CN100573108C - 热控电极电致化学发光检测装置及检测池制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种热控电极电致化学发光检测装置，其特征在于：包括检测池，电加热系统，所述电加热系统连接检测池的工作电极，所述工作电极为带有铟锡氧化物涂层的导电玻璃电极；所述检测池为三电极系统，所述三电极分别连接电化学工作站，所述电化学工作站连接计算机；所述检测池下部设置有光电倍增管，所述光电倍增管连接微弱光检测器，所述微弱光检测器连接到计算机，所述光电倍增管和检测池都设置于暗箱中。本发明具有制作简单、使用方便、系统稳定、费用低廉等特点。可以方便地对工作电极进行电加热。该集成化热控ITO电极—电致化学发光检测系统对于胺类物质的检测具有很好的灵敏度和重现性。
Description
技术领域
本发明属于电化学检测领域，更具体涉及一种热控电极电致化学发光检测装置及检测池制备方法。
背景技术
电致化学发光(ECL)一般是在电极表面或附近发生的，通常人们可以通过调节电极的相对位置，改变对电极所施加的电位及改变电极材料来改变ECL的强度及特性，以获得最好的检测结果。目前所有有关ECL的研究都是在室温下进行，但事实上发生在电极表面的ECL不但与发光物质在电极表面的扩散有关，与发光物质的传质速率等动力学因素也密切相关，而电极表面的温度对这些因素有着重要影响。因此研究电极表面温度对ECL反应的影响，对于进一步提高ECL分析方法的灵敏度、选择性、稳定性有重要意义。热控电极可以保持电极表面的温度在短时间内升高而不影响溶液的整体温度，这样将大大提高了分析物在电极表面的质量转移速率，使其动力学控制的电极过程的效率得以大大提高。热控微电极与常规电极比较至少在以下几个方面存在优势：1、它可以在电极表面，在很短的时间内，在很小的局部范围内产生能量的高密度分布，使电极表面温度在短时间内升高，以大大激活电极表面电化学的热力学和动力学过程，但是却可以保持主体溶液处于室温，而不随电极表面温度的激剧升高而升高，这对很多非热稳定性物质的测定是非常有利的；2、根据加热温度方式的不同，在电极周围溶液中会形成一个比扩散层稍厚的温度分布层，通过热的引导会产生扰动效应，以增强扩散作用和氧化还原过程的速度；3、电极表面的高温度分布有利于降低超电压或能减小电极表面的污染效应；4、热控微电极的表面更容易被清洗，因此能有效地克服固体电极的记忆效应，使电化学测试的重现性和稳定性更好。
热控电极的提出在电致化学发光研究方面是一个很有创意的课题，目前国际上只有Gründker等几个研究小组将其应用在电分析化学研究和电致化学发光中。已经研制的热控电极主要是柱状电极(铂丝电极、碳糊电极等)，这些热控电极整体体积相对较大，需要的检测池也比较大，因此溶液的消耗量较大。
发明内容
本发明的目的是提供一种热控电极电致化学发光检测装置及检测池制备方法；本发明检测装置的检测池集成了热控的ITO电极，其电极的面积可以通过贮液池的底部面积来控制。该检测池大致只需要0.5～1mL的溶液即可实现基于热控电极的电致化学发光检测，大大简化了操作，节约了样品，提高了电致化学发光信号的采集效率，并且制作原料易得、步骤简单，检测系统稳定、费用低廉，可以方便地对工作电极进行电加热。
本发明的热控电极电致化学发光检测装置，其特征在于：包括检测池，电加热系统，所述电加热系统连接检测池的工作电极，所述工作电极为带有铟锡氧化物涂层的导电玻璃电极；所述检测池为三电极系统，所述三电极分别连接电化学工作站，所述电化学工作站连接计算机；所述检测池下部设置有光电倍增管，所述光电倍增管连接微弱光检测器，所述微弱光检测器连接到计算机，所述光电倍增管和检测池都设置于暗箱中。
本发明的热控电极电致化学发光检测装置的检测池制备方法，其特征在于：按检测需要切割好导电玻璃，在切割好的导电玻璃上涂上凡士林，然后以HNO3/HCl混合溶液对玻璃表面的铟锡氧化物涂层进行腐蚀18～25分钟，最后除去凡士林，形成带铟锡氧化物涂层的“T”形导电通道；用导电胶将外层带胶皮的铜导线固定在“T”形的导电通道的三端；其中“T”形的左右两端的导线接加热系统，下端的导线接电化学工作站的工作电极端；然后用环氧树脂将样品容器固定在“T”形导电通道的交叉部分，并用环氧树脂覆盖整个导电玻璃的表层，所述表层包括导电层和导电胶。
本发明的显著优点是：
(1)本发明采用了可热控电极的ITO电极作为检测池的工作电极，其电极的面积可以通过贮液池的底部面积来控制，该检测池大致只需要0.5～1mL的溶液即可实现基于热控电极的电致化学发光检测，样品用量少；由于ITO是一种透光材料，作为工作电极集成到检测池上大大简化了操作，提高了电致化学发光信号的采集效率。
(2)本发明通过高频电流发生器和变压器组成的电加热系统对工作电极进行加热，而对溶液整体温度不产生影响，这对很多非热稳定性物质的测定是非常有利的并且避免了分析信号的失真；使用变压器滤除高频电流发生器产生的交流电流当中所残余的直流部分，避免其干扰电化学检测。
(3)本发明将检测池置于装有二次水的容器中，避免了长时间过度加热电极使得溶液温度产生波动，增加了检测的稳定性。
(4)本发明通过控制电流的大小来控制电极的温度，当一定频率的交流电通过微电极时会使ITO电极均匀地发热。
(5)本发明的检测池制作原料易得、步骤简单，检测系统稳定、费用低廉。
附图说明
图1为本发明的热控电极电致化学发光检测装置构造示意图，其中：1、电化学工作站；2、高频电流发生器；3、变压器；4、检测暗箱；5、容器；6、检测池；7、光电倍增管；8、微弱光检测器；9、计算机；10、工作电极端；11、辅助电极端；12、参比电极端。
图2为本发明的检测池的构造示意图，其中：13、样品容器；14、ITO玻璃；15、铟锡氧化物涂层；16、工作电极；17、参比电极；18、顶盖；19、溶液加入口；20、接加热装置；21、接工作电极端；22、导电胶；23、工作电极的工作面。
具体实施方式
本发明的热控电极电致化学发光检测装置的检测池包括样品容器，工作电极，辅助电极和参比电极；所述工作电极为片状的铟锡氧化物涂层的导电玻璃电极，所述样品容器的底部就是工作电极，所述样品容器开口设置有顶盖，所述顶盖上设置有辅助电极插入通孔、参比电极插入通孔和溶液加入口；所述检测池设置于装有二次水的容器中。
所述辅助电极为铂丝，所述参比电极为银丝，所述样品容器采用无底塑料离心管。
所述工作电极的铟锡氧化物涂层为“T”形导电通道，所述“T”形导电通道的“丨”形通道垂直相交于“-”形通道的中点，所述样品容器底部设置于导电通道的交点处；所述“-”形导电通道的两端设置有加热装置连接点，所述“丨”形导电通道一端设置有电化学工作站连接点。
所述连接点的导线通过导电胶固定。
所述电加热系统包括高频电流发生器，所述高频电流发生器通过变压器连接工作电极。
结合实施例具体说明本发明装置的制作和检测步骤：
实施例
首先将导电玻璃切割成2×2cm的方形小块(14)，并根据需要的导电通道的形状，在切割好的导电玻璃上涂上凡士林以保护铟锡氧化物涂层。然后以HNO3和HCl(摩尔比为1∶3)混合溶液对玻璃表面的铟锡氧化物涂层进行腐蚀约20分钟左右，没有被凡士林覆盖的铟锡氧化物涂层会被腐蚀。最后除去凡士林，将ITO电极清洗干净，形成了如图2所示，带铟锡氧化物涂层(宽度为1厘米)的“T”形导电通道(15)。该“T”形导电通道的“丨”通道垂直交于“-”通道的中点。
依次用清洁剂、二次水、丙酮、二次水对做好的导电玻璃片超声清洗5分钟，然后自然晾干并注意保持导电玻璃片的表面清洁。用导电胶(22)将3根外层带胶皮的铜导线分别固定在“T”形的导电通道的三端。其中“T”形的左右两端的导线接加热系统(20)，下端的导线接电化学工作站的工作电极端(21)。将一个塑料离心管(容积1.5mL)(13)的底部切去，使其底面的直径为2毫米，用砂纸仔细打磨切面至平滑。然后用环氧树脂将(容积大约1mL)将其固定在“T”形导电通道的交叉部分构成溶液贮池体，以溶液贮池底部暴露在溶液中的ITO导电部分作为工作电极的工作面(23)。并用环氧树脂覆盖整个导电玻璃的表层(包括导电层和导电胶)。
在塑料离心管的顶盖上穿两个直径0.5毫米的小孔，分别固定上一根铂丝(16)和银丝(17)，以此作为辅助电极和参比电极；另外再穿一个直径1毫米的小孔(19)，作为添加和吸取溶液的通道。
该电致化学发光检测装置采用三电极系统，将铜导线(21)与电化学工作站的工作电极端(10)连接，以溶液贮池底部暴露在溶液中的ITO导电部分(23)作为工作电极，进行标准的电化学检测。以铂丝(16)为辅助电极，银丝(17)为参比电极。热控ITO电极的“T”形导电通道上相对的两根铜导线(20)与一个高频电流发生器联接，中间连接一个变压器。为了避免分析信号的失真，需要使用一个高频电流发生器(～100kHz)，而变压器的作用是滤除高频电流发生器产生的交流电流当中所残余的直流部分，以免其干扰电化学检测。可以通过控制电流的大小来控制电极的温度，当一定频率的交流电通过微电极时会使ITO电极均匀地发热。为避免加热时间过长使得溶液的温度上升，将电致化学发光检测池至于装有二次水的石英烧杯(5)中，并置于光电倍增管(7)的上方，光电倍增管(7)和电致化学发光检测池(6)同时被置于暗箱中，通过微弱发光检测仪(8)测定光信号的强度。
检测池中的三联吡啶钌溶液浓度为0.1mmol/L，缓冲液为200mmol/L pH 9.50磷酸盐溶液。将高频电流发生器的输出电压控制为0V，即电极温度为室温，使用线性扫描伏安法作为电化学方法，电位扫描范围是0.5V～1.3V，扫描速率为50mV/s，每次扫描前的静止时间为2s，对三丙胺的检测限为5.0×10-9mol/L，检测的相对标准偏差RSD＜5％。改变高频电流发生器的输出电压使得电极温度为50℃，使用上述的电化学参数进行测定，此时对三丙胺的检测限为3.5×10-10mol/L，检测的相对标准偏差RSD＜3％。可见，对电极在一定程度上实施加热，可以提高检测的灵敏度和重现性。
本发明设计的以热控铟锡氧化物涂层(ITO)导电玻璃为工作电极的电致化学发光检测装置具有制作简单、使用方便、系统稳定、费用低廉等特点。可以方便地对工作电极进行电加热。该集成化热控ITO电极-电致化学发光检测系统对于胺类物质的检测具有很好的灵敏度和重现性。
Claims (6)
1.一种热控电极电致化学发光检测装置，其特征在于：包括检测池，电加热系统，所述电加热系统连接检测池的工作电极，所述检测池为三电极系统，所述三电极分别连接电化学工作站，所述电化学工作站连接计算机；所述检测池下部设置有光电倍增管，所述光电倍增管连接微弱光检测器，所述微弱光检测器连接到计算机，所述光电倍增管和检测池都设置于暗箱中；所述检测池包括样品容器，样品容器中贮有溶液，对应样品容器底部、暴露在溶液中的铟锡氧化物涂层的导电玻璃电极作为工作电极；所述检测池包括工作电极，辅助电极和参比电极构成的三电极系统；所述三电极分别连接电化学工作站，样品容器开口设置有顶盖，所述顶盖上设置有辅助电极插入通孔、参比电极插入通孔和溶液加入口；所述工作电极的铟锡氧化物涂层为“T”形导电通道，所述“T”形导电通道的“丨”形通道垂直相交于“—”形通道的中点，所述样品容器底部设置于导电通道的交点处；所述“—”形导电通道的两端设置有加热装置连接点，所述“丨”形导电通道一端设置有电化学工作站连接点。
2.根据权利要求1所述的热控电极电致化学发光检测装置，其特征在于：所述检测池设置于装有二次水的容器中。
3.根据权利要求1所述的热控电极电致化学发光检测装置，其特征在于：所述辅助电极为铂丝，所述参比电极为银丝，所述样品容器采用无底塑料离心管。
4.根据权利要求1所述的热控电极电致化学发光检测装置，其特征在于：所述加热装置的连接点的导线和所述电化学工作站连接点的导线通过导电胶固定。
5.根据权利要求1所述的热控电极电致化学发光检测装置，其特征在于：所述电加热系统包括高频电流发生器，所述高频电流发生器通过变压器连接工作电极。
6.一种如权利要求1、2、3、4或5所述的热控电极电致化学发光检测装置的检测池制备方法，其特征在于：按检测需要切割好导电玻璃，在切割好的导电玻璃上涂上凡士林，然后以HNO3和HCl的混合溶液对玻璃表面的铟锡氧化物涂层进行腐蚀18～25分钟，最后除去凡士林，形成带铟锡氧化物涂层的“T”形导电通道；用导电胶将外层带胶皮的铜导线固定在“T”形的导电通道的三端；其中“T”形的左右两端的导线接加热系统，下端的导线接电化学工作站的工作电极端；然后用环氧树脂将样品容器固定在“T”形导电通道的交叉部分，并用环氧树脂覆盖整个导电玻璃的表层，所述表层包括导电层和导电胶。
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|---|---|---|---|---|
| CN101368929B (zh) * | 2008-09-24 | 2013-04-03 | 福州大学 | 一种温度调制电化学电极及其加热方法 |
| CN101482534B (zh) * | 2009-02-03 | 2012-06-27 | 福州大学 | 在导电玻璃上集成的加热式电化学微量检测池 |
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| CN102621131B (zh) * | 2012-03-08 | 2016-04-06 | 宁波大学 | 一种新型的功能拓展的电致化学发光分析检测装置 |
| CN102645428A (zh) * | 2012-03-08 | 2012-08-22 | 宁波大学 | 附加功能性机构易于卸载的电致化学发光分析检测装置 |
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| CN102621132A (zh) * | 2012-03-08 | 2012-08-01 | 宁波大学 | 改进的电致化学发光分析检测装置 |
| CN102636431A (zh) * | 2012-03-08 | 2012-08-15 | 宁波大学 | 具有自洁功能的电致化学发光分析检测装置 |
| CN102680460B (zh) * | 2012-04-23 | 2015-11-25 | 宁波大学 | 电致化学发光三电极体系无干扰即时自洁方法 |
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| CN102706863B (zh) * | 2012-04-23 | 2015-12-16 | 宁波大学 | 具有自洁功能且无附加干扰的电致化学发光分析检测装置 |
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| 热电极及其引用. 孙建军，郭亮，阴文辉，张德风，陈国南.化学传感器，第25卷第2期. 2005 |
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