离子选择电极（Ion Selective Electrode, ISE）是一种基于电化学原理的检测技术，能够通过电位变化实现对特定离子的选择性识别与定量分析。其核心原理是利用电极表面敏感膜对目标离子的选择性渗透或吸附作用，形成与溶液中离子浓度相关的膜电位差。这种技术因其高灵敏度、快速响应和操作简便等优势，广泛应用于环境监测、医疗诊断、食品工业、水质分析及生物化学研究等领域。
与传统的化学分析法相比，离子选择电极检测具有显著优势：首先，它能够实现实时在线监测，无需复杂的前处理步骤；其次，检测过程对样品量需求低，尤其适用于微量或痕量离子分析；此外，电极的选择性可通过调整膜材料实现多样化，覆盖常见阳离子（如K⁺、Na⁺、Ca²⁺）和阴离子（如F⁻、Cl⁻、NO₃⁻）的检测需求。随着纳米技术和传感材料的进步，其检测限和抗干扰能力持续提升，成为现代分析化学的重要工具。
离子选择电极技术可覆盖以下典型检测项目：
1. 环境监测：水体中的氟离子（F⁻）、硝酸根（NO₃⁻）、铵离子（NH₄⁺）浓度检测，土壤重金属离子（如Pb²⁺、Cd²⁺）的快速筛查。
2. 医疗领域：血液或尿液中的钾（K⁺）、钠（Na⁺）、钙（Ca²⁺）等离子浓度测定，用于电解质平衡诊断。
3. 工业应用：食品中防腐剂（如亚硝酸盐）、发酵液中的氨基酸离子，以及电镀废液中氰化物（CN⁻）的定量分析。
4. 科研方向：细胞培养液中pH值相关离子（H⁺）、生物样本中特定代谢产物的动态监测。
离子选择电极检测的标准操作流程包括以下关键步骤：
1. 电极校准：使用标准溶液系列（通常为3-5个浓度梯度）建立电位-浓度对数曲线，确保电极响应线性度（R²≥0.99）。
2. 样品预处理：根据目标离子性质调整样品pH值（如氟离子检测需添加TISAB缓冲液消除羟基干扰），过滤去除悬浮颗粒物。
3. 电位测量：将电极浸入待测溶液，待电位稳定后（通常30-60秒）记录毫伏值，通过校准曲线反算离子浓度。
4. 干扰补偿：采用选择性系数法或添加掩蔽剂（如EDTA络合重金属），降低共存离子的交叉敏感性影响。
5. 质量控制：每批次检测需包含空白样和加标回收样，回收率应控制在80%-120%范围内。
离子选择电极检测需遵循以下国际与行业标准：
1. ISO标准：ISO 13395（水质硝酸盐检测）、ISO 10359-1（氟化物测定方法）规定了电极性能参数和操作规范。
2. 国家标准：GB/T 7484-1987（水质氟化物的测定-离子选择电极法）、GB 5009.268-2016（食品中多元素测定）明确样品处理与数据处理要求。
3. 行业规范：EPA Method 9214（土壤中硝酸盐检测）、CLSI EP10-A3（临床电极校准验证）提供特定场景下的技术指南。
关键指标要求：电极斜率应达到理论值的95%以上（如25℃时一价离子斜率为59.16mV/decade），检测限通常要求低于目标物最大允许浓度的1/10。温度补偿误差需控制在±0.5mV/℃以内。
