CN102661947B - 兼具多重附加机能的电致化学发光分析用装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种兼具多重附加机能的电致化学发光分析用装置，属于分析测试领域。电致化学发光所涉玻碳电极十分容易受到吸附污染，本案旨在不引入附加干扰的前提下，一揽子地解决相关问题。本案装置的结构包括电解池以及插在电解池中的玻碳电极、对电极以及参比电极，重点是，装置的结构还包括杆状超声波探头，该杆状超声波探头的工作端深入电解池的内部，以及，其轮廓呈笔套状或试管状的微孔材质的超声波能量吸收器，参比电极的工作端深入该超声波能量吸收器的内腔。该装置能够实现针对玻碳电极的即时的超声清洁运作；并且依托该超声波能量吸收器抑制超声波对参比电极的综合干扰。本案该装置并且兼具电、声双激励受激化学发光分析检测功能。

Description

兼具多重附加机能的电致化学发光分析用装置

技术领域

本发明涉及一种兼具多重附加机能的电致化学发光分析用装置，属于分析测试领域。

背景技术

电致化学发光检测所涉装置中的玻碳电极十分容易受到电解产生的有机类物质的吸附污染，所述吸附污染会导致玻碳电极性能的迅速衰减；因此，如何在进行电致化学发光检测操作的同时，有效地、即时地、无附加干扰地清洁所述玻碳电极，就成为了一个亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明所要解决的问题是，研发一种能够在进行电致化学发光分析检测的同时，即时地进行电极自洁运作的新型电致化学发光分析检测装置，该自洁运作方式并且不应当引入负面干扰。

本案通过以下方案解决上述问题，该方案提供的装置是一种兼具多重附加机能的电致化学发光分析用装置，该装置的结构包括电解池，以及，装设于电解池下方或侧面的光电倍增管，所述电解池以及光电倍增管均装设在暗盒之内，以及，工作电极，以及，对电极，以及，参比电极，所述对电极是片状、柱状或丝状的铂电极或金电极，所述参比电极是Ag/AgCl电极或甘汞电极，所述工作电极是玻碳电极，所述工作电极以及对电极以及参比电极的工作端位于所述电解池的内部，该电解池是杯状器皿，重点是，该装置的结构还包括杆状超声波探头，该杆状超声波探头的工作端装设有超声波换能器，该杆状超声波探头的工作端位于所述电解池的内部，以及，超声波能量吸收器，该超声波能量吸收器其轮廓呈笔套状或试管状，该呈笔套状或试管状的超声波能量吸收器其封闭的一端位于电解池的内部，所述参比电极其工作端深入该超声波能量吸收器的内腔，该超声波能量吸收器其材质是微孔材质，所述微孔材质是微孔陶瓷、微孔泡沫玻璃、微孔泡沫铝、微孔硅橡胶、微孔聚四氟乙烯或微孔聚偏氟乙烯。

所述微孔陶瓷、微孔泡沫玻璃、微孔泡沫铝、微孔硅橡胶、微孔聚四氟乙烯以及微孔聚偏氟乙烯等等微孔材料，均有市售；可以买来选定的微孔材料进行简单切削、凿孔，制成所需的形态。

所述玻碳电极一词，其技术含义在电致化学发光分析领域，是公知的。

所述超声波换能器是将高频振荡电讯号转换成高频机械振荡的器件，所述超声波换能器一词本身的技术含义在超声波专业技术领域是公知的。

所述杆状超声波探头，其本身的技术含义在超声波专业技术领域是公知的。

本案装置当然还可以包括高频振荡电讯号发生器，该高频振荡电讯号发生器可以经由高频振荡电讯号传输电缆与所述杆状超声波探头连接，该高频振荡电讯号发生器连同经由高频振荡电讯号传输电缆与其连接在一起的所述杆状超声波探头构成超声发射机构，该超声发射机构的超声发射功率介于1毫瓦与20瓦之间。采用较低的功率，有助于避免损伤所述电极，并且有利于避免干扰电致化学发光检测。

所述高频振荡电讯号发生器一词的技术含义，在超声波专业技术领域是公知的。

本案装置的结构，还可以包括一些附件，所述附件例如：微弱光测量仪，该微弱光测量仪可以与所述光电倍增管连接；以及，记录仪，该记录仪可以与所述微弱光测量仪连接。

所述附件又例如：电化学工作站装置，该电化学工作站装置可以与所述工作电极以及辅助电极以及参比电极连接。所述电化学工作站当然也可以是集成了所述微弱光测量模块、记录模块、数据处理模块的电化学工作站。

所述附件还例如：用于夹持工作电极以及辅助电极以及参比电极的夹持、固定支架；以及，用于夹持所述杆状超声波探头的夹持、固定支架；等等。

所述微弱光测量仪以及所述记录仪以及电化学工作站装置等术语表达，对于电致化学发光领域而言，其技术含义是公知的。

超声空化作用是一种十分强有力的作用，低频超声波其空化作用对对象工件的表面冲击较强，该低频超声波的空化作用对于精细如本案的分析检测装置而言是不太适合的；随着超声波频率的提高，空化作用对对象工件的损伤逐渐弱化直至可以忽略；因此，适于本案装置的优选的超声波频率不是随意的频率。

如上所述，为避免超声空化作用对工作电极表面的损伤，并避免诱发声致发光，该超声发射机构所发射的超声波的优选的频率至少应当在40KHz以上；该超声发射机构所发射的超声波的优选的频率其范围是在40KHz与12MHz之间。

在更为精细的层面上，为避免所述工作电极表面超声损伤，以及，更为精细地避免诱发声致发光，该超声发射机构所发射的超声波的更进一步的优选的频率至少应当在80KHz以上；该超声发射机构所发射的超声波的更进一步优选的频率其范围是在80KHz与12MHz之间。

不同的电解池底液以及不同的电致化学发光检测分析对象，对不同功率及频率的超声波的敏感度是不同的，为避免超声波对分析的干扰，可以根据具体的电解池底液及具体的检测分析对象，逐步调整、确定所需超声波频率及功率。

如上所述，针对不同的电致化学发光分析检测对象及电解池底液，应当细致调整、选择所需的超声波频率及功率，然而，在前期工作不到位的情形下，当所选用超声波频率及功率不是足够恰当，以至于诱发出一定强度的声致发光，也是不足忧虑的，只要在分析检测过程中扣除空白比对值即可，本案该装置此情形下自动转换为一种具有电极即时自洁功能的电致化学发光、声致化学发光双激励联合分析检测装置，或曰，电致化学发光、声致化学发光双激励复合分析检测装置。

本案中的超声波能量吸收器，是用于抵御超声波对参比电极的综合干扰，维持参比电极电位稳定。

任何孔径的微孔材料都有一定的吸收振波的功能；本案该微孔材质其微孔孔径的优选值是小于1.0毫米。

任何壁厚的所述超声波能量吸收器均有一定的超声波消解、吸收功能；本案该呈笔套状或试管状的超声波能量吸收器其壁厚的优选值是介于0.3厘米与3.0厘米之间。

仅就微孔材料对高频振荡波能量的吸收、消解功能及原理，对于声学领域的专业人员而言，是公知的。

鉴于所述电致化学发光分析检测装置经常接触各类溶液，所述杆状超声波探头优选具有聚四氟乙烯保护层的杆状超声波探头，该保护层的优选厚度介于0.5毫米与6.0毫米之间。

仅就聚四氟乙烯涂覆技术其本身而言，对于高分子材料应用技术领域的专业人员而言，是公知的。

本案的优点在于，本案装置能够在进行电致化学发光分析检测的同时，透过电解池内溶液的声波传递，利用高频率、低功率的超声波对安置于电解池内的工作电极的工作端面进行持续的、即时的清洁作用，以此方式，即时避免了电解氧化还原反应生成的有机杂质对所述电极表面的吸附污染，使得所述电极能够在整个的所述分析检测过程中始终保持电极表面的清新状态，阻止了电极性能的快速衰减。

当然，基于本案装置的结构特点，在电致化学发光分析检测开始之前及结束之后，本案装置也能够利用其自带的所述超声发射机构，方便地展开针对电解池以及电极的预先清洁工作及收尾清洁工作。

本案该装置也可方便地转换成一种具有电极即时自洁功能的电致化学发光、声致化学发光双激励联合分析检测装置，或曰，电致化学发光、声致化学发光双激励复合分析检测装置。

本案装置结构中的所述呈笔套状或试管状的超声波能量吸收器，能够削弱、抑制超声波对所述参比电极的综合干扰，维持所述参比电极电位稳定。

附图说明

图1是本案实施例示意图，所表达的是该装置的核心结构部分的大略形态。

图中，1是与杆状超声波探头连接的高频振荡电讯号传输电缆，2是连接对电极的电缆，3是暗盒，图中的暗盒以一个简单的矩形框示意，实际的暗盒，可以是能够将电解池及光电倍增管避光安置其中的任何形态的避光结构，4是电解池，5是对电极，该对电极又称辅助电极，6是光电倍增管，7杆状超声波探头，8是工作电极，本案工作电极特指玻碳电极，9是呈笔套状或试管状的超声波能量吸收器，10是参比电极，11是连接参比电极的电缆，12是连接工作电极的电缆。

具体实施方式

在图1所展示的本案实施例中，装置的结构包括电解池4，以及，装设于电解池4下方的光电倍增管6，该光电倍增管6也可以允许装设在电解池4的侧面，本案没有以图例显示该侧面安装的情形，所述电解池4以及光电倍增管6均装设在暗盒3之内，以及，工作电极8，以及，对电极5，以及，参比电极10，所述对电极5是片状、柱状或丝状的铂电极或金电极，所述参比电极10是Ag/AgCl电极或甘汞电极，所述工作电极8是玻碳电极，所述工作电极8以及对电极5以及参比电极10的工作端位于所述电解池4的内部，该电解池4是杯状器皿，重点是，该装置的结构还包括杆状超声波探头7，该杆状超声波探头7的工作端装设有超声波换能器，该杆状超声波探头7的工作端位于所述电解池4的内部，以及，超声波能量吸收器9，该超声波能量吸收器9其轮廓呈笔套状或试管状，该呈笔套状或试管状的超声波能量吸收器9其封闭的一端位于电解池4的内部，所述参比电极10其工作端深入该超声波能量吸收器9的内腔，该超声波能量吸收器9其材质是微孔材质，所述微孔材质是微孔陶瓷、微孔泡沫玻璃、微孔泡沫铝、微孔硅橡胶、微孔聚四氟乙烯或微孔聚偏氟乙烯。所述微孔陶瓷、微孔泡沫玻璃、微孔泡沫铝、微孔硅橡胶、微孔聚四氟乙烯以及微孔聚偏氟乙烯等等微孔材料，均有市售；可以买来选定的微孔材料进行简单切削、凿孔，制成所需的形态。

该图例中，没有绘出经电缆1与杆状超声波探头7连接的高频振荡电讯号发生器；也没有绘出与光电倍增管6连接的微弱光测量仪；并且，没有绘出与该微弱光测量仪连接的记录仪；该图例也没有绘出经由电缆2、11、12与对电极5以及参比电极10以及工作电极8连接的电化学工作站装置；该图例中也没有绘出用于夹持各个电极的电极夹持、固定支架；该图例中也没有绘出用于夹持杆状超声波探头7的夹持、固定支架；等等。

图例中的杆状超声波探头7可以经由电缆1与高频振荡电讯号发生器连接，包括高频振荡电讯号发生器以及经由电缆1与其连接在一起的杆状超声波探头7构成超声发射机构，该超声发射机构的超声发射功率其优选范围是介于1毫瓦与20瓦之间；该超声发射机构所发射的超声波的频率其优选范围是在40KHz与12MHz之间；该超声发射机构所发射的超声波的频率的更进一步优选的范围是在80KHz与12MHz之间。上述优选值范围之内的任意值都是本案装置允许选择的操作参数值；当然，实际选择的具体操作参数值要根据具体分析对象体系的具体情况作谨慎选择。

装置中所装设的杆状超声波探头当然可以不止是一个，也就是说，杆状超声波探头的装设数量可以是一个以上，例如：两个、三个、四个、五个、六个等等；杆状超声波探头的数量要根据实际需要选定。

另一方面，该杆状超声波探头7的工作端的实际装设位置可以根据需要调整；该杆状超声波探头7的工作端的实际安插位置可以是在电解池4内部的任何位置。

任何孔径的微孔材料都有一定的吸收振波的功能；本案该微孔材质其微孔孔径的优选值是小于1.0毫米。

任何壁厚的所述超声波能量吸收器9均有一定的超声波消解、吸收功能；本案该呈笔套状或试管状的超声波能量吸收器9其壁厚的优选值是介于0.3厘米与3.0厘米之间。

鉴于所述电致化学发光分析检测装置经常接触各类溶液，所述杆状超声波探头优选具有聚四氟乙烯保护层的杆状超声波探头，该保护层的优选厚度介于0.5毫米与6.0毫米之间。

仅就聚四氟乙烯涂覆技术其本身而言，对于高分子材料应用技术领域的专业人员而言，是公知的。

本案装置的实施方式不限于本案附图图例。

Claims (2)

1.兼具多重附加机能的电致化学发光分析用装置，该装置的结构包括电解池，以及，装设于电解池下方或侧面的光电倍增管，所述电解池以及光电倍增管均装设在暗盒之内，以及，工作电极，以及，对电极，以及，参比电极，所述对电极是片状、柱状或丝状的铂电极或金电极，所述参比电极是Ag/AgCl电极或甘汞电极，所述工作电极是玻碳电极，所述工作电极以及对电极以及参比电极的工作端位于所述电解池的内部，该电解池是杯状器皿，其特征在于，该装置的结构还包括杆状超声波探头，该杆状超声波探头的工作端装设有超声波换能器，该杆状超声波探头的工作端位于所述电解池的内部，以及，超声波能量吸收器，该超声波能量吸收器其轮廓呈试管状，该呈试管状的超声波能量吸收器其封闭的一端位于电解池的内部，所述参比电极其工作端深入该超声波能量吸收器的内腔，该超声波能量吸收器其材质是微孔材质，所述微孔材质是微孔陶瓷、微孔泡沫玻璃、微孔泡沫铝、微孔硅橡胶、微孔聚四氟乙烯或微孔聚偏氟乙烯，该超声发射机构所发射的超声波的频率在80KHz与12MHz之间，以及，高频振荡电讯号发生器，该高频振荡电讯号发生器经由高频振荡电讯号传输电缆与所述杆状超声波探头连接，该高频振荡电讯号发生器连同经由高频振荡电讯号传输电缆与其连接在一起的所述杆状超声波探头构成超声发射机构，该超声发射机构的超声发射功率介于1毫瓦与20瓦之间，该微孔材质其微孔孔径小于1.0毫米，该呈试管状的超声波能量吸收器其壁厚介于0.3厘米与3.0厘米之间。

2.根据权利要求1所述的兼具多重附加机能的电致化学发光分析用装置，其特征在于，该杆状超声波探头其表面包覆有聚四氟乙烯保护层，该保护层厚度介于0.5毫米与6.0毫米之间。