碘/三碘離子參比體系的ROSS電極在pH測量中的優(yōu)勢

瀏覽次數(shù)：4099　發(fā)布日期：2021-8-19　來源：本站　僅供參考，謝絕轉(zhuǎn)載，否則責(zé)任自負(fù)

“不惑之年”的ROSS^TM pH電極（二）

在上一篇的文章中，我們向大家介紹了“最普通”的測量之一——pH測量，以及全世界第一支使用碘/三碘離子（I₂/I₃^-）參比體系的電極——ROSS電極的誕生。

今天，我們?yōu)槟敿?xì)介紹ROSS電極的獨(dú)到之處。

高效

傳統(tǒng)的pH電極以作為Ag/AgCl參比體系最為常見。測量時(shí)溶液中的Ag⁺和Cl^-需要達(dá)到一個(gè)溶解平衡，這就是為什么pH測量需要一定的穩(wěn)定時(shí)間。然而在不同的溫度下AgCl的溶解度不同，每次電極插到不同的樣品中由于溫度的不同，電極傳熱和參比緩沖液中的離子溶解平衡都需要時(shí)間，使得Ag/AgCl參比體系的測量穩(wěn)定時(shí)間比較長，往往需要3-5分鐘的時(shí)間，這對(duì)需要數(shù)據(jù)精確而且每天測量很多樣品的人來講是比較痛苦的事情。ROSS電極中的I₂/I₃^-在水中溶解性比較好，而且溶解度受溫度影響極小，能夠在大約30秒左右的時(shí)間里達(dá)到平衡，使得測量時(shí)間大幅度縮短，顯著提升了測量效率。

穩(wěn)定

傳統(tǒng)電極中的AgCl溶解度隨溫度的升高而升高，然而在溫度下降時(shí)，AgCl溶解度變小，析出的AgCl晶體未必能沉積在初始的位置，而是可能沉積在參比電極內(nèi)部的任何地方，例如液接界面上。由于液接界面往往采用的是多孔陶瓷，這就可能導(dǎo)致界面的接觸不良，影響數(shù)據(jù)穩(wěn)定性。ROSS電極中參比離子的溶解性非常穩(wěn)定，不會(huì)有析出，測量的數(shù)據(jù)也就更加穩(wěn)定，不易有數(shù)據(jù)漂移的現(xiàn)象。

傳統(tǒng)電極和ROSS電極都從25℃，pH 4.01的標(biāo)準(zhǔn)緩沖液中取出后立即測量75℃，pH 4.13的溶液。ROSS電極在30秒左右的時(shí)間里讀數(shù)趨于穩(wěn)定，而傳統(tǒng)電極需要4分鐘的時(shí)間。隨后回測原標(biāo)準(zhǔn)緩沖液，ROSS電極讀數(shù)迅速恢復(fù)，而傳統(tǒng)電極依然需要數(shù)分鐘的時(shí)間。

準(zhǔn)確

正是因?yàn)镽OSS電極具有高效和穩(wěn)定的優(yōu)勢，這兩大優(yōu)勢又為ROSS電極帶來了高于傳統(tǒng)電極的測量準(zhǔn)確度。如果使用同一緩沖液并進(jìn)行自動(dòng)溫度補(bǔ)償時(shí)，ROSS電極的測量準(zhǔn)確度可達(dá) ±0.03 pH，精度可達(dá) ±0.01 pH，而傳統(tǒng)電極的準(zhǔn)確度通常要比ROSS電極低一個(gè)數(shù)量級(jí)。

耐用

除了參比體系的優(yōu)勢，ROSS電極的設(shè)計(jì)本身也非常具有創(chuàng)新性。仔細(xì)觀察ROSS電極，會(huì)發(fā)現(xiàn)它的參比電極的位置距離測量電極較遠(yuǎn)，而且參比電極本身被設(shè)計(jì)成螺旋形，與傳統(tǒng)電極有明顯的區(qū)別。這種“螺旋管式”的設(shè)計(jì)為電極提供了兩個(gè)優(yōu)勢。通過顯著延長通往參比電極的擴(kuò)散路徑，最大限度地減少了參比電極附近由于填充液通過參比液接界擴(kuò)散到內(nèi)部電解質(zhì)引起的變化。通過將顆粒物或聚合物摻入內(nèi)部填充液，進(jìn)一步增加了有效擴(kuò)散路徑。此外，參比填充液量相比直桿設(shè)計(jì)也有所增加。這些因素的每一個(gè)都有助于建立更持久的參比系統(tǒng)；當(dāng)將這些特性結(jié)合使用時(shí)，會(huì)得到更長壽命的電極。例如ROSS Ultra™ 電極（超級(jí)ROSS電極）的電極帽上，有一個(gè)額外的參比填充液儲(chǔ)存器，這一設(shè)計(jì)顯著延長了電極的使用壽命：可再填充電極一般可以達(dá)到兩年，低維護(hù)、凝膠填充電極為 18 個(gè)月。

ROSS 電極中獨(dú)特的“橙色螺旋管”設(shè)計(jì)

普適

傳統(tǒng)Ag/AgCl 電極中的Ag⁺比較容易和某些物質(zhì)發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)，因而不適合測量一些含蛋白，多肽或者含有像Tris這樣的生化試劑。ROSS電極中參比離子的溶解性遠(yuǎn)遠(yuǎn)好于AgCl，因而在使用中不會(huì)有析出，I₃^-離子也不會(huì)發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)。此外，大多數(shù)的ROSS電極還含有雙液接系統(tǒng)，即參比緩沖液與樣品之間又增加了一級(jí)外參比緩沖液，三種液體中間由兩層液接界面相連。這樣的設(shè)計(jì)完全隔開了內(nèi)參比體系和待測樣品，雙方互不污染，對(duì) 樣品的適應(yīng)性好于單液接電極。必要的時(shí)候，用戶可以自行改變外參比體系，以達(dá)到更好地適應(yīng)自己樣品的目的。

介紹至此，ROSS電極的優(yōu)勢是不是已經(jīng)顯而易見了？經(jīng)過了40年的不斷發(fā)展和探索，ROSS電極家族也在不斷壯大，應(yīng)用領(lǐng)域也在不斷擴(kuò)展，我們將在下一篇文章中為大家詳細(xì)介紹，敬請期待！

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