Leakless, Bipolar Reference Electrodes: Fabrication, Performance, and Miniaturization
N. L. Walker, J. E. Dick
摘要
参比电极必须长时间保持明确的电位才能发挥作用。银/氯化银 （Ag/AgCl） 参比电极可以说是使用最广泛的参比电极，但随着时间的推移，它会通过多孔筛板将银离子和氯离子泄漏到样品溶液中。此外，多孔熔块使得微型化到微米级和纳米级具有挑战性。在这里，我们提出了一种替代方案，其中传统的 Ag/AgCl 参比电极多孔熔块被导电丝取代，防止离子泄漏并允许小型化到微米级。电荷平衡通过封闭的双极电化学机制保持，其中法拉第过程发生在密封线的每一端。利用上述设计，我们展示了无泄漏双极参比电极 （BPRE） 的功效，并将其小型化到微米级（μ-leakless BPRE）。重要的是，我们证明，在电位测量期间，无泄漏和无μ BPRE 的行为与市售参比电极相同，而无泄漏 BPRE 在超微电极的伏安测量中性能相似。我们证明，与使用商用参比电极看到的漂移相比，在大电极上使用无泄漏 BPRE 进行伏安法时的漂移略明显。我们详细介绍了在非水溶剂中使用无泄漏 BPRE 和密封其他导电材料（例如金和碳）的设计原则。使用质谱法，我们表明亚甲基蓝的最大泄漏量为 0.36 fmol/s，至少比商用参比电极小 2 个数量级。最后，我们证明了在电位葡萄糖传感中使用无泄漏 BPRE 的有效性。