用于检测一氧化二氮的电化学传感器的制造方法_5

文档序号:9221479阅读:来源:国知局
40] E2.根据前述实施方案任一项所述的电化学传感器,其中所述传感器包含
[0241] _第一室(110),其具有朝向相关体积(106)的第一开口(112),其中在第一开口中 设置第一膜(114),
[0242] _第二室(120),其与第一室(110)相邻设置或被第一室(110)部分环绕,所述第 二室(120)包含,
[0243] -工作电极(104),
[0244]-参比电极(108),和
[0245]-含非质子溶剂的电解质,
[0246] 其中所述第二室(120)具有朝向第一室(110)的第二开口(122),其中在第二开口 (122)中设置第二膜(124),
[0247] 其中所述第一膜(114)可渗透一氧化二氮且被设置以分隔相关体积(106)和第一 体积(116),所述第一体积在第一室(110)内,且
[0248] 其中所述第二膜(124)可渗透一氧化二氮且被设置以分隔第一体积(116)和第二 体积(126),所述第二体积在第二室(120)内,
[0249] 其中第一室(110)包含用于阻止氧进入第二体积(126)的装置,且
[0250] 其中工作电极(104)包含铟(In)。
[0251] E3.根据前述实施方案任一项所述的电化学传感器,其中所述非质子溶剂是碳酸 丙烯酯,
[0252] 其中用于阻止氧进入第二体积(126)的装置包含抗坏血酸盐,和
[0253] 其中离子化合物溶解在电解质中,所述离子化合物选自由如下物质组成的组:
[0254] -四丁基碘化铵(TBA-I),
[0255] _ 四丁基氣化按(TBA-C1),
[0256]-四丁铵氟硼酸盐(TBA_BF4)和/或
[0257]-四丁铵高氯酸盐(TBA_C104)。
[0258] E4.根据前述实施方案任一项所述的电化学传感器,其中在液体中的检测限小于 100nM 〇
[0259] E5.根据前述实施方案任一项所述的电化学传感器,其中在气体中的检测限是 lppm或更低。
[0260] E6.根据前述实施方案任一项所述的电化学传感器,其中传感器响应和基线信号 之间的比例为至少10 (pA/100微摩尔N20) ApA)。
[0261] E7.根据前述实施方案任一项所述的电化学传感器,其中所述传感器响应和/或 基线信号基本是长期稳定的。
[0262] E8.根据前述实施方案任一项所述的电化学传感器,其中所述非质子溶剂是碳酸 丙烯酯。
[0263] E9.根据前述实施方案任一项所述的电化学传感器,其中所述用于阻止氧进入第 二体积(126)的装置包含氧清除剂。
[0264] E10.根据前述实施方案任一项所述的电化学传感器,其中所述用于阻止氧进入第 二体积(126)的装置包含抗坏血酸盐。
[0265] Ell.根据前述实施方案任一项所述的电化学传感器,其中第一室的体积为至少 0? 5毫升。
[0266] E12.根据前述实施方案任一项所述的电化学传感器,其中离子化合物溶解在电解 质中,所述离子化合物包含四丁铵。
[0267] E13.根据前述实施方案任一项所述的电化学传感器,其中离子化合物溶解在电解 质中,所述离子化合物选自由如下物质组成的组:
[0268] -四丁基碘化铵(TBA-I),
[0269] _四丁基氣化按(TBA-C1),
[0270]-四丁铵氟硼酸盐(TBA_BF4)和/或
[0271]-四丁铵高氯酸盐(TBA_C104)。
[0272] E14.根据前述实施方案任一项所述的电化学传感器,其中所述传感器适用于在:
[0273] -气体,
[0274] -液体
[0275] 中的任一种中检测。
[0276] E15.根据前述实施方案任一项所述的电化学传感器,其中所述传感器进一步包含 用于保护所述传感器的刚性盖(232)。
[0277] E16.根据前述实施方案任一项所述的电化学传感器,其中所述传感器包含用于赋 予温度补偿的装置(236)。
[0278] E17.根据实施方案E16所述的电化学传感器,其中所述传感器包含用于赋予温度 补偿的装置(236),其中所述用于赋予温度补偿的装置包含电子储存的信息,所述信息能够 补偿温度的影响。
[0279] E18.含根据前述实施方案任一项所述的传感器的传感器系统,并进一步包含
[0280] _电压产生装置,用于相对于参比电极保持工作电极在第一电压,以使一氧化二氮 可在工作电极处被还原产生流过所述电极的电流,
[0281] _电流检测装置,用于检测电流的存在。
[0282] E19.用于电化学检测相关体积中一氧化二氮(N20)的方法(440),所述方法包含
[0283]-提供(s442)第一室,其具有朝向相关体积的第一开口,
[0284]-提供(s444)第二室,其与第一室相邻设置或被第一室部分环绕,所述第二室包 含
[0285] 工作电极(104),
[0286] 参比电极(108),和
[0287] 含非质子溶剂的电解质,
[0288] 其中第二室具有朝向第一室的第二开口,其中在第二开口中设置第二膜,
[0289] 其中第二膜(124)可渗透一氧化二氮且被设置以分隔第一体积(116)和第二体积 (126),所述第二体积在第二室(120)内,所述第一体积在第一室(110)内,
[0290] 其中第一室(110)包含用于阻止氧进入第二体积(126)的装置,和
[0291]其中所述工作电极包含铟(In),所述方法进一步包含在工作电极处还原(s446) 一氧化二氮并测量(s448)流过所述工作电极的相应电流。E20.根据实施方案E19的方法, 所述方法包含
[0292]-提供(s442)第一室,其具有朝向相关体积的第一开口,其中在第一开口中设置 第一膜,
[0293]-提供(S444)第二室,其与第一室相邻设置或被第一室部分环绕,所述第二室包 含
[0294] 工作电极(104),
[0295] 参比电极(108),和
[0296] 含非质子溶剂的电解质,
[0297] 其中第二室具有朝向第一室的第二开口,其中在第二开口中设置第二膜,
[0298] 其中第一膜(114)可渗透一氧化二氮且被设置以分隔相关体积(106)和第一体积 (116),所述第一体积在第一室(110)内,和
[0299] 其中第二膜(124)可渗透一氧化二氮且被设置以分隔第一体积(116)和第二体积 (126),所述第二体积在第二室(120)内,
[0300] 其中第一室(110)包含用于阻止氧进入第二体积(126)的装置,和
[0301]其中所述工作电极包含铟(In),所述方法进一步包含在工作电极处还原(s446) 一氧化二氮并测量(s448)流过所述工作电极的相应电流。
[0302] E21.根据实施方案E1-E18任一项所述的传感器用于检测相关体积中一氧化二氮 的存在的应用。
[0303] 对于上述实施方案E1-E21,应理解的是引用前述"实施方案"可指在实施方案 E1-E21内的前述实施方案。
[0304] 在供选择的实施方案F1-F37中,具有如下内容(其中标号指对于如在图中描述的 示例性电化学传感器的相似特征):
[0305] F1. -种用于检测相关体积(106)中分析物,例如气态分析物,例如一氧化二氮 (N20)的电化学传感器(100),所述传感器包含
[0306] _第一室(110),其具有朝向相关体积(106)的第一开口(112),
[0307] _第二室(120),其与第一室(110)相邻设置或被第一室(110)部分环绕,所述第 二室(120)包含,
[0308]-工作电极(104),
[0309]-参比电极(108),和
[0310]-含非质子溶剂的电解质,
[0311] 其中所述第二室(120)具有朝向第一室(110)的第二开口(122),其中在第二开口 (122)中设置第二开口膜(124),
[0312] 其中所述第二开口膜(124)可渗透分析物,例如一氧化二氮,且被设置以分隔第 一体积(116)和第二体积(126),所述第二体积在第二室(120)内,所述第一体积在第一室 (110)内,
[0313] 且其中第二开口膜长度(L),所述第二开口膜长度是第二开口膜在从第一室通过 第二开口膜到第二室的方向上的长度,为长于25微米,例如30微米或更长,例如35微米或 更长,例如40微米或更长,例如45微米或更长,例如50微米或更长,例如60微米或更长, 例如70微米或更长,例如80微米或更长,例如90微米或更长,例如100微米或更长,例如 110微米或更长,例如120微米或更长,例如130微米或更长,例如140微米或更长,例如150 微米或更长。
[0314] F2.根据前述实施方案任一项所述的电化学传感器,其中第二开口膜长度(L),所 述第二开口膜长度是第二开口膜在从第一室通过第二开口膜到第二室的方向上的长度,为 10厘米或更短,例如5厘米或更短,例如1厘米或更短,例如2毫米或更短,例如1毫米或更 短,例如0. 5毫米或更短,例如250微米或更短,例如200微米或更短。
[0315] F3.根据前述实施方案任一项所述的电化学传感器,其中所述传感器包含
[0316]_第一室(110),其具有朝向相关体积(106)的第一开口(112),其中在第一开口中 设置第一膜(114),
[0317] -第二室(120),其与第一室(110)相设置或被第一室(110)部分环绕,所述第二 室(120)包含,
[0318]-工作电极(104),
[0319]-参比电极(108),和
[0320]-含非质子溶剂的电解质,
[0321] 其中所述第二室(120)具有朝向第一室(110)的第二开口(122),其中在第二开口 (122)中设置第二膜(124),
[0322] 其中所述第一膜(114)可渗透分析物且被设置以分隔相关体积(106)和第一体积 (116),所述第一体积在第一室(110)内,且
[0323] 其中所述第二膜(124)可渗透分析物且被设置以分隔第一体积(116)和第二体积 (126),所述第二体积在第二室(120)内。
[0324] F4.根据前述实施方案任一项所述的电化学传感器,其中所述工作电极(104)包 含铟(In)。
[0325] F5.根据前述实施方案任一项所述的电化学传感器,其中所述工作电极(104)包 含铟(In)、铂(Pt)、金(Au)、银(Ag)、钯(Pd)、铱(Ir)和/或碳中的任一种。
[0326] F6.根据前述实施方案任一项所述的电化学传感器,其中所述分析物选自分析物 组,其中应用于传感器,例如应用于构建有电解质和工作电极材料特定组合的电化学传感 器,以检测分析物的极化水平是其中发生活性水解离的极化水平,例如活性水解离发生至 降低传感器性能的程度,例如在实际情况下降低传感器性能。
[0327] F7.根据前述实施方案任一项所述的电化学传感器,其中所述分析物是一氧化二 氮(N 20)。
[0328] F8.根据前述实施方案任一项所述的电化学传感器,其中所述分析物是一氧化二 氮(N20)、二氧化碳(C02)和/或氢气(H2)、一氧化氮(N0)、甲烷(CH4)和/或氮气(N2)中的 任一种。
[0329] F9.根据前述实施方案任一项所述的电化学传感器,其中所述第一室(110)包含 用于阻止氧进入第二室(126)的装置。
[0330] F10.根据前述实施方案任一项所述的电化学传感器,其中所述非质子溶剂是碳酸 丙烯酯,
[0331] 其中用于阻止氧进入第二体积(126)的装置包含抗坏血酸盐,和
[0332] 其中离子化合物溶解在电解质中,所述离子化合物选自由如下物质组成的组:
[0333]_四丁基碘化铵(TBA-I),
[0334] -四丁基氯化铵(TBA-C1),
[0335]-四丁铵氟硼酸盐(TBA_BF4)和/或
[0336]-四丁铵高氯酸盐(TBA_C104)。
[0337] F11.根据前述实施方案任一项所述的电化学传感器,其中第二开口膜长度(L), 所述第二开口膜长度是第二开口膜在从第一室通过第二开口膜到第二室的方向上的长度, 为长于25微米。
[0338] F12.根据前述实施方案任一项所述的电化学传感器,其中第二开口膜长度(L), 所述第二开口膜长度是第二开口膜在从第一室通过第二开口膜到第二室的方向上的长度, 为50微米或更长。
[0339] F13.根据前述实施方案任一项所述的电化学传感器,其中第二开口膜长度(L), 所述第二开口膜长度是第二开口膜在从第一室通过第二开口膜到第二室的方向上的长度, 为100微米或更长。
[0340] F14.根据前述实施方案任一项所述的电化学传感器,其中第二开口膜长度(L), 所述第二开口膜长度是第二开口膜在从第一室通过第二开口膜到第二室的方向上的长度, 为5毫米或更短。
[0341] F15.根据前述实施方案任一项所述的电化学传感器,其中在液体中的检测限为小 于 100nM。
[0342] F16.根据前述实施方案任一项所述的电化学传感器,其中在气体中的检测限为 lppm或更低。
[0343] F17.根据前述实施方案任一项所述的电化学传感器,其中传感器响应和基线信号 之间的比例为至少10 (pA/100微摩尔N20) ApA)。
[0344] F18.根据前述实施方案任一项所述的电化学传感器,其中所述传感器响应和/或 基线信号基本是长期稳定的。
[0345]F19.根据前述实施方案任一项所述的电化学传感器,其中所述非质子溶剂是碳酸 丙烯酯。
[0346] F20.根据前述实施方案任一项所述的电化学传感器,其中所述用于阻止氧进入第 二体积(126)的装置包含氧清除剂。
[0347] F21.根据前述实施方案任一项所述的电化学传感器,其中所述用于阻止氧进入第 二体积(126)的装置包含抗坏血酸盐。
[0348]F22.根据前述实施方案任一项所述的电化学传感器,其中第一室的体积为至少 0? 5毫升。
[0349] F23.根据前述实施方案任一项所述的电化学传感器,其中离子化合物溶解在电解 质中,所述离子化合物包含四丁铵。
[0350] F24.根据前述实施方案任一项所述的电化学传感器,其中离子化合物溶解在电解 质中,所述离子化合物选自由如下物质组成的组:
[0351] -四丁基碘化铵(TBA-I),
[0352]_ 四丁基氣化按(TBA-C1),
[0353]-四丁
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