所述的感测电极组合使用时，能够分离产生的还原峰。在存有溶解氧和过氧化氢的情况下，允许进行电化学检测，同时不会有对电池或系统进行脱气(例如从中排出氧气)的需要，同时克服由通常在含过氧化物的化合物所存在痕量的过氧化氢的干扰引起的故障。

在本文所述的任何实施例中的一些实施例中，当电解质中的氧浓度为至少1ppm，或至少10ppm，或者至少20ppm，或至少30ppm，或更高，在此时，如本文所述的电化学电池及/或包含其的感测系统是可运作的。

在本文所述的任何实施例的一些中，当电解质中的氧浓度为至少1ppm，或至少10ppm，或至少20ppm，或至少30ppm，或更高时，使用如本文所述的电化学电池及/或包含其的感测系统进行含过氧化物的化合物的电化学检测。

在本文所述的任何实施例的一些中，当电解质中的氧浓度高于电解质中含过氧化物的化合物的浓度至少10倍，或至少20倍，或至少30倍，或至少50倍或至少100倍，或至少1000倍或至少5000倍，甚至更高时，如本文所述的电化学电池及/或包含其的感测系统是可运作的。

在本文所述的任何实施例的一些中，当电解质中的氧浓度高于电解质中含过氧化物的化合物的浓度至少10倍，或至少20倍，或至少30倍，或至少50倍或至少100倍，或至少1000倍或在至少5000倍，甚至更高时，使用如本文所述电化学电池及/或包含其的感测系统进行含过氧化物的化合物的电化学检测。

在本文所述的任何实施例的一些中，本文所述的感测系统及/或电化学电池不具有在使感测电极与样品接触之前对系统或电池进行除气的装置。这种装置通常包括用于将惰性气体如氩气或氮气引入电池的物理装置，以及任选的可连接到装置的惰性气体源；及/或用于化学除脱氧的装置，例如锌或硫酸钠。

在本文所述的任何实施例的一些中，本文所述的感测系统及/或电化学电池不具有用于在电解质溶液中使惰性气体起泡的装置及和/或用于将电池及/或系统连接到惰性气体的来源的装置。

在本文所述的任何实施例的一些中，本文所述的感测系统及/或电化学电池不含锌、硫酸钠或可与氧气反应的任何其他化学试剂及/或没有使氧气与这些化学试剂接触的手段。

在本文所述的任何实施例的一些中，如本文所述的系统还包括用于将所述样品引入电化学电池的装置。样品应被引入电池，使其与感测电极接触。

在一些实施例中，感测系统包括用于将样品引入电化学电池的装置，使得其接触传感电极。

在一些实施例中，感测系统包括用于将样品引入电化学电池的装置，使得其与电解质溶液混合或溶解在电解质溶液中。

在一些实施例中，通过入口将样品引入电化学电池，入口在本文中也称为样品入口。在一些实施例中，入口端口被配置用于将气态样品引入电池。在一些实施例中，入口端口被配置用于将液体样品引入电池。在一些实施例中，将流体(气态及/或液态)样品使其起泡后引入到电解质溶液中，并且将入口端口配置为用于实现这种起泡。

在本文所述的任何实施例的一些中，所述系统没有样品入口。这是通过碳纤维电极实现的，碳纤维电极是可透气性的，因此气体样品可以通过其进入电化学电池。

在本文所述的任何实施例的一些中，用于将样品引入电化学电池的装置包括一泵或一帮浦装置。在样品为气态的情况下，例示性的泵是空气泵。泵或帮浦装置可以与本实施例的CF微电极接触，使得泵送的样品渗透通过电极并因此被引入电池或系统。或者，所述泵或所述帮浦装置与电解质接触，使得泵送的样品与电解质接触或混合。

在本文所述的任何实施例的一些中，如本文所述的系统还包含一气体出口。

在本文所述的任何实施例中的一些，如本文所述的一感测系统可通过配置至少如本文所述的感测电极和电解质溶液以及用于将感测电极电性连接到电源的电气装置来操作。如本文所述，通过使一样品接触(例如溶解)电解质溶液的方式为将所述样品引入电化学电池中，将感测电极电性连接到电源，通过如本文所述的电源向感测电极施加电位，测量表示含过氧化物化合物参与的电化学反应的电化学信号。

在本文所述的任何实施例中的一些实施例中，电化学信号是在感测电极处对应于所述电位产生的电流，并且通过一电流测量装置测量所述信号。测量的电流指出所述样品中含过氧化物化合物的存在及/或含量程度(例如含量、浓度)。

在本文所述的任何实施例的一些中，电化学电池包括一参考电极，并且通过在感测电极和参考电极之间施加电压来实现施加一电位。

在本文所述的任何实施例的一些中，所述电源被配置为根据任何已知的伏安法将电位施加到感测电极，如在下文中进一步详细描述的，涉及感测方法的实施例中。

在一些实施例中，电源被配置为向感测电极施加变化的电位，并且在一些实施例中，电源被配置为施加线性变化的电位(如在线性扫描伏安法中)；阶梯式变化的电位；方块波形变化的电位；或者脉冲变化电位(正常脉冲或差分脉冲)，如下面进一步详细描述的。

在一些实施例中，电源被配置为以线性扫描模式将变化的电位施加到感测电极。

在本文所述的任何实施例的一些中，所述系统被配置成使得官能部分包含金属离子和金属颗粒及/或金属氧化物，如本文任何相应实施例中所述。

在本文所述的任何实施例的一些中，所述系统被配置成使得在施以电位时，最初会沉积在电极表面(例如，金属离子)上的所述金属物质的总量的一部分(例如小于70摩尔百分比，或小于60摩尔百分比，或小于50摩尔百分比)被转化为金属颗粒。

在本文所述的任何实施例的一些中，所述官能部分包含金属离子，并且所述系统被配置成使得在施加电位时，如本文所述的一部分金属离子被转化为金属颗粒。

在本文所述的任何实施例的一些中，所述系统被配置为使得在施用一电位时，所述官能部分包含金属颗粒，所述金属颗粒的量为所述官能部分中金属物质的总摩尔数的20摩尔百分比至70摩尔百分比。如本文任何相应实施例中所述。

在本文所述的任何实施例的一些中，所述系统被配置为使得官能部分包含一金属的颗粒和相同金属的离子，并且金属离子与金属颗粒的摩尔比为75：25至25:75或70:30至30:70，如本文任何相应实施例中所述。

在本文所述的任何实施例的一些中，所述系统被配置为使得在施用一电位时，官能部分包含一金属的颗粒和相同金属的离子，以及相同金属的氧化物，所述金属的离子和所述金属的颗粒、或所述金属的离子和和金属颗粒的总量(例如元素金属和金属氧化物的颗粒)、或金属离子和金属氧化物或元素金属以及金属氧化物的总量的摩尔比如本文任何相应实施例中所述。

在本文所述的任何实施例的一些中，所述系统被配置成使得在施用一电位时，所述官能部分包含一金属的颗粒和相同金属的离子，以及相同金属的氧化物，各自的含量如本文任何相应的实施例所述。

在本文所述的任何实施例的一些中，所述系统被配置为确定对应于变化的电位而产生的电流，并且在一些实施例中，所述系统被配置为用于对应变化的电位测定在感测电极处产生的电流的变化。

在本文描述的任何实施例中的一些实施例中，所述系统被配置为当样品未引入电化学电池时，对应于电位的变化，测定电流或电流的改变，相较于在感测电极处产生的一电流或一电流的改变。这样的数据在此也称为“背景电流”，并且在一些实施例中，系统被配置为从测定的电流或电流的变化中减去背景电流。

在一些实施例中，所述系统可在线性扫描伏安法模式下操作，并且被配置为确定相对于电位的一线性变化的一电流变化，如本领域所知。

通常但非必要地，所述系统被配置为用于提供伏安图，所述伏安图呈现与所使用的伏安法一致的数值。

根据任何相应实施例，可以通过配置为处理接收信号的设备来确定电流或电流的变化(例如，所施加的变化电位的模式和对应生成的当前数据)，以便根据需要提供一个值或一组值(例如相对于所施加的电位的电流变化，或任何其他伏安图)。这种设备在这里也称为信号处理器。

在本文描述的任何实施例中的一些实施例中，所述信号处理器是一数据处理器，例如配置用于接收和分析信号的计算机。信号处理器从每个生成的信号或一组信号中提取指示含过氧化物化合物的电化学反应的参数(例如伏安图)，并因此指示含过氧化物化合物的存在及/或含量程度。

在本发明的一些实施例中，信号处理器配置成建构含过氧化物化合物的指纹区，例如使电解质溶液与含过氧化物化合物接触并施加变化电位的某种模式时获得的伏安图(例如，线性扫描电位)。

在本发明的一些实施例中，信号处理器被配置成建构多个含过氧化物化合物的指纹区数据库，例如使电解质与含过氧化物化合物接触并应用变化的电位(例如线性扫描电位)的某种模式所获得的伏安图数据库。所述数据库可以包括用于每种含过氧化物化合物的几个伏安图，每个伏安图用于变化电位的不同模式及/或范围及/或施加速率，及/或用于每个不同电解质。

在本发明的一些实施例中，信号处理器被配置成搜索所述数据库中的多个含过氧化物化合物的指纹区，例如，如本文所述的伏安图数据库，用于与所接收的指纹区相配的指纹，并对应地识别含过氧化物化合物。

在本发明的任何实施例的一些中，信号处理器被配置成通过进入及/或处理相关数据来确定样品中鉴定的含过氧化物化合物的含量。这样的数据可以包括针对不同浓度的所识别的含过氧化物化合物所获得的，例如校准曲线，例如伏安图，或者在伏安法测量中获得的特定值(例如还原峰值)，并存储在计算器上的可读取介质。例如，信号处理器可以进入校准曲线，搜索与系统运作时获得的值相配的值(例如还原峰值)，并识别与所述值相配的所识别的含过氧化物化合物的浓度。替代地或另外地，数据包括存储在计算器的可读取介质上的查找表，其可以搜索与测量值相配的值并且指示所识别的含过氧化物化合物的含量。进一步任选地或另外地，所述数据包括测量值与所鉴定的含过氧化物化合物的含量之间的预定关系。例如，如果这种预定关系包括线性关系，则信号处理器可以基于预定关系通过外推法确定所识别的含过氧化物化合物的含量。

在本文所述的任何实施例的一些中，如本文所述的感测系统还包括另外的感测电极，其被配置成在接触除含过氧化物化合物之外的化合物时产生一电信号。在这些实施例的一些中，附加的感测电极形成另外的电化学电池的一部分。配置这样的系统使得样品被引入其中并接触两个感测电极。因此产生的电信号指示含过氧化物化合物和另一种化合物的存在/不存在和含量(如果存在)。

在一些实施例中，此类感测系统进一步包含如本文所述的信号处理器，其被配置成识别如本文所述的含过氧化物化合物，并识别其他化合物，并且任选地，进一步确定每个样品中被识别的化合物的含量。

在一些实施例中，附加的感测电极是一碳电极，其被修饰以检测另外的化合物。

在一些实施例中，附加的感测电极被配置成检测除了含过氧化物炸药之外的爆炸物，例如含硝基的化合物。

在本文所述的任何实施例的一些中，如本文所述的感测系统包含多个(例如两个、三个或更多个)如本文所述的经修饰的CF微电极，其中至少一部分的CF微电极被修饰以便具有第一官能部分和至少另一部分的CF微电极具有与第一官能部分不同的第二官能部分，其中两个官能部分与本文任何相应实施例中所述的含过氧化物材料相互作用。

在这些实施例的一些中，所述感测系统包括三个、四个或更多个部分的CF微电极，每个微电极具有与本文所述的含过氧化物化合物相互作用的不同官能部分。

在这些实施例的任何一些中，所述感测系统包括多个电化学电池或多个电化学半电池，每个电化学电池或电化学半电池可单独连接到一电源，并且任选地，每个电化学电池或电化学半电池可单独连接到如本文所述的用于测量电化学参数的装置。

在这些实施例的任何一些中，多个测量装置的每一个可以独立地连接到一信号处理器，或者，所有测量装置都连接到同一个信号处理器。

这种感测系统可以为不同的含过氧化物的化合物产生不同的识别指纹区，并且根据本文提供的教示允许使用例如专用数据库，基于这种指纹数据库鉴定含过氧化物化合物。

电化学检测

根据本发明一些实施例的一目的，提供了一种检测一样品中含过氧化物化合物的方法，同时利用本文任何对应实施例中所述的感测电极。

在一些实施例中，如本文所述的方法利用感测电极和电解质溶液，如本文在任何相应实施例中所述。

在一些实施例中，如本文所述的方法利用感测系统，如本文在任何相应实施例中所述。

在一些实施例中，如本文所述的方法没有在进行检测之前对电解质或包含电解质的电池或系统进行脱气的步骤。

在一些实施例中，当检测时电解质中溶解氧的浓度为至少1ppm，及/或高于至少一个数量级时，执行如本文所述的方法。如本文所述，电解质中含过氧化物化合物的浓度低于上述数量级。

在本文中所用术语“检测”、“测定”及其衍生用语和术语“感测”可互换使用，并且是指确定含过氧化物化合物的存在及/或含量程度。

在一些实施例中，如本文所述的方法是以电化学检测含过氧化物化合物的方法。

在一些实施例中，所述方法通过使如本文所述的任何对应实施例中的感测电极与一样品接触，并将一电位施加到感测电极来实现。

在一些实施例中，所述方法还通过在将所述电位施加到感测电极时测量电化学参数来实现，并且在一些实施例中，电化学参数是在感测电极处产生的一电流或者在感测电极处的电流的变化。电化学参数的存在及/或含量程度代表含过氧化物化合物的存在及/或含量程度。

在一些实施例中，感测电极在任何对应实施例中形成如本文所述的电化学电池的一部分，或在任何对应参数中形成如本文所述的感测系统的一部分，并且是如本文所述，使感测电极与样品接触，并通过将样品引入电化学电池或系统来实现。

如本文所述，可以通过一样品入口或通过一泵将所述样品引入电池或系统。

在一些实施例中，通过将所述样品引入电解质溶液来实现将感测电极与样品接触，优选为如本文任何对应实施例中所述的电解质溶液。

在一些实施例中，通过一透气性的感测电极与气体样品接触，例如借助于如本文所述的空气帮浦，实现将感测电极与样品接触。

在一些实施例中，电解质和感测电极形成如本文所述的电化学电池或感测系统的一部分，并且在这些实施例的一些中，所述感测电极接触电解质。

在一些实施例中，所述方法还包括在将样品引入电解质之前或之后使感测电极与电解质接触。

在一些实施例中，在将感测电极与样品接触之后立即执行向所述感测电极施加电位。

在一些实施例中，在将感测电极与引入样品的电解质接触之后立即执行向感测电极施加电位。

在一些实施例中，如本文所述，在电解质中溶解氧的浓度为至少1ppm的同时进行施加电位。

在一些实施例中，感测电极形成如本文所述的电化学电池的一部分，并且通过在感测电极和参考电极之间施加电压来施加电位。

在一些实施例中，所述电位是一变化的电位。

在一些实施例中，通过伏安法实验测量电化学参数。

如本领域中已知的，进行伏安法实验以通过测量对应于施加变化的电位而产生的电流或电流的变化来获得分析物的信息(例如存在、识别及/或含量)。

为了通过恒电位电化学分析获得分析物(例如如本文所述的含过氧化物化合物)的定量测量，应监测用于分析物的还原分解的电子量。在热力学平衡中，电极表面的氧化还原反应性物质的比例可以通过能斯特方程得到：

其中C_O是氧化形式的浓度，C_R是还原形式的浓度，E是电极电位，E⁰是标准电极电位，R是气体常数(8.314J/Kmol)，T是温度(绝对温度)，n是参与氧化还原反应的电子数，F是法拉第常数(96,487库仑)。

整个量测的电流由法拉第电流和非法拉第充电背景电流组成。通过电化学反应获得的法拉第电流表现为根据法拉第定律，这意味着1摩尔的氧化还原活性物质将涉及n×96,487库仑的电荷变化。

通过伏安法实验以最简单的形式检索的信息以I＝f(E)的伏安图获得。

伏安图是电流与电位曲线，用于描述由于施加的电位及其导出的电流而在电极处执行的分析物的电化学反应。根据化学反应的复杂性，它可能具有复杂的多阶梯形状。

在一些实施例中，并且取决于所使用的伏安法的类型，电位连续地或逐步地或以脉冲形式变化。

在一些实施例中，施加到感测电极的电位或变化电位使得允许含过氧化物的化合物的还原分解。

可应用于如本文所述的感测电极的示例性电位范围为0至约-2伏特。

伏安法实验可分为线性扫描伏安法和循环伏安法。

循环伏安法是电化学分析的过程，其中施加的电压是多角形或单三角形。得到的工作电极的电流与线性三角形电位扫描图称为循环伏安图，而工作电极的电流与线性电位扫描图称为线性扫描伏安图。循环伏安法通常是用于确定分析物的还原电位，介质的影响和电化学反应的热力学以及动力学的初步过程。

对应于三角形电位，最初仅包含氧化物质的电化学电池的测量电流逐渐增加至Ep[红色]处的尖峰，随后当与电极表面相邻的大多数物质减少时电流减小。当反转电位的方向时，在相反方向上的电流的逐渐增加在Ep[ox]处的尖峰处结束，其中化学反应朝向氧化形式的相反方向进行。当与电极表面相邻的大多数物质被氧化时，电流减小直到电位反转等。

由于电化学反应位于工作电极和电解质溶液之间的界面处，导致伏安图的尖峰的还原和氧化物质被集中到与电极相邻的窄扩散层。结果，曲线峰值的形状取决于扩散速率。峰值的倾斜度与电极表面上的电活性粒子浓度相关，而急剧下降仅取决于时间，并且由于扩散有限而导致表面附近没有电活性粒子。

为了增加伏安测量的灵敏度，可以以非法拉第背景电流为代价来增加所获得的伏安图中法拉第电流的份额。通过在称为“脉冲伏安法”的技术中应用一系列短持续时间的潜在步骤(每个持续时间为几毫秒)来实现这种改变。在每个潜在步骤结束时，获得两种不同的电流衰减率：尖锐的指数衰减到可忽略的水平是充电电流的特征，而法拉第电流的典型衰减更慢。通过在后一种情况下记录电流信号，更多的信号归因于法拉第电流，而充电电流的贡献可以忽略不计。差分脉冲伏安图是从脉冲切断后获得的电流减去预脉冲电流得到的，相对于施加的电位而绘制。由此对应增加了灵敏度。差分脉冲伏安法技术根据所施加的电位波形的形状和电流采样技术而变化。

除了提高灵敏度外，差分脉冲伏安法还可以根据参与氧化还原反应的电子数分析峰的宽度，检测具有相似氧化还原电位的两种不同分析物。用于差分伏安法测量的示例性值对于电流脉冲幅度为25-50豪伏特，对于扫描速率为5豪伏特/秒，同时还考虑更陡的幅度和更快的扫描速率。

在本文描述的任何实施例的一些中，电位是线性变化电位。

在本文描述的任何实施例的一些中，电位是差分脉冲变化电位。

在本文所述的任何实施例的一些中，变化电位的范围在-2伏特到+1伏特之间，包括其间的任何中间子范围。

在本文所述的任何实施例的一些中，在本文所述的方法中测量的电化学参数是相对于施加电位的导数的电流变化，但是可以预期为任何其他伏安图。

在本文所述的任何实施例的一些中，测量的电化学参数由信号处理器处理，如本文在任何对应的实施例中所述，从而确定样品中一种或多种含有硝基化合物的存在、组成及/或含量。

在本文所述的任何实施例的一些中，从引入样品以接触感测电极到测量电化学参数的时间范围小于2分钟，或小于1分钟，或甚至小于30秒，或小于20秒，或更少。

在本文所述的任何实施例的一些中，所述方法还包括，在将样品与感测电极接触之前(例如在将样品引入电化学电池之前)施加电位，并测量电化学参数，从而测量背景信号。在一些实施例中，在测量由接触传感系统和样品产生的电化学参数时，从测量的电化学参数中减去背景信号。

在本文所述的任何实施例的一些中，所述方法还包括在将样品与感测电极接触之前(例如在将样品引入电化学电池之前)，重复施加电位，持续至少2个连续循环。在一些实施例中，在使样品与感测电极接触之前，施加电位为2至20，或5至20，或5至15，或10个循环。

在一些实施例中，在接触样品之前进行重复施加电位(选择连续循环的次数)，使得金属物质的总摩尔数的至多70摩尔百分比，或至多65摩尔百分比形成金属颗粒的形式，如本文任何相应实施例中所述。

在一些实施例中，在接触样品之前，重复施加电位(选择连续循环的次数)，使得原本为沉积在电极表面上(在施加电位之前)的金属物质的总摩尔数的至多50摩尔百分比或至多40摩尔百分比被转化(转化)成金属颗粒，如本文任何相应实施例中所述。

在一些实施例中，在接触样品之前，重复施加电位(选择连续循环的次数)，使得所述官能部分包含金属的离子和相同金属的颗粒(以元素形式)，如本文任何相应实施例中所述，金属离子和金属颗粒的摩尔比为75:25至25:75，或70:30至30:70。

在一些实施例中，在接触样品之前，重复施加电位(选择连续循环的次数)，使得所述官能部分包含金属的颗粒和相同金属的离子，以及相同金属的氧化物，并且金属的离子与金属的颗粒的摩尔比、或金属的离子与金属颗粒的总量(例如元素金属和金属氧化物的颗粒)的摩尔比、或金属离子与金属氧化物的摩尔比、或元素金属与金属氧化物的摩尔比如本文任何相应实施例中所述。

在一些实施例中，在接触样品之前，重复施加电位(选择连续循环的次数)，使得所述官能部分包含金属的颗粒和相同金属的离子，以及相同金属的氧化物，各自的量均为本文任何相应实施例中所述的量。

在本文所述的任何实施例的一些中，所述方法还包括在测量电化学参数之后，向感测电极施加相反的电位，从而再生所述电极。

在本文所述的任何实施例的一些中，如本文所述的方法在如本文所述的含氧环境中实施。

样品：

如本文所用术语“含过氧化物化合物”来描述包含一种或多种过氧化物[-O-O-]的有机和无机化合物。所述化合物可以由脂族或脂环族或芳族烃基团组成，被一个或多个含过氧化物的基团取代，例如O-OR基团，R是烷基、环烷基、芳基、氢等。烃部分可任选地被一个或多个杂原子中断，例如氮、氧、硫、磷、硅、硼。如本文所述，烃部分可任选地被其他取代基进一步取代。或者，或另外，所述化合物可以由被一个或多个过氧化物基团间隔的烃(例如脂族或脂环族)组成。

含过氧化物的炸药通常是环状化合物，其包括一种或多种中断所述环状烃的过氧化物，并且可任选地被取代及/或包括另外的中断杂原子。实例包括但不限于TATP、HMDT和TMDD。

还考虑了含有线性过氧化物的炸药，以及含有无机过氧化物的化合物或能够产生含过氧化物的化合物的化合物。

本文中所用术语“含过氧化物化合物”或“含过氧化物的材料”不包括过氧化氢。

对于本文所述的任何一个实施例，所述样品包括被怀疑含有含过氧化物的化合物的样品，使得本文所述的系统和方法用于确定任选量的含过氧化物的化合物的存在，并且进一步任选地确定含过氧化物的化合物的特性(例如化学组成)。任选地，已知样品含有含过氧化物的化合物，并且本文所述的方法和系统用于确定样品中含过氧化物的化合物的量及/或特性。

对于本文所述的任何实施例，本文所述的方法和系统可用于鉴定如本文所述的含过氧化物化合物的存在或不存在，并且可有效地用于区分含过氧化物化合物(例如含有过氧化物的爆炸物)的化学相关化合物或化合物混合物(如过氧化氢)。

例如，当怀疑样品中含有作为爆炸物的含过氧化物化合物时，本文所述的方法和系统可用于确定上述化合物是否为含过氧化物化合物或化学相关的非爆炸性化合物，例如过氧化氢。

如本文所用术语“炸药”包括爆炸性材料、爆炸性残余物(例如爆炸时获得的物质)和与爆炸性材料相关的材料(例如用于制备爆炸性材料的原始材料)。

在此，含过氧化物化合物也可互换地称为分析物。

在本文所述的任何实施例的一些中，样品是流体样品，并且可以是液体样品或气体样品。

在本文所述的任何实施例的一些中，样品是空气。

在本文所述的任何实施例的一些中，含过氧化物化合物处于流体状态(例如处于液态或气态)。

如本文所用术语“流体”定义为倾向于流动并符合其容器轮廓的物质。典型的流体包括液体和气体，但也可包括自由流动的固体颗粒。

在本文所述的任何实施例的一些中，含过氧化物化合物处于气态。

“气态”是指至少一部分化合物为蒸气形式。因此，例如化合物在室温下可以是液体或固体，但是，它在某种程度上是挥发性的，使得其一部分在室温下呈气态。或者，在加热含有所述化合物的样品时，所述化合物可以处于这种气态。

如本文所述，由于本文所述的方法和系统可用于检测超痕量的含过氧化物化合物，因此气态化合物的部分可以是超定律，如下文进一步详述。

在本文所述的任何实施例的一些中，所述样品中含过氧化物化合物的浓度低于1微摩尔。

含过氧化物化合物的浓度包括化合物在空气或其他气体样品中的蒸气浓度，以及液体样品中化合物的浓度。

因此，在本文所述的任何实施例的一些中，本文所述的方法和系统可用于检测低挥发性的含过氧化物化合物，而不会在将样品与系统接触之前浓缩样品及/或加热样品。

因此，在本文所述的任何实施例的一些中，本文所述的方法和系统可用于检测具有超低蒸气压的低挥发性含过氧化物化合物，而不会在与所述系统接触之前浓缩样品及/或加热样品。

在本文所述的任何实施例的一些中，所述样品包含两种或更多种含过氧化物化合物。

在本文所述的任何实施例的一些中，所述样品包含一种或多种含过氧化物化合物，以及一种或多种另外的目标化合物(目标化合物或分析物)。

在本文所述的任何实施例的一些中，所述样品包含氧。

如果所述样品是气态样品(例如空气)，则所述样品固有地包含氧气，并且当其溶解在电解质中时，溶解氧也存在于电解质中。

如果所述样品是液体样品，例如海水或来自任何其他水源，则它还包含溶解氧。

可以使用本文所述的方法和系统本身分析如本文所述的样品，无需进一步处理。

预计在本申请成熟的专利期间，将开发许多相关电极和电化学电池配置，并且所用术语电极和电化学电池的范围旨在包括所有这些新技术的前身。

如本文所用的术语“约”是指±10％或±5％。

如本文所用的术语“包括(comprises)”、“包括(comprising)”、“包括(includes)”、“包含(including)”、“具有(having)”及其词形变化是指“包括但不限于”。

如本文所用的术语“由......组成”是指“包括但不限于”。

如本文所用的术语“基本上由......组成”是指组合物、方法或结构可包括额外的成分、步骤及/或部件，但只有当额外的成分、步骤及/或部件实质上不改变所要求保护的组合物、方法或结构的基本特征及新特征。

本文所使用的单数型式“一”、“一个”及“所述”包括复数引用，除非上下文另有明确规定。例如，术语“一化合物”或“至少一种化合物”可以包括多个化合物，包括其混合物。

在整个本申请中，本发明的各种实施例可以以一个范围的型式存在。应当理解，以一范围型式的描述仅仅是因为方便及简洁，不应理解为对本发明范围的硬性限制。因此，应当认为所述的范围描述已经具体公开所有可能的子范围以及该范围内的单一数值。例如，应当认为从1到6的范围描述已经具体公开子范围，例如从1到3，从1到4，从1到5，从2到4，从2到6，从3到6等，以及所数范围内的单一数字，例如1、2、3、4、5及6，此不管范围为何皆适用。

每当在本文中指出数值范围，是指包括所指范围内的任何引用的数字(分数或整数)。术语，第一指示数字及第二指示数字"之间的范围”及第一指示数字"到”第二指示数字"的范围"在本文中可互换，并指包括第一及第二指示数字，及其间的所有分数及整数。

如本文所用的术语「方法(method)」指的是用于完成一特定任务的方式(manner)，手段(means)，技术(technique)和程序(procedures)，包括但不限于，那些方式，手段，技术和程序，其是已知的，或是从已知的方式，手段，技术或程序很容易地被化学，药理，生物，生化及医学领域从业者所开发。

如本文所用的术语“胺”描述-NR’R”基团和-NR'-基团，其中R’和R”各自独立地为氢、烷基、环烷基、芳基，如这些术语在下文中所定义。

因此，胺基可以是一级胺，其中R’和R”两者都是氢、二级胺(其中R’是氢并且R”是烷基，环烷基或芳基)、或者三级胺，其中R’和R”各自独立地是烷基、环烷基或芳基。

可任选地，R’和R”可以各自独立地为羟基烷基、三卤代烷基、环烷基、烯基、炔基、芳基、杂芳基、杂脂环基、胺、卤化物、磺酸盐、亚砜、膦酸盐、羟基、烷氧基、芳氧基、硫羟基、硫代烷氧基、硫代芳氧基、氰基、硝基、偶氮基、磺酰胺、羰基、C-羧酸盐、O-羧酸盐、N-硫代氨基甲酸盐、O-硫代氨基甲酸盐、脲、硫脲、N-氨基甲酸盐、O-氨基甲酸盐、C-酰胺、N-酰胺、脒基、胍和肼。

如本文所用的术语“胺”用于描述-N R’R”基团，其中胺是如下定义的尾端基团，并且在本文中用于描述-NR’-基团，其中胺是一连接基团。

当化学基团在本文中被称为“尾端基团”时，它被解释为通过其一个原子与另一个基团(取代基)连接的取代基。

在本文中，如本文所用的术语“连接基团”描述了通过其两个或多个原子与化合物中的另一部分连接的基团(取代基)。

如本文所用的术语“烷基”描述包括直炼和支链基团的饱和脂族烃。优选地，烷基具有1至20个碳原子。每当一个数值范围-例如“1-20”-被陈述，这指的是所述基团(在这种情况下为烷基)可含有1个碳原子、2个碳原子、3个碳原子…等，最多包括20个碳原子。更优选地，烷基是具有1至10个碳原子的中等大小的烷基。除非另有说明，最优选的烷基是具有1至5个碳原子的低级烷基。烷基可以被取代或未被取代。取代的烷基可以具有一个或多个取代基，其中每个取代基可以独立地为例如羟基烷基、三卤代烷基、环烷基、烯基、炔基、芳基、杂芳基、杂脂环基、胺、卤化物、磺酸盐、亚砜、膦酸盐、羟基、烷氧基、芳氧基、硫羟基、硫代烷氧基、硫代芳氧基、氰基、硝基、偶氮基、磺酰胺、C-羧酸盐、O-羧酸盐、N-硫代氨基甲酸盐、O-硫代氨基甲酸盐、脲、硫脲、N-氨基甲酸盐、O-氨基甲酸盐、C-酰胺、N-酰胺、脒基、胍和肼。

所述烷基可以是尾端基团，在上文中所定义的所述术语，其中它连接于单个相邻原子或连接基团，因为如上文所定义的所述术语，其长链中通过至少两个碳原子连接两个或多个基团。

如本文所用的术语“氨基烷基”在本文中用于描述被胺取代的烷基，如本文所定义。在一些实施例中，胺取代烷基中的末端碳原子。

如本文所用的术语“环烷基”描述了一个或多个环不具有完全共轭π电子系统的一全碳单环或多个稠环(即共享相邻碳原子对的环)基团。实例包括但不限于环己烷、金刚烷、降冰片烷、异冰片基等。环烷基可以被取代或未被取代。取代的环烷基可以具有一个或多个取代基，其中每个取代基可以独立地为例如羟基烷基、三卤代烷基、环烷基、烯基、炔基、芳基、杂芳基、杂脂环基、胺、卤化物、磺酸盐、亚砜、膦酸盐、羟基、烷氧基、芳氧基、硫羟基、硫代烷氧基、硫代芳氧基、氰基、硝基、偶氮基、磺酰胺、C-羧酸盐、O-羧酸盐、N-硫代氨基甲酸盐、O-硫代氨基甲酸盐、脲、硫脲、N-氨基甲酸酯、O-氨基甲酸酯、C-酰胺、N-酰胺、脒基、胍和肼。环烷基可以是尾端基团，因为如上文所定义的所述术语，其中它连接于单个相邻原子或连接基团，如本文所定义，其在两个或更多个位置连接两个或更多个基团。

如本文所用的术语“芳基”描述具有完全共轭π电子系统的全碳单环或稠环多环(即共享相邻碳原子对的环)基团。芳基可以被取代或未被取代。取代的芳基可以具有一个或多个取代基，其中每个取代基可以独立地为例如羟基烷基、三卤代烷基、环烷基、烯基、炔基、芳基、杂芳基、杂脂环基、胺、卤化物、磺酸盐、亚砜、膦酸盐、羟基、烷氧基、芳氧基、硫羟基、硫代烷氧基、硫代芳氧基、氰基、硝基、偶氮基、磺酰胺、C-羧酸盐、O-羧酸盐、N-硫代氨基甲酸盐、O-硫代氨基甲酸盐、脲、硫脲、N-氨基甲酸盐、O-氨基甲酸盐、C-酰胺、N-酰胺、脒基、胍和肼。芳基基团可以是如上文所定义的尾端基团，其中它连接于单个相邻原子或连接基团，如本文所定义的，在其两个或更多个位置连接两个或更多个部分。

如本文所用的术语“杂芳基”描述在环中具有一个或多个原子(例如氮、氧和硫)的单环或稠合环(即共享相邻原子对的环)，另外，具有完全共轭的π电子系统。非限制性地，杂芳基的实例包括吡咯、呋喃、噻吩、咪唑、恶唑、噻唑、吡唑、吡啶、嘧啶、喹啉、异喹啉和嘌呤。杂芳基可以被取代或未被取代。例如羟基烷基、三卤代烷基、环烷基、烯基、炔基、芳基、杂芳基、杂脂环基、胺、卤化物、磺酸盐、亚砜、膦酸盐、羟基、烷氧基、芳氧基、硫羟基、硫代烷氧基、硫代芳氧基、氰基、硝基、偶氮基、磺酰胺、C-羧酸盐、O-羧酸盐、N-硫代氨基甲酸盐、O-硫代氨基甲酸盐、脲、硫脲、O-氨基甲酸盐、N-氨基甲酸盐、C-酰胺、N-酰胺、脒基、胍和肼。杂芳基可以是如上文所定义的尾端基团，其中它连接于单个相邻原子或连接基团，如本文所定义，其在其两个或更多个位置连接两个或更多个基团。代表性的例子是吡啶、吡咯、恶唑、吲哚、嘌呤等。

如本文所用的术语“杂脂环族”描述在(多个)环中具有一个或多个原子，如氮、氧和硫的一单环或稠环基团。所述环也可以具有一个或多个双键。但是，环没有完全共轭π电子系统。代表性的例子是哌啶、哌嗪、四氢呋喃、四氢吡喃、吗啉代、草酰胺等。杂脂环可以被取代或未被取代。例如，羟基烷基、三卤代烷基、环烷基、烯基、炔基、芳基、杂芳基、杂脂环基、胺、卤化物、磺酸盐、亚砜、膦酸盐、羟基、烷氧基、芳氧基、硫羟基、硫代烷氧基、硫代芳氧基、氰基、硝基、偶氮基、磺酰胺、C-羧酸盐、O-羧酸盐、N-硫代氨基甲酸盐、O-硫代氨基甲酸盐、脲、硫脲、O-氨基甲酸盐、N-氨基甲酸盐、C-酰胺、N-酰胺、脒基、胍和肼。杂脂环基团可以是如上文所定义的尾端基团，其中它连接于单个相邻原子或连接基团，如本文所定义的，在其两个或更多个位置连接两个或更多个部分。代表性的实例是哌啶、哌嗪、四氢呋喃、四氢吡喃、吗啉代等。

如本文所用的术语“氧化胺”描述-N(OR')(R”)或-N(OR')-基团，其中R'和R”如本文所定义。所述术语是指-N(OR')(R”)在胺氧化物为末端基团的情况下，如所述短语在上文中定义，并且在胺-肟为末端基团的情况下为-N(OR')-基团，如这个术语在上文中定义。

如本文所用术语“卤化物”和“卤代物”描述氟、氯、溴或碘。

如本文所用术语“卤代烷基”描述瞭如上定义的烷基，其进一步被一个或多个卤素取代。

如本文所用术语“硫酸盐”描述了-O-S(＝O)₂-O R'尾端基团，如在上文中所定义的所述术语，或者-OS(＝O)₂-O-连接基团，如在上文中所定义的所述术语，其中R'如上文所定义。

如本文所用术语“硫代硫酸盐”描述了-O-S(＝S)(＝O)-OR'尾端基团或-O-S(＝S)(＝O)-O-连接基团，如在上文中所定义的所述术语，其中R'如上文所定义。

如本文所用术语“亚硫酸盐”描述了-O-S(＝O)-O-R'尾端基团或OS(＝O)O-基团连接基团，如所述术语在上文中所定义的，其中R'如上文所定义。

如本文所用术语“硫代亚硫酸盐”描述了-O-S(＝S)-OR'尾端基团或-O-S(＝S)-O-连接基团，如所述术语在上文中所定义的，其中R'如上定义。

如本文所用术语“亚磺酸酯”描述了-S(＝O)-OR'端基或-S(＝O)-O-基团连接基团，如所述术语在上文中所定义的，其中R'如上文所定义。

如本文所用术语“亚砜”或“亚磺酰基”描述-S(＝O)R'尾端基团或-S(＝O)-连接基团，如所述术语在上文中所定义的，其中R'如上文所定义。

如本文所用术语“磺酸酯”描述了-S(＝O)₂-R'尾端基团或-S(＝O)₂连接基团，如在上文中所定义的所述术语，其中R'如本文所定义。

如本文所用术语“S-磺酰胺”描述了-S(＝O)₂-N R'R”尾端基团或-S(＝O)₂-NR'-连接基团，如在上文中所定义的所述术语，R'和R”如本文所定义。

如本文所用术语“N-磺酰胺”描述了R'S(＝O)₂-NR”-尾端基团或S(＝O)₂-NR'-连接基团，如在上文中所定义的所述术语，其中R'和R”如本文所定义。

如本文所用术语“二硫化物”是指-S-SR'-尾端基团或-S-S-连接基团，如在上文中所定义的所述术语，其中R'如本文所定义。

如本文所用术语“羰基”或“碳酸盐”描述-C(＝O)-R'尾端基团或-C(＝O)-连接基团，如在上文中所定义的所述术语，其中R'如本文所定义。

如本文所用术语“硫代羰基”描述-C(＝S)-R'尾端基团或-C(＝S)-连接基团，如在上文中所定义的所述术语，其中R'如本文所定义。

如本文所用术语“肟”指的是a＝N-OH尾端基团或a＝N-O-连接基团，如在上文中所定义的所述术语。

如本文所用术语“羟基”指的是-OH基团。

如本文所用术语“烷氧基”指的是如本文所定义的-O-烷基和-O-环烷基两者。

如本文所用术语“芳氧基”指的是如本文所定义的-O-芳基和-O-杂芳基。

如本文所用术语“硫代羟基”指的是-SH基团。

如本文所用术语“硫代烷氧基”指的是如本文所定义的-S-烷基基团和-S-环烷基基团。

如本文所用术语“硫代芳氧基”指的是如本文所定义的-S-芳基和-S-杂芳基。

如本文所用术语“氰基”指的是-C≡N基团。

如本文所用术语“异氰酸酯”指的是-N＝C＝O基团。

如本文所用术语“硝基”指的是-NO₂基团。

如本文所用术语“酰基卤”指的是-(C＝O)R””基团，其中R””是如上所定义的卤化物。

如本文所用术语“偶氮”或“双氮”指的是-N＝NR'尾端基团或-N＝N连接基团，如在上文中所定义的所述术语，R'如上文所定义。

如本文所用术语“C-羧酸盐”指的是-C(＝O)-OR'尾端基团或-C(＝O)-O连接基团，如在上文中所定义的所述术语，其中R'如本文所定义。

如本文所用术语“O-羧酸盐”指的是-OC(＝O)R'尾端基团或-OC(＝O)连接基团，如在上文中所定义的所述术语，其中R'如本文所定义。

如本文所用术语“C-硫代羧酸酯”指的是-C(＝S)-O R'尾端基团或-C(＝S)-O连接基团，如在上文中所定义的所述术语，其中R'如本文所定义。

如本文所用术语“O-硫代羧酸酯”指的是-OC(＝S)R'尾端基团或-OC(＝S)连接基团，如在上文中所定义的所述术语，其中R'如本文所定义。

如本文所用术语“N-氨基甲酸酯”指的是R”OC(＝O)-NR'-尾端基团或OC(＝O)-NR'-连接基团，如在上文中所定义的所述术语，R'和R”如本文所定义。

如本文所用术语“O-氨基甲酸酯”指的是-OC(＝O)-NR'R”尾端基团或-OC(＝O)-NR'连接基团，如在上文中所定义的所述术语，R'和R”如本文所定义。

氨基甲酸酯可以是直链或环状的。当为环状时，R'和碳原子在O-氨基甲酸酯中连接在一起形成一环。或者，R'和O连接在一起形成N-氨基甲酸酯环。环状氨基甲酸酯可以用作连接基团，例如，当形成的环中的原子与另一个基团连接时。

如本文所用术语“O-硫代氨基甲酸盐”指的是-OC(＝S)NR'R”尾端基团或OC(＝S)NR'连接基团，如在上文中所定义的所述术语，R'和R”如本文所定义。

如本文所用术语“N-硫代氨基甲酸盐”指的是R”OC(＝S)NR'-尾端基团或OC(＝S)NR'-连接基团，如在上文中所定义的所述术语，R'和R”如本文所定义。

如本文所用术语“S-二硫代氨基甲酸酯”指的是-SC(＝S)NR'R”尾端基团或SC(＝S)NR'连接基团，如在上文中所定义的所述术语，R'和R”如本文所定义。

如本文所用术语“N-二硫代氨基甲酸酯”指的是R”SC(＝S)NR'-尾端基团或-SC(＝S)NR”'-连接基团，如在上文中所定义的所述术语，R'和R”如本文所定义。

如本文所用术语“脲基”，也称为“脲素”指的是-NR’C(＝O)-NR”R”'尾端基团或NR’C(＝O)-NR”连接基团，如这些术语在上文中所定义，其中R_z和R”如本文所定义，且R”'如本文对R’和R”所定义。

如本文所用术语“硫脲基”，也称为“硫脲”指的是-NR’-C(＝S)-NR”R”'尾端基团或-NR’-C(＝S)-NR”连接基团，其中R’、R”和R”'如本文所定义。

如本文所用术语“C-酰胺”指的是-C(＝O)-NR’R”尾端基团或-C(＝O)-NR’连接基团，如这些术语在上文中所定义，其中R’和R”如本文所定义。

如本文所用术语“N-酰胺”指的是R’C(＝O)-NR”-尾端基团或R’C(＝O)-N-连接基团，如这些术语在上文中所定义，其中R’和R”如本文所定义。

如本文所用术语“脒基”指的是R’R”NC(＝N)-尾端基团或-R’NC(＝N)-连接基团，如这些术语在上文中所定义，其中R’和R”如本文所定义。

如本文所用术语“胍”描述-R’NC(＝N)-NR”R”'尾端基团或-R’NC(＝N)-NR”-连接基团，如这些术语在上文中所定义，其中R’、R”和R”'如本文所定义。

如本文所用术语“肼基”描述了-NR’-NR”R”'尾端基团或-NR’-NR”-连接基团，如这些术语在上文中所定义，R’，R”和R”'如本文所定义。

如本文所用术语“硅烷基”描述SiR'R”R”'端基或SiR'R”-连接基团，因为这些术语如上文所定义，其中R'、R”和R”'中的每一个如本文所定义。

如本文所用术语“硅氧基”描述-Si(OR')R”R”'端基或Si(OR')R”-连接基团，因为这些术语如上文所定义，其中每个R'、R”和R”'的定义如本文所述。

如本文所用术语“硅氮烷”描述-Si(NR'R”)R”'端基或Si(NR'R”)连接基团，因为这些术语如上文所定义，其中R'、R”和R”'各自如本文所定义。

如本文所用术语“硅酸盐”描述O Si(OR')(OR”)(OR”')端基或O Si(OR')(R”)-连接基团，因为这些术语如上文所定义，R'、R”和R”'如本文所定义。

如本文所用术语“酰肼”描述-C(＝O)-NR'NR”R”'端基或-C(＝O)-NR'-NR”连接基团，因为这些术语如上文所定义。其中R'、R”和R”'如本文所定义。

如本文所用术语“硫代酰肼”描述-C(＝S)-NR'N R”R”'端基或-C(＝S)-NR'-NR”连接基团，因为这些术语如上文所定义。其中R'、R”和R”'如本文所定义。

如本文所用术语“亚甲基胺”描述NR'CH₂CH＝CR“R”'端基或NR'CH₂CH＝CR”连接基团，因为这些术语如上文所定义，其中R'、R”和R”'如本文所定义。

应当理解的是，为了清楚起见，在单独的实施例的上下文中描述的本发明的某些特征也可以在单个实施例的组合中提供。相反，为了简洁起见，在单个实施例的上下文中描述的本发明的各种特征也可以单独提供或以任何合适的子组合提供或者在本发明的任何其他描述的实施例中合适提供。在各种实施例的上下文中描述的某些特征不被认为是那些实施例的必要特征，除非所述实施例在没有那些组件的情况下不起作用。

如上所述以及如下面的权利要求部分所要求保护的本发明的各种实施方式和目的将在以下实施例中寻求实验支持。

实施例

现在参考以下实施例，其连同以上描述以非限制的方式说明了本发明的一些实施方式。

材料及实验方法

Spectracarb^TM2050A-1050碳纸微电极，0.18毫米厚，取得自美国的EngineeredFiber Technology。

除非另有说明，否则在所有实验中使用面积为0.35平方厘米的电极样品。

镍箔(厚度0.125毫米，≥99.9％)，四丁基碘化铵(TBA-I≥98.0％，电化学级)，乙腈(99.8％)和乙醇(≥99.5％)购自以色列的Sigma-Aldrich。

苯甲酸银(99％)购自以色列的Sigma-Aldrich。

117溶液得自以色列的Sigma-Aldrich。

六亚甲基四胺(99+％)、四正丁基铵四氟硼酸盐(TBABF₄,99+％，电化学级)、过氧化氢(30％)、无水柠檬酸(99.5+％)、硫酸(95-98％)、苯甲酸银(99％)、丙酮(99.8+％)、乙腈(99.8％)、N，N-二甲基甲酰胺(99.8％)、乙醇(99.5+％)和1,2-二氯乙烷(99.8％)购自以色列的Sigma-Aldrich。

如Oxley等人所述，通过丙酮与30％过氧化氢在硫酸存在下于-20℃下反应合成三丙酮三过氧化物(TATP)，推进器爆裂物火器期刊，27,209-216,2002。

六亚甲基三胺二胺(HMTD)通过六亚甲基四胺与30％过氧化氢在无水柠檬酸存在下于0℃反应获得。

Parafilm PM996购自以色列Alex Red。

所有其他试剂均来自已知供货商。

在所有实验中使用Millipore Mill-Q水(去离子水，18Mega Ohm)。

使用Quanta 200FEG环境扫描电子显微镜进行扫描电子显微镜(SEM)测量。

使用5600多技术系统(PHI，USA)在UHV(2.5×10-10托基础压力)下进行X射线光电子能谱(XPS)测量。用AlKα单色光源(1486.6eV)照射样品，并使用0.8毫米的狭缝孔径通过球形电容分析仪分析结果电子。仅在表面分析样品。他们在测量期间没有充电。

除非另有说明，在所有实验中使用三电极电化学电池(体积3ml)，其中玻璃碳电极作为对向电极，银-氯化银(Ag-AgCl)，用3摩尔氯化钾作为参考电极，用双结盐桥(瑞士万通)和微碳纤维(0.35平方厘米，直径0.18毫米)，或微碳纤维化学修饰电极(0.35平方厘米)使用直径0.18毫米的工作电极。

由微碳纤维纸(0.18×20×5毫米)和镍箔(0.2×25×5毫米)作为集电器(电接触)制备未改性的工作电极；Parafilm进行了与碳接触的微碳纤维的连接和绝缘。在室温下用约2公斤/平方厘米的压力将具有集电器的电极压制30秒。小心地用乙醇洗涤电极，用蒸馏水冲洗并在室温下干燥。

使用Autolab PGSTAT 302N进行线性扫描和循环伏安法。进行的线性扫描伏安法配准的扫描速率为0.1伏特/秒。

实验例1

通过未修饰的CF微电极获得的TATP和过氧化氢还原峰

作为背景参考实验，使用表面积为0.35平方厘米的未改性碳纤维(CF)微电极进行在过氧化氢和溶解氧存在下的过氧化物类的炸药的电化学检测。选择高pH电解质溶液，假设它可能影响过氧化氢的稳定性并且与过氧化物类炸药相比降低过氧化氢的还原电位。所选溶液包含体积比为7：3的具有氢氧化钠的去离子水(pH＝12)与乙腈以及0.1M的TBABF₄的混合物。

以0.1伏特/秒的扫描速率进行线性扫描伏安法定位。

获得的数据如图1所示。黑线代表没有添加TATP的背景实验；红线、蓝线和蓝绿线分别代表添加20、40和60ppm的TATP的背景实验，粉色线代表60ppm TATP和40ppm过氧化氢的背景实验。

如图1所示，高pH条件不会导致两个还原峰的分离，并且未改性电极上的过氧化氢和TATP的还原电位均为约1.35伏特。

实验例2

通过苯甲酸银改性的CF微电极获得的HMTD和过氧化氢还原峰

本发明人设想利用银在过氧化氢分解反应中的催化活性来促进过氧化氢和过氧化物类的爆炸物电流峰的分离。为此，本发明人寻求CF微电极的稳定银改性，并使用苯甲酸银和改性。

通过在电极上倾倒15微升的1％苯甲酸银和1％117在乙醇中进行苯甲酸银对CF微电极的改性，并在40℃下空气干燥或氮气干燥60分钟。由于苯甲酸银的有机金属性质，银有效地吸附到碳微纤维上。

用作涂层交换膜，可防止苯甲酸银从工作电极表面洗涤。

以0.1伏特/秒的扫描速率进行线性扫描伏安法定位，同时使用如本文实施例1中所述的高pH电解质溶液。

获得的数据显示在图2A-2C中。

在图2A中，黑线代表没有添加HMDT的背景实验，而其他线代表在指定浓度下添加HMDT的背景实验。

如图2A所示，获得了出现在-0.8伏特至-0.9伏特之间的过氧化氢电流峰值(出现在-0.4伏特)与HMTD电流峰值的有效分离。观察到HMTD的电流峰值以浓度依赖性方式朝向负电压频谱漂移，表示改性上的一些不稳定性。

图2B显示了基于由绿色箭头标记的HMTD的当前峰值的校准曲线。ΔI＝背景电流-HMTD的电流峰值。可以看出，HMTD的检测以高浓度依赖性进行(R＝0.993)。

图2C显示了加入180ppm HMTD(黑线)以及加入180ppm HMTD和40ppm过氧化氢(红线)后获得的数据。

实验例3

扫描电子显微镜和X射线光电子能谱分析苯甲酸银改性CF微电极

使用二次电子(SE)和背向散射电子(BSE)通过扫描电子显微镜(SEM)分析CF微电极表面。然后使用X射线光电子能谱(XPS)浓度测定碳(C)、氧(O)、银(Ag)、氟(F)、硫(S)的原子浓度。未改性的CF微电极的表面分析示于图3A中。如本文实验例1中所述，苯甲酸银修饰的CF微电极在电解质溶液中以0.1伏特/秒的扫描速率进行一次线性扫描伏安法由0伏特扫描至-1.6伏特后的表面分析示于图3B中。如本文实验例1中所述，苯甲酸银修饰的CF微电极在电解质溶液中以0.1伏特/秒的扫描速率进行100次由0伏特扫描至-1.6伏特的线性扫描伏安法后的表面分析示于图3C中。

首先使用扫描电子显微镜(SEM)通过二次电子(SE)和背向散射电子(BSE)分析未修饰的CF微电极。获得的数据显示在图3A(右图)，并显示CF微电极由具有几微米宽度的粗糙纤维组成，这有助于增加电极的有效表面积。

用苯甲酸银改性后，在从0伏特至-1.6伏特的线性伏安扫描中使用，向电解液中加入TATP，SEM-SE和SEM-BSE图像如图3B右图所示。在碳纤维表面周围以低密度分布形成的银纳米颗粒。

在改性的微碳纤维电极用于100次重复相同的电化学测量之后，图3B中呈现的SEM-SE和SEM-BSE(右图)显示银纳米颗粒在碳纤维表面的量和分布增加。

这些发现表示施加到电极表面的电压导致苯甲酸银的还原和银纳米颗粒的形成，这改变了电极的表面积和化学性质。

在所获得的X射线光电子能谱(XPS)数据中显示了通过电化学测量证明了苯甲酸银的还原。XPS分析表示，经过100次从0伏特到-1.6伏特重复的线性伏安扫描电化学测量后，改性CF微电极表面有机金属(有机银)和氧化银(氧化物银)的原子浓度降低(参见图3C，左图)。由于进行100了次电化学测量，金属银(金属Ag)的原子浓度增加(参见图3C，左图)。

氟(F)和硫(S)的存在表明Nafion成功在电极表面上改性。参见图3B和3C，左图。

X射线晶体学(RXD)分析显示，作为电化学测量的结果，形成的银纳米颗粒的平均尺寸为约40nm(数据未显示)。

实验例4

在溶解氧和过氧化氢存在下检测TATP和HMTD

为了稳定苯甲酸银的改性并获得可再现的过氧化物类炸药的电流峰值，在检测过氧化物类炸药之前，在电解质溶液中连续进行10-15次从0伏特到-1.6伏特的线性伏安法扫描。

在重复15次的线性伏安法扫描之后，在添加HMTD时获得的数据显示在图4A-4C中。在随后重复15次线性伏安法扫描之后，在加入TAPT后获得的数据示于图5A-5C中。

在图4A和图5A中，黑线表示没有添加HMDT或TAPT的背景电解质获得的数据，而其他线表示在指定浓度下添加HMDT或TAPT时获得的数据。

如图4A和图5A所示，出现在约-0.5伏特时有效的将过氧化氢的电流峰值分离出来，并且在相同条件下在约-1.5伏特时有效的将过氧化氢的电流峰值与HMTD的电流峰值分开，而出现在约-1.4伏特时有效的将过氧化氢的电流峰值与TAPT的电流峰值分开。重要的是，没有观察到电流峰值的漂移。过氧化氢电流峰值几乎不影响HMTD和TATP的电流峰值。

图4A和5A中的绿色箭头分别表示用于图4B和5B中所示的校准曲线的电流峰值。ΔI＝背景电流-HMTD的电流峰值。

可以看出，两种过氧化物类爆炸物的检测都是以高浓度依赖性(R＝0.997)进行的，并且可以通过峰值的特征形状来区分。

图4C显示加入150ppm HMTD(黑线)以及加入150ppm HMTD与40ppm过氧化氢(红线)后获得的数据。

图5C显示加入180ppm TATP(黑线)以及加入150ppm TATP与30ppm过氧化氢(红线)后获得的数据。

单一样品的分析花费了16秒，因此满足了爆炸物的现场感测条件的需求。

这些数据表示，稳定的银纳米颗粒微碳纤维电极的使用是在过氧化氢和溶解氧存在下检测过氧化物类爆炸物的有效方法。所述改性方式的催化能力使得能够在线性扫描伏安法的单个测量循环中执行过氧化物类爆炸物与过氧化氢和氧气峰值的电流峰值分离，而无需使用耗时的预处理步骤。整个测量持续约10秒。电流峰值的形状及其电压可用于区分不同的过氧化物类的炸药，从而为检测方法增加多重能力。使用线性扫描伏安法的过氧化物类炸药的检测极限可为约0.25ppm。为了进一步改善检测极限，可以应用差分脉冲伏安法。

因此，微纳米纤维电极的银纳米颗粒化学改性能够实现实时、无标签、低成本、稳定、具选择性和具灵敏度地直接检测过氧化物类爆炸物，如TATP和HMTD，在亚ppm级浓度下不需使用预处理步骤的情况下，从而结合简单性和快速采样率。

实验例5

TATP的气相检测

EmStat系统用于线性扫描方案中的伏安法定位。进行的线性扫描伏安法定位的扫描速率为0.1伏特/秒。

一现有的三电极电池(体积3毫升)其中使用玻璃碳电极作为双电极，具有3摩尔氯化钾的银-氯化银(Ag-AgCl)作为参考电极，其具有使用双结盐桥(Metrohm)和微碳纤维(0.35平方厘米，厚度0.18毫米)或微碳纤维化学改性电极(0.35平方厘米，厚度0.18毫米)作为工作电极。背景溶液含有氢氧化钠的去离子水(pH＝12)与乙腈的体积比为7：3混合，以及0.1M四正丁基铵四氟硼酸盐的混合物。

使用苯甲酸银对微碳纤维电极的改性为通过在电极表面上滴加在乙醇中的15微升的1％苯甲酸银和1％117并在40℃下空气干燥60分钟来进行。

将TATP(如本文所述制备)形成10毫克的乙醇溶液吸附到滤纸上。在测量之前将浸泡的纸置于封闭的盒子中约1小时以实现TATP蒸汽饱和。

然后通过空气帮浦泵送蒸汽，通过一管体连接测试电极和帮浦来泵送TATP蒸汽(在泵送时蒸汽与电极接触的配置)。

所获得的数据显示在图7中，并清楚地显示了不同信号的检测。

虽然本发明结合其具体实施例而被描述，显而易见的是，许多替代、修改及变化对于那些本领域的技术人员将是显而易见的。因此，其意在包括落入所附权利要求书的范围内的所有替代、修改及变化。

在本说明书中提及的所有出版物、专利及专利申请以其整体在此通过引用并入本说明书中。其程度如同各单独的出版物、专利或专利申请被具体及单独地指明而通过引用并入本文中。此外，所引用的或指出的任何参考文献不应被解释为承认这些参考文献可作为本发明的现有技术。本申请中标题部分在本文中用于使本说明书容易理解，而不应被解释为必要的限制。

Claims

1.一种感测电极，其特征在于：所述感测电极包括：一碳电极；以及至少部分与所述电极的一表面连接的一官能部分，所述官能部分包括至少一种促进过氧化氢分解的金属物质。

2.如权利要求1所述的电极，其特征在于：所述碳电极是一碳纤维电极。

3.如权利要求1或2所述的电极，其特征在于：所述电极是一碳纤维微电极。

4.如权利要求1至3中任一项所述的电极，其特征在于：所述电极是一碳纸微电极。

5.如权利要求1至4中任一项所述的电极，其特征在于：所述电极具透气性。

6.如权利要求1至5中任一项所述的电极，其特征在于：所述金属物质选自元素金属、金属氧化物、金属离子以及任何前述物质的一有机金属复合物。

7.如权利要求1至5中任一项所述的电极，其特征在于：所述金属物质选自元素金属、金属氧化物以及金属离子。

8.如权利要求1至5中任一项所述的电极，其特征在于：所述官能部分包括金属离子。

9.如权利要求1至8中任一项所述的电极，其特征在于：所述金属离子经过还原从而在施加约-0.05伏特至约2伏特的一范围间的一电位时提供多个金属颗粒。

10.如权利要求8或9所述的电极，其特征在于：所述官能部分更包括所述金属的多个颗粒。

11.如权利要求10所述的电极，其特征在于：所述金属的多个所述颗粒的一数量小于所述官能部分中所述金属的总摩尔数的70摩尔百分比或小于65摩尔百分比。

12.如权利要求10所述的电极，其特征在于：所述金属离子与所述金属的多个所述颗粒的一摩尔比为70:30至30:70。

13.如权利要求1至12中任一项所述的电极，其特征在于：所述金属为银。

14.如权利要求1至13中任一项所述的电极，其特征在于：所述官能部分包含至少一种金属物质，所述金属物质具有与其连接的一有机部分。

15.如权利要求14所述的电极，其特征在于：所述至少一种具有与其连接的一有机部分的金属物质是所述金属的一有机盐，所述所述金属的有机盐包括一金属离子和一有机阴离子。

16.如权利要求15所述的电极，其特征在于：所述金属为银，并且所述金属的有机盐是苯甲酸银。

17.如权利要求1至16中任一项所述的电极，其特征在于：所述电极还包括被吸附到所述表面的一离子可透过的材料。

18.如权利要求17所述的电极，其特征在于：所述离子可透过的材料包括一聚合物膜。

19.如权利要求18所述的电极，其特征在于：所述电极包括：所述金属的一有机盐；以及吸附到所述表面的所述聚合物膜。

20.如权利要求1至19中任一项所述的电极，其特征在于：所述电极可用于确定一样品中一含过氧化物的化合物的存在及/或含量程度。

21.一种感测系统，其特征在于：所述感测系统包括如权利要求1至20中任一项所述的感测电极，所述感测电极可连接到一电源。

22.如权利要求21所述的感测系统，其特征在于：所述感测电极形成一电化学电池的一部分。

23.如权利要求21或22所述的系统，其特征在于：所述系统在使所述感测电极与一电解质液接触时是可运作的。

24.如权利要求21至23中任一项所述的系统，其特征在于：所述电化学电池还包含一电解质液，并且其中所述感测电极的至少一部分接触所述电解质液。

25.如权利要求23至24中任一项所述的系统，其特征在于：所述电解质液具有碱性pH。

26.如权利要求23至25中任一项所述的系统，其特征在于：所述电解质液包括一含水溶剂和一有机溶剂的一混合物。

27.如权利要求23至26中任一项所述的系统，其特征在于：所述电解质液包含季铵盐。

28.如权利要求21至27中任一项所述的系统，其特征在于：所述系统更包括用于将一样品引入所述电化学电池的一装置。

29.如权利要求21至28中任一项所述的系统，其特征在于：在将所述系统与一样品接触之前，所述系统不具有用于对所述电化学电池进行除气的一装置。

30.如权利要求21至29中任一项所述的系统，其特征在于：所述电化学电池更包括一电源用以与所述感测电极电性连接。

31.如权利要求21至30中任一项所述的系统，其特征在于：所述系统更包括一装置用于测量所述感测电极的一电化学参数。

32.如权利要求21至31中任一项所述的系统，其特征在于：所述系统被配置成使得在施加一电位时，所述金属物质的一部分是呈金属颗粒的一形式，所述部分不超过所述金属物质的总量的70摩尔百分比。

33.如权利要求21至32中任一项所述的系统，其特征在于：所述官能部分包含多个金属离子，并且其中在施加一电位时，一部分所述金属离子转化为所述金属颗粒，所述部分不超过所述金属离子的量的50摩尔百分比。

34.如权利要求21至31中任一项所述的系统，其特征在于：所述官能部分包含一金属的多个颗粒和所述金属的离子，所述系统被配置为使得在施加一电位时，所述金属的所述离子与所述金属的所述颗粒的摩尔比为75:25至25:75。

35.如权利要求21至32中任一项所述的系统，其特征在于：所述电化学电池被配置成使得当具有一含过氧化物化合物的一样品与所述感测电极接触时，对应于向所述感测电极施加的电位而产生的一电化学参数的存在及/或含量程度用以代表所述含过氧化物化合物的存在及/或含量程度。

36.如权利要求35所述的系统，其特征在于：所述系统还包含一数据处理器，所述数据处理器还被配置为确定一样品中所述含过氧化物化合物的一含量程度，所述确定是使用下列中的至少一种来进行的：(i)储存在一计算器可读取介质上的一校准曲线；(ii)存储在一计算器可读取介质上的一查找表；以及(iii)由所述含过氧化物化合物产生的电流及所述含量程度之间的一预定关系。

37.一种检测一样品中一含过氧化物化合物的方法，其特征在于：所述方法包括：

将所述样品与如权利要求1至20中任一项所述的一感测电极接触；

向所述感测电极施加一电位；以及

38.如权利要求37所述的方法，其特征在于：所述电化学参数包括在所述感测电极处产生的一电流，其中所述电流的存在及/或程度用以代表所述含过氧化物化合物的存在及/或含量程度。

39.如权利要求37或38所述的方法，其特征在于：所述方法不对所述系统进行除气。

40.如权利要求37至39中任一项所述的方法，其特征在于：所述样品是一流体样品。

41.如权利要求37至40中任一项所述的方法，其特征在于：所述样品包含氧气。

42.如权利要求37至41中任一项所述的方法，其特征在于：所述方法进一步包括：在引入所述样品之前，重复施加所述电位至少连续5次。

43.如权利要求42所述的方法，其特征在于：重复施加所述电位，使得一部分所述金属物质转化为多个金属颗粒，所述部分不超过所述金属物质的总量的50摩尔百分比。

44.如权利要求42或43所述的方法，其特征在于：重复施加所述电位，使得所述电极包含不超过所述官能部分中所述金属的总量的70摩尔百分比的金属物质，所述金属物质是多个金属颗粒。

45.如权利要求42或43所述的方法，其特征在于：所述官能部分包含一金属的多个颗粒和所述金属的离子，并且其中所述重复施加所述电位使得所述离子与所述颗粒的摩尔比为75:25至25:75。

46.如权利要求20所述的电极、如权利要求35或36所述的系统、或如权利要求35至45中任一项所述的方法，其特征在于：所述含过氧化物化合物是一含过氧化物的炸药。

47.如权利要求46所述的电极、系统或方法，其特征在于：所述炸药选自TATP、HMDT以及TMDD。

48.如权利要求46或47所述的电极、系统或方法，其特征在于：所述样品还包含过氧化氢。