DE3729681A1

DE3729681A1 - Verfahren zur herstellung von ionen- und stoffselektiven glaselektroden

Info

Publication number: DE3729681A1
Application number: DE19873729681
Authority: DE
Inventors: Alvaro Prof Dr Affonso
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1987-09-04
Filing date: 1987-09-04
Publication date: 1989-03-23

Description

Ionenselektive Elektroden gewinnen heute mehr und mehr Aufmerk samkeit. Je nach dem verwendeten ionenseitigen Material, kann man Festkörpermembranelektroden und Flüssigmembranelek troden unterscheiden. Festkörpermembranelektroden lassen sich noch weiter unterscheiden in Glasmembranelektroden, Kristallmembranelektroden, und homogene oder heterogene Niederschlagsmembranelektroden. Es gibt eine Reihe von Patenten und hervorragende Literatur über ionenselektive Elektroden (z. B. Karl Camman "Das Arbeiten mit ionenselektiven Elektroden", Springer Verlag 1977).

In allen bisher bekannten Festkörpermembranelektroden wird das Spannungspotential der Membran mit Hilfe einer Bezugselektrode direkt gemessen. Die Messung wird von einer Reihe von Faktoren beeinflußt und die Stabilität und Reproduzierbarkeit der Werte sind schwer zu erzielen. Die pH-Glaselektrode liefert dagegen sehr stabile Spannungspotentiale.

In der vorliegenden Erfindung wurde die gesamte, pH-empfindliche Oberfläche einer pH-Glaselektrode, mit einer Schicht eines Polymers überzogen. Solange die Schicht keine Reagenzien enthält die mit Ionen, in der zu messenden Lösung, ein Spannungspotential zeigen, ist die Elektrode unempfindlich zu pH-Änderungen. Sobald die Polymermatrix bekannte Reagenzien enthält, wie z. B. Tri-octyl- Tetramethylammoniumnitrat, zeigt die Elektrode Spannungs potentiale wie eine bekannte Nitratchloridempfindliche Festkörpermembranelektrode. Die Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, durch ein einfach auszuführendes Verfahren, Ionen oder stoffselektive Elektroden herzustellen, welche ausgezeichnete, stabile und sehr reproduzierbare Meßwerte aufweisen. Ein anderes bedeutendes Merkmal des Verfahrens ist die Eintragung des spezifischen Reagenzien auf die Polymermatrix. Für diesen Vorgang ist es erforderlich, die Permeabilität der der Polymerschicht zu erhöhen. Das geschieht durch Verwendung von Lösungsmittelmischungen, welche nach Austreibung aus der Polymer schicht die Permeabilität beeinflussen.

Die so präparierte Polymerschicht wird dann in eine Lösung der gewünschten spezifischen Reagenzien eingetaucht. Nach einiger Zeit diffundieren die Reagenzien in die Polymermatrix. Zum Schluß wird eine dünne Versiegelungsschicht mit der Polymerlösung aufgetragen. Die beschichtete Glaselektrode wird in Warmluft getrocknet. Es ist möglich, durch die Verwendung von Methyltrioctyl Ammoniumchlorid, eine Reihe von ionenselektiven Elektroden herzustellen. Ferner, durch Verwendung von Anti-Seren - gelöst in geeigneten oberflächenaktiven Lösungsmittel vermittlern - kann man die Anti-Seren auf die Polymermatrix fixieren. Solche Elektroden zeigen Spannungspotentiale, wenn man sie in zutreffende Seren eintaucht. In der gleichen Weise werden Enzyme fixiert. Epoxykunststoffe mit aktiven Gruppen sind auch geeignet.

Beispiel Herstellung einer nitratempfindlichen Elektrode

1. Celluloseacetat (1 g) wird in 1 ml Aceton gelöst. Dazu fügt man 3 ml Methylacetat.
2. Dann taucht man die Glaselektrodenkugel einer pH-Elektroden- Meßkette in die hochviskose Lösung von Celluloseacetat und entfernt die Elektrode langsam aus der Lösung. Eine gleich mäßige Polymerschicht wird an der Glaselektrode gebildet. Die Schicht wird in einem Warmluftstrom getrocknet.
3. Die beschichtete Glaselektrode wird dann für 30 Min. in eine 1 ml Octanol-Lösung von Tricaprylmethylammoniumnitrat (300 mg) eingetaucht. Danach wird die beschichtete Elektrode von Octanol befreit (durch einen Warmluftstrom).
4. Die so präparierte Glaselektrode wird dann in eine Lösung von 100 mg Safranin in 5 ml Äthanol eingetaucht und zwar für ca. 1 Min. Danach wird die Elektrode im warmen Luftstrom getrocknet. Schließlich wird eine Versiegelungsschicht einer Celluloseacetatlösung (siehe Punkt 1) auf die Elektrode aufgetragen. Nach Trocknung im Warmluftstrom ist die Elektrode fertig.
Die Elektrode reagiert empfindlich auf Nitrat, mit sehr geringen Störungen durch Chlorid-, Nitrit- und Sulfat- Ionen.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung von Ionen/stoffselektiven Elektroden, dadurch gekennzeichnet, daß die gesamte pH-empfindliche Ober fläche einer gewöhnlichen pH-Glaselektrode mit eingebauter oder getrennter Bezugselektrode, durch eine Polymermatrix schicht überzogen wird. Die Matrix enthält bekannte, spezifische Reagenzien, welche Spannungspotentiale zeigen, wenn sie in Kontakt mit Lösungen von entsprechenden Ionen oder Stoffen kommen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man zum Überziehen der Oberfläche der Glaselektrode, hoch viskose Lösungen von Cellulose Acetat, Polyvinyl Chlorid oder andere Kunststoffe der Polyestergruppe, Polyamidgruppe, Epoxy und Polyurethangruppe in geeigneten Lösungsmittelmischungen, benutzt. Nach Austreiben des Lösungsmittels aus der aufge tragenen Schicht, wird die Permeabilität der Polymermatrix zu bekannten spezifischen Reagenzien erhöht. Eine Fixierung der Reagenzien auf die Polymermatrix ist dadurch möglich.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die geeigneten Lösungsmittel aus aliphatischen oder aromatischen Ketonen oder Estern, mit oder ohne Zusatz von kleinen Mengen aliphatischer oder aromatischer Alkohole sowie oberflächen aktiven Eiweißlösungsvermittlern bestehen.

4. Verfahren nach Anspruch 1, 2, 3, dadurch gekennzeichnet, daß man Mischungen des Farbstoffs Safranin oder strukturähnliche Farbstoffe mit Quaternärammonium-Verbindungen als spezifische Reagenzien verwendet. Ferner, daß man Anti-Seren oder Enzyme als stoffselektive Reagenzien verwendet.