Ionenselectieve

Ionenselectieve, of ionenselectiviteit, is het vermogen van een stof, receptor of sensor om specifieke ionen in oplossing te herkennen en te reageren, terwijl de respons op andere ionen beperkt blijft. Dit concept is fundamenteel in elektrochemie, sensoriek en biologische herkenning, waar de doelgroepion bepaald gedrag vertoont ten opzichte van verwante ionen.

In de chemische sensing spelen ionenselectieve elektroden (ISE’s) een belangrijke rol. Een ISE bestaat uit een meetelektrode met een selectief membraan dat ionen kan herkennen via ionoporen of liganden in de membraan. Het membraan kan een kunststof polymeer zijn met een plasticizer en aanvullende bestanddelen; door het choice van ionopoor of ligand wordt bepaald welk ion wordt gedetecteerd (bijvoorbeeld K+, Na+, Ca2+). De elektrische respons is doorgaans potentiometrisch: de potentiaal verandert in verhouding tot de activiteit van het doelion. Voor monovalente ionen ligt de respons bij kamertemperatuur vaak dicht bij 59 millivolt per decade verandering in activiteit, zoals voorspeld door de Nernst-vergelijking.

Selectiviteit wordt uitgedrukt met selectiviteitscoëfficiënten, die aangeven hoe sterk een sensor reageert op een interfererend ion ten opzichte van het gewenste ion. Een lagere waarde duidt op betere selectiviteit. De prestaties kunnen worden verbeterd door de samenstelling van het membraan, de keuze van ionopoor, en de toepassing van verschillende polymeren en additieven.

Naast analytische sensing spelen ionenselectieve eigenschappen ook een cruciale rol in de biologie: ionkanalen en selectiviteitsfilters bepalen welke ionen door membranen kunnen passeren, wat essentieel is voor impulsoverdracht en celhomeostase.