数字钙离子传感器中的离子选择性电极(ISE)原理,主要基于其特殊的膜对钙离子的选择性响应。以下是对该原理的详细揭秘: 
一、工作原理 离子选择性电极是一种利用膜电势测定溶液中离子活度或浓度的电化学传感器。当它与含待测离子的溶液接触时,在其膜和溶液的相界面上会产生与该离子活度直接相关的膜电势。数字钙离子传感器的核心在于其钙离子选择性膜,该膜具有选择性吸附钙离子的能力,只允许钙离子通过膜进入电极内部,进而产生电信号输出,实现对钙离子浓度的检测。 二、基本组成部分
离子选择性电极通常由以下四个部分组成: 电极管:作为传感器的主体部分,用于固定膜和内参比电极。
内参比电极:通常使用Ag│AgCl电极,用于保持膜内表面和内参比电极电势的稳定。 内参比溶液:位于电极管内,与内参比电极接触,用于维持电极内部环境的稳定。 膜:固定在电极管的顶端,是电极的核心部分,对钙离子具有选择性响应。 三、测量原理 将数字钙离子传感器的离子选择性电极与参比电极浸入样品溶液中,构成原电池。通过测量该原电池的电动势E,可以求得被测钙离子的活度或浓度。电极膜的电位与待测离子含量之间的关系符合能斯特公式。 四、应用与优势
数字钙离子传感器具有测量简单、响应快速准确的优点,广泛应用于以下领域: 工业监测:如电厂及蒸汽动力厂高压蒸汽锅炉给水处理中的钙离子测定。
水质监测:矿泉水、饮用水、地表水、海水中的钙离子含量监测。 农产品检测:茶叶、蜂蜜、饲料、奶粉等农产品中的钙离子含量测定。 生物样品分析:唾液、血清、尿液等生物样品中的钙离子含量测定。 此外,随着技术的不断进步,新型钙离子传感器如Cameleon-Nano(变色龙-Nano)等,已经能够实现对细胞内极微量钙离子浓度变化的高度检测,为生物医学等领域的研究提供了有力工具。 数字钙离子传感器中的离子选择性电极原理是基于其特殊的膜对钙离子的选择性响应,通过测量原电池的电动势来求得被测钙离子的活度或浓度。该传感器具有广泛的应用领域和显著的优势,是电位分析法中用得指示电极之一。
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