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1、第七章第七章 電位分析法分析化學(xué)（儀器分析部分）分析化學(xué)（儀器分析部分）目 錄7-1 電位分析原理7-2 離子選擇電極的種類、原理和結(jié)構(gòu)（續(xù)）7-3 離子選擇電極的特性7-4 電位分析法的應(yīng)用直接電位法7-5 電位分析法的應(yīng)用電位滴定分析法7-6 電位分析法的計算示例4.敏化電極敏化電極是指氣敏電極、酶電極、細菌電極及生物電極等。敏化電極是指氣敏電極、酶電極、細菌電極及生物電極等。試樣中待測組分氣體擴散通過透氣膜，進入離子選擇電極的敏感膜與透氣膜之間的極薄液層內(nèi)，使液層內(nèi)離子選擇電極敏感的離子活度變化，則離子選擇電極膜電位改變，故電池電動勢也發(fā)生變化。氣敏電極也被稱為：探頭、探測器、傳感器。試

2、樣中待測組分氣體擴散通過透氣膜，進入離子選擇電極的敏感膜與透氣膜之間的極薄液層內(nèi)，使液層內(nèi)離子選擇電極敏感的離子活度變化，則離子選擇電極膜電位改變，故電池電動勢也發(fā)生變化。氣敏電極也被稱為：探頭、探測器、傳感器。（1）氣敏電極氣敏電極基于界面化學(xué)反應(yīng)的敏化電極；結(jié)構(gòu)特點基于界面化學(xué)反應(yīng)的敏化電極；結(jié)構(gòu)特點:在原電極上覆蓋一層膜或物質(zhì)，使得電極的選擇性提高。對電極：指示電極與參比電極組裝在一起；在原電極上覆蓋一層膜或物質(zhì)，使得電極的選擇性提高。對電極：指示電極與參比電極組裝在一起；氣敏電極一覽表（2）酶電極酶電極基于界面酶催化化學(xué)反應(yīng)的敏化電極；酶特性：酶是具有特殊生物活性的催化劑，對反應(yīng)的選擇

3、性強，催化效率高，可使反應(yīng)在常溫、常壓下進行；可被現(xiàn)有離子選擇電極檢測的常見的酶催化產(chǎn)物：基于界面酶催化化學(xué)反應(yīng)的敏化電極；酶特性：酶是具有特殊生物活性的催化劑，對反應(yīng)的選擇性強，催化效率高，可使反應(yīng)在常溫、常壓下進行；可被現(xiàn)有離子選擇電極檢測的常見的酶催化產(chǎn)物：CO2，NH3，NH4+，CN-，F(xiàn)-，S2-，I-，NO2-酶催化反應(yīng)酶催化反應(yīng)CO(NH2)2+H2O 2NH3+CO2 氨電極檢測氨電極檢測尿酶葡萄糖氧化酶氨基酸氧化酶尿酶葡萄糖氧化酶氨基酸氧化酶葡萄糖葡萄糖+O2+H2O 葡萄糖酸葡萄糖酸+H2O2氧電極檢測氧電極檢測R-CHNH2COO-+O2+H2O R-COCOO-+NH

4、4+H2O2氨基酸通過以上反應(yīng)后檢測，或進一步氧化放出氨基酸通過以上反應(yīng)后檢測，或進一步氧化放出CO2，用氣敏電極檢測。，用氣敏電極檢測。思考：還可以用什么電極檢測？思考：還可以用什么電極檢測？（3）組織電極組織電極特性：以動植物組織為敏感膜；優(yōu)點：特性：以動植物組織為敏感膜；優(yōu)點：來源豐富，許多組織中含有大量的酶；來源豐富，許多組織中含有大量的酶；性質(zhì)穩(wěn)定，組織細胞中的酶處于天然狀態(tài)，可發(fā)揮較佳功效；性質(zhì)穩(wěn)定，組織細胞中的酶處于天然狀態(tài)，可發(fā)揮較佳功效；專屬性強；專屬性強；壽命較長；壽命較長；制作簡便、經(jīng)濟，生物組織具有一定的機械性能。制作簡便、經(jīng)濟，生物組織具有一定的機械性能。制作關(guān)鍵：制

5、作關(guān)鍵：生物組織膜的固定通常采用的方法有物理吸附、共價附著、交聯(lián)、包埋等。生物組織膜的固定通常采用的方法有物理吸附、共價附著、交聯(lián)、包埋等。組織電極的酶源與測定對象一覽表組織酶原測定對象組織酶原測定對象組織酶原測定對象組織酶原測定對象香蕉草酸、兒茶酚煙草兒茶酚菠菜兒茶酚類番茄種子醇類甜菜酪氨酸燕麥種子精胺土豆兒茶酚、磷酸鹽豬肝絲氨酸花椰菜香蕉草酸、兒茶酚煙草兒茶酚菠菜兒茶酚類番茄種子醇類甜菜酪氨酸燕麥種子精胺土豆兒茶酚、磷酸鹽豬肝絲氨酸花椰菜L-抗壞血酸豬腎抗壞血酸豬腎L-谷氨酰胺萵苣種子谷氨酰胺萵苣種子H2O2鼠腦嘌呤、兒茶酚胺玉米臍丙酮酸大豆尿素生姜鼠腦嘌呤、兒茶酚胺玉米臍丙酮酸大豆尿素生

6、姜L-抗壞血酸魚鱗兒茶酚胺葡萄抗壞血酸魚鱗兒茶酚胺葡萄H2O2紅細胞紅細胞H2O2黃瓜汁黃瓜汁L-抗壞血酸魚肝尿酸卵形植物兒茶酚雞腎抗壞血酸魚肝尿酸卵形植物兒茶酚雞腎L-賴氨酸賴氨酸5.離子敏感場效應(yīng)晶體管(ion sensitive field effective transistor,ISFET)微電子化學(xué)敏感器件，既具有離子選擇電極對離子敏感的特性，又保留場效應(yīng)晶體管的性能。微電子化學(xué)敏感器件，既具有離子選擇電極對離子敏感的特性，又保留場效應(yīng)晶體管的性能。在源極和漏極之間施加電壓（在源極和漏極之間施加電壓（Vd），電子便從源極流向漏極（產(chǎn)生漏電流），電子便從源極流向漏極（產(chǎn)生漏電流Id）

7、，），Id的大小受柵極和與源極之間電壓（的大小受柵極和與源極之間電壓（Vg）控制，并為）控制，并為Vg與與Vd的函數(shù)。的函數(shù)。離子敏感場效應(yīng)晶體管原理將將MOSFET的金屬柵極用離子選擇電極的敏感膜代替，即成為對相應(yīng)離子有響應(yīng)的的金屬柵極用離子選擇電極的敏感膜代替，即成為對相應(yīng)離子有響應(yīng)的ISFET。當它與試液接觸并與參比電極組成測量體系時，由于在膜與試液的界面處產(chǎn)生膜電位而疊加在柵壓上，將引起。當它與試液接觸并與參比電極組成測量體系時，由于在膜與試液的界面處產(chǎn)生膜電位而疊加在柵壓上，將引起ISFET漏電流（漏電流（Id）相應(yīng)改變，）相應(yīng)改變，Id與響應(yīng)離子活度之間具有類似于能斯特公式的關(guān)系。

8、應(yīng)用時，可保持與響應(yīng)離子活度之間具有類似于能斯特公式的關(guān)系。應(yīng)用時，可保持Vd與與Vg恒定，測量恒定，測量Id與待測離子活度之間的關(guān)系（與待測離子活度之間的關(guān)系（Id 以以A為單位）。也可保持為單位）。也可保持Vd與與Id恒定，測量恒定，測量Vg隨待測離子活度之間的關(guān)系（也具有類似于能斯特公式的關(guān)系）。隨待測離子活度之間的關(guān)系（也具有類似于能斯特公式的關(guān)系）。ISFET的特點：全固態(tài)器件、體積小、響應(yīng)快、易于微型化全固態(tài)器件、體積小、響應(yīng)快、易于微型化;本身具有高阻抗轉(zhuǎn)換和放大功能，集敏感元件與電子元件于一體，簡化了測試儀器的電路。本身具有高阻抗轉(zhuǎn)換和放大功能，集敏感元件與電子元件于一體，簡化了測試儀器的電路?；诨贗SFET的檢測儀器已經(jīng)商品化。的檢測儀器已經(jīng)商品化。Semiconductor-Based Sensor Arrays