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眾多研究領(lǐng)域,如環(huán)境監(jiān)測、生物研究或廢水研究,能夠檢測或定量測量一氧化氮。
中國專利公告號CN215179985U公開了一種一氧化氮檢測儀,包括:氣體收集模塊,設(shè)有歸零氣路和檢測呼出氣體一氧化氮的檢測氣路;氣體處理模塊,用以穩(wěn)定流速、干燥及去除干擾氣體;一氧化氮檢測模塊,由三個電化學(xué)一氧化氮傳感器并聯(lián)而成;數(shù)據(jù)處理傳輸模塊,用以轉(zhuǎn)換、傳輸及顯示數(shù)據(jù);控制模塊和電源模塊。該發(fā)明中的檢測儀體積過大,測量過程比較麻煩,成本較高,無法測量土-水界面、沉積物-水界面、水-氣界面、土-氣界面等界面處的微觀區(qū)間內(nèi)的變化,測量沉積物時也會破壞底泥所處環(huán)境。
為此,本申請?zhí)岢隽擞糜跈z測溶解性一氧化氮的電化學(xué)微電極及其測定方法,用于溶解性一氧化氮進行檢測。
一種用于電化學(xué)微電極的制備方法,包括以下步驟:
步驟1:將一根直徑0.1mm、純度99.99%的鉑絲4放入錐形毛細管中,將該錐形毛細管固定在加熱線圈中間位置,打開電源調(diào)節(jié)變壓器,使得錐形毛細管熔化并在重力的作用下將鉑絲4包裹起來。
步驟2:將包有玻璃的鉑絲4尖端置于飽和KCN溶液中,進行腐蝕,露出鉑絲4長度100-200μm,繼續(xù)腐蝕直至鉑絲4直徑50-100μm左右。隨后用去離子水、稀硫酸、無水乙醇對裸露鉑絲4進行沖洗。
步驟3:以直徑1mm的鉑絲4為正極,鉑絲4電極為負極,在1.5V的直流電壓下置于飽和氯鉑酸溶液中在鉑絲4電極尖端裸露處電鍍30s,鍍鉑黑長度100-200μm。
步驟4:將一根外徑8mm,內(nèi)徑6mm的巴斯德硼硅酸玻璃管垂直固定在微型操作器上,通過加熱線圈和調(diào)節(jié)變壓器,加熱玻璃管較細開口端,拉制為尖端狀,尖端外徑50-100μm,作為NO電極的外套管。
步驟5:用打磨機將外部套管9尖端磨平,清洗干凈,從尾端向其管內(nèi)注入少量膜后電解液8,排除尖端空氣,再把硅橡膠均勻涂在載玻片上,用外部套管9尖端在載玻片上輕輕蘸一下,在顯微鏡下觀察,硅橡膠膜5厚度為20-40μm,放置24h硅橡膠膜5固化。
步驟6:取飽和氯化鉀溶液,以銀絲2作為負極,碳棒作為正極,在1.5V直流電壓下在銀絲2了電鍍AgCl制成內(nèi)部參比電極。
步驟7:將感應(yīng)陰極7插入到外部套管9中,感應(yīng)陰極7鉑絲4尖端距硅膠膜50-100μm,在將內(nèi)部參比電極Ag/AgCl插入外部套管9中,在內(nèi)部套管3、內(nèi)部參比電極和外套管內(nèi)側(cè)接觸面滴入幾滴環(huán)氧樹脂密封膠,放置24h固化。
步驟8:在外套管內(nèi)部注入電解液8,再將保護陰極1銀絲2插入到外套管內(nèi)部,保護陰極1尖端距鉑絲4尖端200-500μm,外套管與內(nèi)套管之間用環(huán)氧樹脂密封。
綜上所述,本發(fā)明上述實施方式所揭露的技術(shù)方案至少具有以下優(yōu)點:
1、使用硼硅酸玻璃管制作電極,工藝簡單,價格便宜,電極結(jié)構(gòu)易于加工成型,微米級別的測量尖端使得電極具有極高的分辨率、高靈敏度、較短的響應(yīng)時間。
2、微米級別電極尖端可以做到較小創(chuàng)傷的測量沉積物15底泥剖面、生物膜等表面破損易受到周圍環(huán)境影響的體系。
3、細小又平整的測量尖端可以測量到微觀環(huán)境內(nèi)的微米級別不同深度的NO的濃度變化。
4、增加保護陰極1,可以消耗感應(yīng)陰極7后端的NO氣體,最大限度增加感應(yīng)陰極7的使用壽命。
本發(fā)明采用微電極17在微生物和環(huán)境界面微觀區(qū)域內(nèi),通過微電極17尖端內(nèi)部鍍鉑黑尖端實現(xiàn)對NO的選擇性識別,測定微生物內(nèi)部和環(huán)境界面不同深度的電流變化,根據(jù)能斯特方程,繼而實現(xiàn)獲取微生物內(nèi)部和環(huán)境界面不同深度的NO濃度實時變化情況。