CN102495123A - 用于电化学检测的纸基电解池及其制作方法及三电极体系 - Google Patents

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CN102495123A CN2011104019658A CN201110401965A CN102495123A CN 102495123 A CN102495123 A CN 102495123A CN 2011104019658 A CN2011104019658 A CN 2011104019658A CN 201110401965 A CN201110401965 A CN 201110401965A CN 102495123 A CN102495123 A CN 102495123A
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CN2011104019658A
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张庆
鲍宁
史传国
白桦
王超
顾海鹰
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Nantong Tongda Chemical Objects Safety Assessment Center Co Ltd
Chinese Academy of Inspection and Quarantine CAIQ
Nantong University
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Nantong Tongda Chemical Objects Safety Assessment Center Co Ltd
Chinese Academy of Inspection and Quarantine CAIQ
Nantong University
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Abstract

本发明公开了一种用于电化学检测的纸基电解池，包括滤纸，滤纸上设有封闭的碳粉区域，碳粉区域围成的区域为电解池区域。本发明还提供了上述纸基电解池的制作方法，包括如下步骤：在电脑上制作出碳粉区域的图案，采用分辨率≥300dpi的激光打印机在滤纸上打印出碳粉区域，用加热装置，将打印好图案的滤纸在温度120℃～180℃下加热60～300分钟，得到本发明的纸基电解池。本发明用于电化学检测的纸基电解池加工所需设备简单，可在普通实验室实现，制作成本低，制作简单速度快，检测所需的样品量仅需要1～100微升，使用范围广，体积小，携带方便，适合于便携式电化学检测的需求，并且为可丢弃型。

Description

用于电化学检测的纸基电解池及其制作方法及三电极体系
技术领域
本发明属于电化学领域，特别是涉及一种用于电化学检测的纸基电解池及其制作方法及三电极体系。
背景技术
电化学检测是指应用电化学一起给研究体系施加一定的激励，并检测其相应信号，对实验数据进行分析。由电解池、工作电极、参比电极和对电极组成的所谓“三电极体系”是进行电化学检测的关键部件。在三电极体系中，电解池用于容纳工作电极、参比电极和对电极，并提供电化学反应的空间，是三电极体系的核心。目前，用于电化学检测的电解池一般由玻璃、聚四氟乙烯、有机玻璃(聚甲基丙烯酸甲脂)、聚乙烯、聚苯乙烯、环氧树脂、橡胶等材料制成，加工时需要专门设备，通常无法在实验室自行制作，且都有一定体积，外出试验携带不便。此外，由上述材料制作的电解池在进行电化学检测时需要的溶液体积一般在几至数十毫升，对于样品量很少的样品检测，使用受局限。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种制作简单、体积小、携带方便、对样品使用量要求低的用于电化学检测的纸基电解池。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种用于电化学检测的纸基电解池，包括滤纸，滤纸上设有封闭的碳粉区域，碳粉区域围成的区域为电解池区域。
本发明用于电化学检测的纸基电解池，其中所述封闭的碳粉区域四周的宽度相等，宽度为0.5-2mm。
本发明用于电化学检测的纸基电解池，其中所述封闭的碳粉区域设置在滤纸的中间位置。
本发明用于电化学检测的纸基电解池，其中所述电解池区域的形状为方形、圆形或三角形。
本发明用于电化学检测的纸基电解池，其中所述滤纸的形状是方形、圆形或三角形。
本发明还提供了上述用于电化学检测的纸基电解池的制作方法，包括如下步骤：
(1)在电脑上制作出碳粉区域的图案，
(2)采用分辨率≥300dpi的激光打印机在滤纸上打印出碳粉区域，
(3)用加热装置，将打印好图案的滤纸在温度120℃～180℃下加热60～300分钟，得到本发明的纸基电解池。
本发明纸基电解池的制作方法，其中步骤(3)中，将打印好图案的滤纸在温度140℃～160℃下加热100～200分钟。
本发明还提供了由上述纸基电解池构成的用于电化学检测的三电极体系，包括纸基电解池、工作电极、参比电极、对电极，对电极、参比电极和工作电极分别固定在滤纸上，且各电极表面分别与电解池区域相接触。
本发明提供的纸基电解池的原理主要是：通过激光打印机的碳粉在滤纸上形成毫米级至微米级的亲水性通道，这样溶液样本就可以被限制在电解池区域及碳粉区域内，从而完成电化学及其他生化分析。
本发明用于电化学检测的纸基电解池采用分辨率≥300dpi的激光打印机在滤纸上利用碳粉构建图形，然后进行热处理制得，具有以下优点：
1、加工所需设备简单，可在普通实验室实现；
2、用激光打印机快速、大批量制作图案化纸基，精密度高，制作成本低，制作简单速度快；
3、采用本发明三电极体系检测样品所需的样品量仅需要1～100微升，使用范围广；
4、体积小，携带方便，适合于便携式电化学检测的需求，并且为可丢弃型。
下面结合附图对本发明的用于电化学检测的纸基电解池作进一步说明。
附图说明
图1为本发明用于电化学检测的纸基电解池的结构示意图；
图2为本发明用于电化学检测的三电极体系的结构示意图；
图3为本发明三电极体系检测铅含量得到的结果图。
具体实施方式
如图1所示，本发明用于电化学检测的纸基电解池，包括滤纸1，滤纸1的中间位置设有封闭的碳粉区域2，碳粉区域2围成的区域为电解池区域3。滤纸1的形状可以是方形、圆形、三角形等，图中所示为方形。电解池区域3的形状可以是方形、圆形、三角形等，图中所示为方形。相应封闭的碳粉区域2的形状为由两个同心的内、外矩形之间形成的区域，圆环形，或由两个同心的内、外三角形之间形成的区域等，封闭的碳粉区域2四周的宽度相等，宽度为0.5-2mm。
本发明用于电化学检测的纸基电解池的制作方法如下：
(1)在电脑上制作出碳粉区域，可采用WORD、CAD、画图等软件制作，
(2)采用分辨率≥300dpi的普通办公用激光打印机在滤纸上打印出碳粉区域，
(3)用烘箱或其他加热装置，将打印好图案的滤纸在温度120℃～180℃下加热60～300分钟，得到本发明的纸基电解池。
制作本发明的纸基电解池，在电脑上制作出碳粉区域后，可一次打印若干纸基电解池，在办公室内即可自行制作，制作简单，方便快捷。
如图2所示，本发明用于电化学检测的三电极体系，包括纸基电解池、工作电极4、参比电极5、对电极6，对电极6、参比电极5和工作电极4分别固定在滤纸1一侧的支架上，且各电极表面与电解池区域3相接触。对电极、参比电极和工作电极可以是印刷式或平板式电极。
本发明的三电极体系，可用于各种电化学检测使用。
实施例1
(1)采用WORD在电脑上制作出碳粉区域图案，
(2)采用分辨率300dpi的普通办公用激光打印机在滤纸上打印出碳粉区域，
(3)用烘箱将打印好图案的滤纸在温度120℃下加热300分钟，得到本发明的纸基电解池。
实施例2
(1)采用WORD在电脑上制作出碳粉区域图案，
(2)采用分辨率500dpi的普通办公用激光打印机在滤纸上打印出碳粉区域，
(3)用烘箱将打印好图案的滤纸在温度160℃下加热200分钟，得到本发明的纸基电解池。
实施例3
(1)采用WORD在电脑上制作出碳粉区域图案，
(2)采用分辨率400dpi的普通办公用激光打印机在滤纸上打印出碳粉区域，
(3)用烘箱将打印好图案的滤纸在温度180℃下加热60分钟，得到本发明的纸基电解池。
实施例4
采用实施例1制得的纸基电解池构成的三电极体系进行铅离子的检测，过程如下：
1、首先将平板式工作电极进行一定的处理如清洗、镀膜等；
2、将铅浓度为60ppb的样品10uL滴加在平板式工作电极表面，在30-80℃温度下烘干；
3、使纸基电解池的电解池区域紧密覆盖在工作电极表面，同时集成参比电极和对电极，然后在电解池区域滴加40uL醋酸缓冲液；
4、利用溶出伏安法对样品中的铅进行检测，得到的图3中的峰1为铅的峰，其高度与铅的浓度相关，计算得出铅浓度54ppb，检测偏差为10％。
实施例5
分别采用实施例2、3制得的纸基电解池构成的三电极体系进行铅离子的检测，过程同实施例4，使用含铅样品量分别为50uL和100uL，计算得出铅浓度分别为58ppb、55ppb，检测偏差分别为3.3％、8.3％。
由上可知，利用本发明纸基电解池进行电化学检测，样品使用量仅为几十微升，且检测偏差小。
以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (8)

1.一种用于电化学检测的纸基电解池，其特征在于：包括滤纸，滤纸上设有封闭的碳粉区域，碳粉区域围成的区域为电解池区域。
2.根据权利要求1所述的用于电化学检测的纸基电解池，其特征在于：所述封闭的碳粉区域四周的宽度相等，宽度为0.5-2mm。
3.根据权利要求2所述的用于电化学检测的纸基电解池，其特征在于：所述封闭的碳粉区域设置在滤纸的中间位置。
4.根据权利要求3所述的用于电化学检测的纸基电解池，其特征在于：所述电解池区域的形状为方形、圆形或三角形。
5.根据权利要求4所述的用于电化学检测的纸基电解池，其特征在于：所述滤纸的形状是方形、圆形或三角形。
6.权利要求1-5任一项所述用于电化学检测的纸基电解池的制作方法，其特征在于包括如下步骤：
(1)在电脑上制作出碳粉区域的图案，
(2)采用分辨率≥300dpi的激光打印机在滤纸上打印出碳粉区域，
(3)用加热装置，将打印好图案的滤纸在温度120℃～180℃下加热60～300分钟，得到本发明的纸基电解池。
7.根据权利要求6所述的纸基电解池的制作方法，其特征在于：步骤(3)中，将打印好图案的滤纸在温度140℃～160℃下加热100～200分钟。
8.一种用于电化学检测的三电极体系，其特征在于：包括纸基电解池、工作电极、参比电极、对电极，对电极、参比电极和工作电极分别固定在滤纸上，且各电极表面分别与电解池区域相接触。
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105353016A (zh) * 2015-12-10 2016-02-24 河南工程学院 一种甲烷气体薄层介质电化学生物传感器及其制备方法
CN105466991A (zh) * 2015-12-30 2016-04-06 中国检验检疫科学研究院 双酚a可抛式纸基传感器及其制备方法和应用
CN107754961A (zh) * 2017-11-01 2018-03-06 南通大学 基于激光打印的纸质微孔板的制备方法
CN108181361A (zh) * 2017-12-22 2018-06-19 南通大学 一种同时检测多种环境激素的方法
CN108940389A (zh) * 2018-06-29 2018-12-07 东南大学 基于激光打印的纸基微流控芯片及其制备方法和应用
CN113941534A (zh) * 2021-09-16 2022-01-18 泰州市光明电子材料有限公司 一种具有除尘机构的塑料芯片制造用电化学检测装置

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010102294A1 (en) * 2009-03-06 2010-09-10 President And Fellows Of Harvard College Methods of micropatterning paper-based microfluidics
CN202351209U (zh) * 2011-12-06 2012-07-25 中国检验检疫科学研究院 用于电化学检测的纸基电解池及三电极体系

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010102294A1 (en) * 2009-03-06 2010-09-10 President And Fellows Of Harvard College Methods of micropatterning paper-based microfluidics
CN202351209U (zh) * 2011-12-06 2012-07-25 中国检验检疫科学研究院 用于电化学检测的纸基电解池及三电极体系

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
EMANUEL CARRILHO, ET AL.: "Understanding Wax Printing: A Simple Micropatterning Process for Paper-Based Microfluidics", 《ANALYTICAL CHEMISTRY》 *
JACQUI L. DELANEY, ET AL.: "Electrogenerated Chemiluminescence Detection in Paper-Based Microfluidic Sensors", 《ANAL. CHEM.》 *
WIJITAR DUNGCHAI,ET AL.: "Electrochemical Detection for Paper-Based Microfluidics", 《ANALYTICAL CHEMISTRY》 *
面茶儿 等: "碳粉", 《百度百科》 *

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105353016A (zh) * 2015-12-10 2016-02-24 河南工程学院 一种甲烷气体薄层介质电化学生物传感器及其制备方法
CN105353016B (zh) * 2015-12-10 2017-11-21 河南工程学院 一种甲烷气体薄层介质电化学生物传感器及其制备方法
CN105466991A (zh) * 2015-12-30 2016-04-06 中国检验检疫科学研究院 双酚a可抛式纸基传感器及其制备方法和应用
CN107754961A (zh) * 2017-11-01 2018-03-06 南通大学 基于激光打印的纸质微孔板的制备方法
CN108181361A (zh) * 2017-12-22 2018-06-19 南通大学 一种同时检测多种环境激素的方法
CN108940389A (zh) * 2018-06-29 2018-12-07 东南大学 基于激光打印的纸基微流控芯片及其制备方法和应用
CN113941534A (zh) * 2021-09-16 2022-01-18 泰州市光明电子材料有限公司 一种具有除尘机构的塑料芯片制造用电化学检测装置
CN113941534B (zh) * 2021-09-16 2022-12-30 深圳市之诺微电子有限公司 一种具有除尘机构的塑料芯片制造用电化学检测装置

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