RU2166752C1 - Электрохимический датчик - Google Patents
Электрохимический датчик Download PDFInfo
- Publication number
- RU2166752C1 RU2166752C1 RU99119510/28A RU99119510A RU2166752C1 RU 2166752 C1 RU2166752 C1 RU 2166752C1 RU 99119510/28 A RU99119510/28 A RU 99119510/28A RU 99119510 A RU99119510 A RU 99119510A RU 2166752 C1 RU2166752 C1 RU 2166752C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- electrode
- electrochemical
- analysis
- sensor
- sample preparation
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
- G01N27/403—Cells and electrode assemblies
Abstract
Использование: в электрохимических измерениях, в частности для электрохимического анализа состава раствора. Электрохимический датчик состоит из камеры в виде стакана, на дне которого в одной плоскости лежат четыре электрода - измерительный рабочий электрод, электрод сравнения, вспомогательный электрод и электрод пробоподготовки. Техническим результатом изобретения является повышение точности и чувствительности анализа за счет снижения предела обнаружения и расширение спектра анализируемых веществ, а также снижение стоимости и размеров датчика. 2 ил.
Description
Изобретение относится к области электрохимических измерений, в частности к электрохимическому анализу состава раствора.
Известен электрохимический датчик, содержащий рабочий электрод в виде серебряного диска, покрытого ртутной пленкой, и вспомогательный электрод в виде платинового диска, расположенного параллельно рабочему электроду [Выдра Ф. , Штулик К., Юлакова Э. Инверсионная вольтамперометрия. М.: Мир, 1980]. Недостатком такого датчика является использование дорогостоящих металлов и ограниченная возможность определения элементов, обусловленная низким перенапряжением водорода, электрохимическим растворением металла и пассивацией поверхности.
Известен электрохимический датчик, включающий камеру с расположенными в ней рабочим электродом, электродом сравнения и вспомогательным электродом [патент РФ N 2097754б, G 01 N 27/28, 1997].
К недостаткам этого датчика следует отнести низкую точность измерения и высокий предел обнаружения элементов.
Наиболее близким техническим решением является электрохимический датчик, имеющий три электрода, выполненных в виде нанесенных на подложку трех многослойных дорожек.
Первым слоем служит серебросодержащая электропроводная паста, один конец дорожек является электрическим контактом, вторым слоем из электропроводных графитовых чернил покрывают в рабочей области две дорожки из трех, затем на область между рабочей и контактной зонами дорожек наносят слой изолирующих чернил, и, наконец, на средний (рабочий) электрод наносят слой водных чернил, состоящих из соединений ртути и раствора подходящего полимера с разными добавками, которые могут уменьшать влияние компонентов пробы на электрохимические процессы, протекающие на поверхности электрода. В этом слое могут быть распределены денатураты, проходя через которые по пути к поверхности электрода удаляются мешающие электродному процессу вещества. Такой электрохимический датчик может помещаться в емкость (трубку) с анализируемым раствором или полностью покрываться каплей образца [заявка PCT N WO 94/28405, G 01 N 27/42, 08.12.94]. Это устройство предполагает сложный процесс модифицирования рабочего электрода путем многослойного нанесения на него различных реактивов: слоя водорастворимого полимера (латекса) с солью ртути и нерастворимыми неэлектроактивными частицами (оксиды алюминия или титана, тальк), слоя полимера с денатуратами, слоя с секвестирующими реагентами, энзимами и др. По мнению авторов, во время диффузии пробы сквозь слои, покрывающие электрод, происходит разделение компонентов пробы. Однако при анализе таких объектов, как кровь, применяется дополнительное введение в пробу веществ, способствующих денатурации, например гуанидин гидрохлорид. При этом дополнительное введение различных реактивов на поверхность рабочего электрода или в объем анализируемой пробы привносит погрешность в результаты анализа, так как при этом есть вероятность загрязнения. Это устройство не содержит элементов, позволяющих проводить равномерное перемешивание раствора для повышения точности и чувствительности анализа. Это устройство предназначено для анализа состава растворов по градуировочному графику. Но для анализа реальных проб необходимо введение добавок для исключения влияния матрицы и для получения более точных результатов. Использование в качестве измерительного датчика данной трехэлектродной системы со сложно модифицированным рабочим электродом не дает точных результатов анализа, потому что в отсутствии перемешивания градиент диффузии определяемых ионов уменьшается во времени, что уменьшает эффективность накопления и снижает чувствительность определения.
Изобретение направлено на повышение точности и чувствительности анализа за счет снижения предела обнаружения и расширение спектра анализируемых веществ, а также на снижение стоимости и размеров датчика.
Данная техническая задача достигается тем, что датчик снабжен электродом пробоподготовки, расположенным в камере, которая выполнена в форме цилиндрического стакана. Электроды расположены на дне стакана в одной плоскости, причем электрод пробоподготовки может находиться, например, в центре дна, а вспомогательный электрод может размещаться концентрически по отношению к электроду пробоподготовки и проходит по периферии дна стакана. Датчик может быть оснащен перемешивающим устройством.
Существенно то, что устройство включает четыре электрода, находящиеся в одной плоскости.
Указанные отличительные признаки существенны.
Введение четвертого электрода обеспечивает проведение подготовки пробы к анализу в камере датчика. На электроде пробоподготовки происходит окисление органических соединений в результате электрохимических реакций. Одновременно, на вспомогательном электроде происходит восстановление избытка окислителя. Эти реакции проходят наиболее полно, если электроды пробоподготовки и вспомогательный имеют примерно одинаковые, максимально возможные для данной ячейки площади поверхности. Полноте реакций и снижению предела обнаружения способствует перемешивание пробы в процессе анализа. Форма камеры в виде цилиндрического стакана также обеспечивает низкий предел обнаружения и воспроизводимость результатов, так как данная форма при указанном расположении электродов обеспечивает наибольшую равномерность плотности тока и отсутствие застойных зон.
На фиг. 1 представлен общий вид датчика в аксонометрической проекции.
На фиг. 2 - электрохимический датчик, вид сверху.
Датчик содержит изготовленную из электроизоляционного материала подложку 1, на которой расположены в одной плоскости электрод пробоподготовки 2, электрод сравнения 3, вспомогательный электрод 4 и рабочий измерительный электрод 5.
К подложке 1 прикреплен одним торцом полый цилиндр, образуя с подложкой 1 камеру в виде стакана 6, имеющего дно 7. В центре дна размещен электрод пробоподготовки 2, а коаксиально ему расположен вспомогательный электрод 4, проходящий по периферии дна 7 стакана 6. Электроды соединены с электропроводниками 8. Электрод сравнения 3 выполнен из серебросодержащей пасты, а остальные электроды из углесодержащих материалов.
Электрохимический датчик работает следующим образом.
Стакан 6 промывается бидистиллированной водой, соединяется с магнитной мешалкой, затем заполняется рабочим фоном. В случае анализа природных вод, когда не требуется жесткий режим пробоподготовки, фон может находиться в камере в сухом виде, тогда надо только добавить анализируемую пробу. Включается мешалка, после этого начинается процесс формирования поверхности рабочего электрода, затем процесс электрохимической подготовки пробы, во время которой задействованными являются электроды 2 и 4, а электрод 5 держится при потенциале, достаточном для поддержания его поверхности в рабочем состоянии. Для легкого разрушения органических веществ через раствор пропускается ток плотностью примерно 5 мА/см2 в течение примерно 90 с. В случае, если необходимо жесткое разрушение органической матрицы, через раствор пропускается ток в течение более длительного времени. Для анализа таких объектов, как питьевые и природные воды, не требующих разрушения органических веществ, датчик может применяться без подключения электрода пробоподготовки 2. Затем следует вольтамперометрический анализ состава пробы на содержание металлов Cu, Pb и Cd и других по определенной программе. После анализа измерительная камера тщательно промывается и может быть использована для дальнейших измерений в анализе любых проб в течение рабочего дня. Датчик может использоваться как разовый, поскольку он прост по конструкции и дешев в производстве.
Использование предлагаемого датчика для электрохимического анализа обеспечивает по сравнению с существующим устройством следующие преимущества.
Использование перемешивания позволяет интенсифицировать процесс электрохимической пробоподготовки и накопления определенного вещества на поверхности электрода, снизить предел обнаружения и улучшить воспроизводимость результатов.
Конструктивное решение измерительной камеры в виде стакана позволяет сделать процесс изготовления датчика более технологичным и устраняет застойные зоны в камере. Кроме того, небольшой объем анализируемой пробы дает возможность проведения полной электрохимической пробоподготовки и применения метода стандартных добавок, исключая большие расходы реактивов и пробы.
Размещение электродов в одной плоскости упрощает изготовление датчика, так как позволяет использовать толстопленочную технологию нанесения слоев.
Использование четырехэлектродной схемы с электродом пробоподготовки большой площади позволяет проводить разрушение органической матрицы без применения отдельной емкости и специального оборудования. Таким образом, в предложенном датчике разрушение мешающих анализу органических веществ происходит не за счет введения в раствор или на поверхность рабочего электрода дополнительных химических реактивов и длительных химических процедур, а при пропускании через раствор электрического тока, т.е. анализ строится как трехступенчатый процесс: формирование поверхности рабочего электрода, электрохимическая подготовка анализируемой пробы и анализ по определенной методике.
Claims (1)
- Электрохимический датчик, включающий камеру с расположенными в ней рабочим электродом, электродом сравнения и вспомогательным электродом, отличающийся тем, что он снабжен расположенным в камере электродом пробоподготовки, причем камера выполнена в форме цилиндрического стакана, а электроды расположены на его дне в одной плоскости.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU99119510/28A RU2166752C1 (ru) | 1999-09-07 | 1999-09-07 | Электрохимический датчик |
PCT/RU2000/000198 WO2001018536A1 (fr) | 1999-09-07 | 2000-06-08 | Capteur electrochimique |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU99119510/28A RU2166752C1 (ru) | 1999-09-07 | 1999-09-07 | Электрохимический датчик |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2166752C1 true RU2166752C1 (ru) | 2001-05-10 |
Family
ID=20224811
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU99119510/28A RU2166752C1 (ru) | 1999-09-07 | 1999-09-07 | Электрохимический датчик |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2166752C1 (ru) |
WO (1) | WO2001018536A1 (ru) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
MX2022002362A (es) | 2019-08-30 | 2022-04-06 | Sumitomo Pharma Co Ltd | Derivado de 2-aminoquinazolinona. |
US20220340553A1 (en) | 2020-04-24 | 2022-10-27 | Sumito Pharma Co., Ltd. | 2-heteroaryl aminoquinazolinone derivative |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU568599A1 (ru) * | 1973-02-09 | 1977-08-15 | Институт химии Уральского научного центра АН СССР | Кювета дл измерени сопротивлени провод щих жидкостей |
GB2064126A (en) * | 1979-11-22 | 1981-06-10 | Philips Electronic Associated | Method of making humidity sensors |
RU2069360C1 (ru) * | 1993-04-02 | 1996-11-20 | Товарищество с ограниченной ответственностью Научно-производственного внедренческого предприятия "Ива" | Устройство для вольтамперометрического анализа и аналитическая ячейка для него |
GB9311035D0 (en) * | 1993-05-28 | 1993-07-14 | Environmental Med Prod | Electrochemical metal analysis |
RU2097754C1 (ru) * | 1995-05-25 | 1997-11-27 | Уральский государственный экономический университет | Устройство для электрохимических измерений (варианты) |
-
1999
- 1999-09-07 RU RU99119510/28A patent/RU2166752C1/ru not_active IP Right Cessation
-
2000
- 2000-06-08 WO PCT/RU2000/000198 patent/WO2001018536A1/ru active Application Filing
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2001018536A8 (fr) | 2001-09-13 |
WO2001018536A1 (fr) | 2001-03-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4571292A (en) | Apparatus for electrochemical measurements | |
JP4814952B2 (ja) | 血液試料のヘマトクリット値の測定方法、血液試料中の分析物の濃度の測定方法、センサチップおよびセンサユニット | |
Hutton et al. | Validation of bismuth film electrode for determination of cobalt and cadmium in soil extracts using ICP–MS | |
Jacobs | Anodic Stripping Voltammetry of Gold and Silver with Carbon Paste Electrodes. | |
JPH05503580A (ja) | 外部基準電極を有するポラログラフィー化学センサー | |
WO2011100253A2 (en) | Carbon quantifying apparatus and method | |
Shamsipur et al. | Adsorptive stripping voltammetric determination of ketoconazole in pharmaceutical preparations and urine using carbon paste electrodes | |
Rico et al. | A novel cell design for the improved stripping voltammetric detection of Zn (II), Cd (II), and Pb (II) on commercial screen-printed strips by bismuth codeposition in stirred solutions | |
US8702957B2 (en) | Electrochemical detection of silica species | |
CA2141313C (en) | Electrochemical metal analysis | |
Aydar et al. | A nano-sepiolite clay electrochemical sensor for the rapid electro–catalytic detection of hydroquinone in cosmetic products | |
Feldman et al. | Electrochemical determination of low blood lead concentrations with a disposable carbon microarray electrode | |
RU2166752C1 (ru) | Электрохимический датчик | |
EP0712492B1 (en) | Fuel cells | |
Knoll et al. | Microfibre matrix-supported ion-selective PVC membranes | |
AU692830B2 (en) | Detection of lead in blood | |
Jagner et al. | Simplified stripping potentiometry methodology: Application to the determination of lead in wine | |
US5736029A (en) | Amperometric dual-electrode sensors | |
US7144488B2 (en) | Electrode, electrochemical cell, and method for analysis of electroplating baths | |
EP0969281A2 (en) | The use of screen-printed electrodes in the electrochemical analysis of electroactive species | |
Nikolelis et al. | A Minisensor for the Rapid Screening of Acesulfame‐K, Cyclamate, and Saccharin Based on Surface‐Stabilized Bilayer Lipid Membranes | |
Hussien et al. | Highly-stable miniaturized Pt-Nanostructures/Pt Coated wire ion selective electrode for fluoxetine HCl | |
AU2001246959A1 (en) | Method and system for measuring active animal glue concentration in industrial electrolytes | |
KR100385168B1 (ko) | 염분 센서 및 염분 센서 장착 기구 | |
JPS61176846A (ja) | イオン濃度測定方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20040908 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20090908 |