纸基金属电极测试——《钽膜在生物传感应用》

图1 带有纸基金属电极的无线设备

作为参比电极，将银/氯化银油墨粘贴在具有银薄膜的纸基电极上，然后在环境空气中于120℃加热2小时。在测量中，将吸附棉(直径5-10mm)放在工作电极和参比电极上，以保留样品溶液。将100微升样品溶液滴加到两个电极上的吸附棉中。将每种类型的纸基金属电极连接到无线界面电位检测器(IPD)，并使用实时无线监控系统测量溶液和电极表面之间的界面电位变化(μVout)。

图2 以无线方式获得的无弯曲纸基金属电极的电特性

(a)使用具有钽膜的纸基金电极，界面电势随pH从4.01变化至9.18。基于(a)的酸碱度灵敏度校准曲线。测量的次数是五次。(c)使用具有FPS基钠离子敏感膜的纸基金电极检测到的界面电势随钠离子浓度从5到500毫米的变化。基于(c)的pNa灵敏度校准曲线。测量的次数是五次。纸基金电极与FPS基钠敏感膜在100毫摩尔钾离子缓冲液中的pNa响应。在(a)和(b)中，pH为9.18时的界面电势被抵消为零。在(c)和(d)中，5 mM Na+处的界面电势偏移为零。在(e)中，5 mM Na+和100 mM K+处的界面电势偏移为零。

图3 以无线方式获得弯曲的纸基金属电极的电特性

(a) 不同半径(r)为6.5至25毫米的聚氯乙烯树脂基圆柱体的照片。将(b)、(c)和(d)中使用的具有FPS基钠敏感膜的纸基金电极卷绕在最小半径为6.5毫米的圆柱体上(右上照片)。(b)使用纸基金电极和FPS基钠离子敏感膜实时监测μVout，该膜围绕最小半径为6.5毫米的圆柱体滚动(使用寿命为0周)。(c)具有FPS基钠离子敏感膜的纸基金电极的使用寿命，该膜卷绕在最小半径为6.5毫米的圆柱体上。评估0至4周的pNa敏感性变化。每次测量的次数是三次。(d)使用纸基金电极和FPS基钠敏感膜检测曲率半径为6.5至25毫米的pNa灵敏度变化，这些电极绕每个圆柱体滚动。

图4 使用带有FPS基钠敏感膜的纸基金电极体外实时监测汗液样品的μVout，该膜围绕最小半径为6.5毫米

(a) μVout的圆柱体滚动，缓冲液中钠离子浓度从5毫米变化到500毫米。在10毫米(b)测量后，添加汗液样品。基于(a)的pNa灵敏度校准曲线。根据校准曲线计算汗液样品中的钠离子浓度。通过体内测量确定的钠离子浓度变化。从(a)和(b)中获得的校准曲线计算钠离子浓度。箭头所示时间后，钠离子浓度逐渐增加。

图5 纸基金电极的扫描电镜(SEM)图像

图中(a)未经改性，(b)经钽改性，(c)在圆柱体周围弯曲后(r=6.5mm)经钽改性。