碘/三碘離子參比體系的ROSS電極在pH測量中的優(yōu)勢
“不惑之年”的ROSSTM 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。測量時溶液中的Ag+和Cl-需要達(dá)到一個溶解平衡，這就是為什么pH測量需要一定的穩(wěn)定時間。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間，使得Ag/AgCl參比體系的測量穩(wěn)定時間比較長，往往需要3-5分鐘的時間，這對需要數(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秒左右的時間里達(dá)到平衡，使得測量時間大幅度縮短，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，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。
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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秒左右的時間里讀數(shù)趨于穩(wěn)定，而傳統(tǒng)電極需要4分鐘的時間。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)分鐘的時間。 |
準(zhǔn)確
正是因為ROSS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)行自動溫度補償時，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電極低一個數(shù)量級。
耐用
除了參比體系的優(yōu)勢，ROSS電極的設(shè)計本身也非常具有創(chuàng)新性。仔細(xì)觀察ROSS電極，會發(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)計為電極提供了兩個優(yōu)勢。通過顯著延長通往參比電極的擴散路徑，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)一步增加了有效擴散路徑。此外，參比填充液量相比直桿設(shè)計也有所增加。這些因素的每一個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，會得到更長壽命的電極。例如ROSS Ultra™ 電極（超級ROSS電極）的電極帽上，有一個額外的參比填充液儲存器，這一設(shè)計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 個月。
 ROSS 電極中獨特的“橙色螺旋管”設(shè)計 |
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，因而在使用中不會有析出，I3-離子也不會發(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)計完全隔開了內(nèi)參比體系和待測樣品，雙方互不污染，對 樣品的適應(yīng)性好于單液接電極。必要的時候，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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ROSS電極
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