CN102706862B - 叠加了新功能的电致化学发光分析检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种叠加了新功能的电致化学发光分析检测装置，属于分析测试领域。如何无附加负面干扰地实现系统内玻碳电极的即时清洁，是个亟待解决的问题，本案主要针对该问题。本案装置的结构包括电解池以及插在电解池中的对电极、参比电极以及杆状玻碳电极，重点是，该装置的结构还包括金属弹力夹，该金属弹力夹的两个夹持臂呈现合抱杆状玻碳电极的电极杆的形态，至少在其中的一个夹持臂上装设有超声波换能器，以及，微孔材质的呈笔套状或试管状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。本案利用所述电极杆就近传送高频超声波，以此实现所述即时清洁，并藉由所述超声波能量吸收器，削弱超声波对参比电极的综合干扰。

Description

叠加了新功能的电致化学发光分析检测装置

技术领域

本发明涉及一种叠加了新功能的电致化学发光分析检测装置，属于分析测试领域。

背景技术

电致化学发光，这一词汇所表达的技术含义，对于分析测试领域的专业技术人员而言，是公知的。

在电致化学发光分析检测实践中，所涉电解池内的工作电极常选用玻碳电极，这是基于其综合优势的考量，然而，使用了玻碳电极的电致化学发光分析检测装置不是无暇的，其中，有一个属于共性的、周知的、并且是难解的问题，那就是，装置中的玻碳电极其裸露的电极工作面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分析检测操作的同时，有效地、即时地，并且无附加负面干扰地清洁玻碳电极，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，该方案提供的是一种叠加了新功能的电致化学发光分析检测装置，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、圆筒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，该玻碳电极其轮廓呈杆状，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，该电解池是其敞口端轮廓呈方形、矩形、圆形或椭圆形的内凹的杯状器皿，重点是，该装置的结构还包括一个金属弹力夹，该金属弹力夹具有趋于合抱的两个相向的夹持臂，至少在其中的一个夹持臂上装设有超声波换能器，所述杆状玻碳电极的电极杆位于所述两个夹持臂之间的位置，所述杆状玻碳电极的电极杆与所述两个夹持臂相互垂直，所述两个夹持臂呈现合抱杆状玻碳电极的电极杆的形态，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。

通常实验室选用的所述玻碳电极其轮廓多呈杆状。

现有技术中的、通常的、市售的、杆状的玻碳电极，其现有技术中的、通常的内、外结构细节，对于电致化学发光领域的工作人员而言，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。

所述金属弹力夹一词其本身所表达的结构技术含义是公知的。

所述金属及金属材料，其所表达的技术含义是公知的。

本案装置当然可以包括高频振荡电讯号发生器，以及，高频振荡电讯号传输电缆，该高频振荡电讯号传输电缆的一端与所述超声波换能器连接，该高频振荡电讯号传输电缆的另一端与该高频振荡电讯号发生器连接，该高频振荡电讯号发生器连同经由所述电缆与其连接在一起的所述超声波换能器构成超声发射机构，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以及高频振荡电讯号传输电缆所表达的的技术含义，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微弱光测量模块以及记录模块以及数据集中处理模块的集成式的电化学工作站。

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，对于仪器分析化学领域而言，其技术含义是公知的；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市场有售。

超声空化作用是一种十分强有力的作用，低频超声波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装置中玻碳电极裸露的电极工作面的损伤，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，为避免装置中玻碳电极裸露的电极工作面的超声损伤，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。

所述超声波换能器在所述夹持臂上的装设位置可以是在所述夹持臂的面向另一个夹持臂的内侧面位置；此情形下，超声波换能器紧贴所述杆状玻碳电极的电极杆。

所述超声波换能器在所述夹持臂上的装设位置当然也可以是在所述夹持臂的背离另一个夹持臂的外侧面位置；此情形下，超声波经由所述夹持臂向杆状玻碳电极的电极杆传递。

还可以在两个所述夹持臂上均装设有超声波换能器；该情形下，分别装设于不同位置的超声波换能器既可以同时工作，也可以仅单个工作；并且，分别装设于不同位置的超声波换能器既可以采取彼此相同的超声波频率，也可以采取彼此不相同的超声波频率，例如，一个所述臂上的超声波换能器采取1000KHz的频率，另一个所述臂上的超声波换能器采取8000KHz的频率，等等。

所述两个夹持臂在所述杆状玻碳电极的电极杆上的合抱位置，可以是在所述电极杆上的任意位置；当然，优选的合抱位置是在该电极杆的上半截的靠近裸露的接线柱的位置，如此，有助于避免直接接触电解池内的被测对象溶液。

鉴于本案该装置的实际工作的化学分析实验室环境，对于装置中的易蚀元件的抗化学腐蚀的考虑有时是重要的；为避免本案该装置中的易蚀元件的腐蚀损伤，进一步优选的方案是，所述金属弹力夹以及在其所述夹持臂上装设的超声波换能器均被覆有抗化学腐蚀的保护层，该保护层其材质是聚四氟乙烯或聚偏氟乙烯，该保护层的厚度介于0.01毫米与3.00毫米之间。

仅就一般工业技术意义上的聚四氟乙烯以及聚偏氟乙烯之类物质的涂装工程技术本身而言，其涂装技术是成熟的、公知的技术。

本案该超声波能量吸收器是用于遏制超声波对参比电极的综合干扰，维持参比电极的电位稳定。

任何孔径的微孔材料都有一定的吸收高频振波的功能；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。

本案的优点在于，应用本案装置，能够在进行电致化学发光分析检测的同时，经由所述杆状玻碳电极的电极杆的杆体的就近的声波传递，向该杆状玻碳电极的工作端及其周边的溶液传送高频率、低功率的超声波，并以该高频、低功率的超声波来对位于该杆状玻碳电极的工作端的裸露的电极工作面进行即时的清洁作用，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裸露的电极工作面的吸附污染，使得所述电极工作面能够在整个的所述分析检测过程中始终保持清新状态，阻止了该杆状玻碳电极性能的快速衰减；并且，本案该装置中的附加功能性机构即其夹持臂上装设有超声波换能器的所述金属弹力夹，能够根据需要，被快速地移除、卸载。

本案装置结构中的另一个重要构件，即微孔材质的呈笔套状或试管状的超声波能量吸收器，其存在，能够遏制超声波对参比电极的综合干扰，维持参比电极的电位稳定；由此，既实现玻碳电极的自洁运作，又不带来附加的干扰。

此外，基于本案该装置的结构特点，本案该装置也能够根据需要，转换为一种电、声双激励受激化学发光分析检测装置。

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、13分别是两条装设位置不同的高频振荡电讯号传输电缆，2、12分别是两个装设位置不同的超声波换能器，3、11分别是两个位于不同结构位置的夹持臂，4是其夹持臂上装设有超声波换能器的金属弹力夹，5是杆状玻碳电极的工作端，6是对电极，对电极又称辅助电极，7是电解池，8是微孔材质的呈笔套状或试管状的超声波能量吸收器，9是参比电极，10是杆状玻碳电极，14是金属材质的接线柱。

具体实施方式

在图1所展示的本案实施例中，该装置的结构包括电解池7，以及，装设于电解池7下方或侧面的光电倍增管，该光电倍增管在图例中没有绘出，电解池7是装设在暗盒之内，图例中没有绘出该暗盒，该暗盒的结构是公知的，因而无需详细描绘，以及，工作电极10，该工作电极10是玻碳电极，以及，对电极6，以及，参比电极9，该参比电极仅是示意，参比电极的结构细节对于电化学领域的专业人员而言，是公知的，亦无需详细描绘，对电极6是片状、柱状、圆筒状或丝状的铂电极或金电极，参比电极9是Ag/AgCl电极或甘汞电极，工作电极10如上所述是玻碳电极，该工作电极10即玻碳电极其轮廓呈杆状，工作电极10以及对电极6以及参比电极9的工作端位于电解池7的内部，图例中，该电解池7是其敞口端轮廓呈圆形的内凹的杯状器皿，但是，该电解池7也可以是其敞口端轮廓呈现其它形状的内凹的杯状器皿，所述其敞口端轮廓呈现其它形状的的内凹的杯状器皿例如其敞口端轮廓呈方形、矩形、椭圆形的内凹的杯状器皿，重点是，该装置的结构还包括一个金属弹力夹4，该金属弹力夹4具有趋于合抱的两个相向的夹持臂，所述两个相向的夹持臂分别是夹持臂3和夹持臂11，图例中，在夹持臂3和夹持臂11上均装设有超声波换能器，夹持臂3上所装设的超声波换能器是超声波换能器2，夹持臂11上所装设的超声波换能器是超声波换能器12，工作电极10即杆状玻碳电极的电极杆位于夹持臂3与夹持臂11之间的位置，工作电极10即杆状玻碳电极的电极杆同时与夹持臂3以及夹持臂11相互垂直，两个夹持臂即夹持臂3以及夹持臂11呈现合抱工作电极10即杆状玻碳电极的电极杆的形态，以及，超声波能量吸收器8，该超声波能量吸收器8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8其封闭的一端位于电解池7的内部，所述参比电极9其工作端深入该超声波能量吸收器8的内腔，该超声波能量吸收器8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。

该图例中，没有绘出经由电缆1、13与超声波换能器2、12连接的高频振荡电讯号发生器；也没有绘出光电倍增管以及与该光电倍增管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与对电极6以及工作电极10即杆状玻碳电极以及参比电极9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固定支架，等等。

如上所述，图例中的超声波换能器2、12可以经由电缆1、13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、13与其连接在一起的超声波换能器2、12构成超声发射机构，该超声发射机构的超声发射总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。

超声波换能器，该词的技术含义是公知的。

各类型、各尺寸的超声波换能器均有市售；微小型的超声波换能器当然也有市售。

如图例，超声波换能器在夹持臂上的装设位置可以是在所述夹持臂的面向另一个夹持臂的内侧面位置；此情形下，超声波换能器紧贴所述工作电极即杆状玻碳电极的电极杆。

所述超声波换能器在所述夹持臂上的装设位置当然也可以是在所述夹持臂的背离另一个夹持臂的外侧面位置；此情形下，超声波经由所述夹持臂向杆状玻碳电极的电极杆传递。此结构形态未用图例表示。

该图例中，在两个所述夹持臂上均装设有超声波换能器；该情形下，分别装设于不同位置的超声波换能器既可以同时工作，也可以仅单个工作；并且，分别装设于不同位置的超声波换能器既可以采取彼此相同的超声波频率，也可以采取彼此不相同的超声波频率，例如，一个所述臂上的超声波换能器采取1000KHz的频率，另一个所述臂上的超声波换能器采取8000KHz的频率，等等。

当然，通常而言，仅只在其中的一个所述夹持臂上装设超声波换能器，就足矣。

鉴于本案该装置的实际工作的化学分析实验室环境，抗化学腐蚀的考虑有时是重要的；为避免本案该装置所涉易蚀元件的腐蚀损伤，进一步优选的方案是，所述金属弹力夹4以及在其所述夹持臂上装设的超声波换能器均被覆有抗化学腐蚀的保护层，该保护层其材质是聚四氟乙烯或聚偏氟乙烯，该保护层的优选的厚度其范围是介于0.01毫米与3.00毫米之间。厚度介于0.01毫米与3.00毫米之间的聚四氟乙烯保护层或聚偏氟乙烯保护层是恰当厚度的保护层，厚点、薄点只是耐蚀性有所差异而已，这范围内的任意指定的厚度值都是合理的保护层厚度实施值。

仅就一般工业技术意义上的聚四氟乙烯以及聚偏氟乙烯之类物质的涂装工程技术本身而言，其涂装技术是成熟的、公知的技术。

本案该装置中的附加功能性机构即其夹持臂上装设有超声波换能器的所述金属弹力夹4，能够根据需要，被快速地移除、卸载。

本案结构中的超声波能量吸收器8将参比电极9与超声波辐射源完全隔离开来，由此遏制超声波对参比电极9的综合干扰，维持参比电极9的电位稳定。

任何孔径的微孔材料都有一定的吸收振波的功能；可以根据所使用的超声波频率及功率来选定所需要的微孔材料。

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8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8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。

本案装置的具体实施方式不局限于本案附图图例。

Claims (9)

1.叠加了新功能的电致化学发光分析检测装置，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、圆筒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，该玻碳电极其轮廓呈杆状，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，该电解池是其敞口端轮廓呈方形、矩形、圆形或椭圆形的内凹的杯状器皿，其特征在于，该装置的结构还包括一个金属弹力夹，该金属弹力夹具有趋于合抱的两个相向的夹持臂，至少在其中的一个夹持臂上装设有超声波换能器，所述杆状玻碳电极的电极杆位于所述两个夹持臂之间的位置，所述杆状玻碳电极的电极杆与所述两个夹持臂相互垂直，所述两个夹持臂呈现合抱杆状玻碳电极的电极杆的形态，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，该微孔材质其微孔孔径小于1.0毫米，该呈笔套状或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所述的叠加了新功能的电致化学发光分析检测装置，其特征在于，该装置的结构包括高频振荡电讯号发生器，以及，高频振荡电讯号传输电缆，该高频振荡电讯号传输电缆的一端与所述超声波换能器连接，该高频振荡电讯号传输电缆的另一端与该高频振荡电讯号发生器连接，该高频振荡电讯号发生器连同经由所述电缆与其连接在一起的所述超声波换能器构成超声发射机构，该超声发射机构的超声发射功率介于1毫瓦与20瓦之间。

3.根据权利要求2所述的叠加了新功能的电致化学发光分析检测装置，其特征在于，该超声发射机构所发射的超声波的频率在40KHz与12MHz之间。

4.根据权利要求3所述的叠加了新功能的电致化学发光分析检测装置，其特征在于，该超声发射机构所发射的超声波的频率在80KHz与12MHz之间。

5.根据权利要求1所述的叠加了新功能的电致化学发光分析检测装置，其特征在于，所述超声波换能器在所述夹持臂上的装设位置是在所述夹持臂的面向另一个夹持臂的内侧面位置。

6.根据权利要求1所述的叠加了新功能的电致化学发光分析检测装置，其特征在于，所述超声波换能器在所述夹持臂上的装设位置是在所述夹持臂的背离另一个夹持臂的外侧面位置。

7.根据权利要求1所述的叠加了新功能的电致化学发光分析检测装置，其特征在于，在两个所述夹持臂上均装设有超声波换能器。

8.根据权利要求1所述的叠加了新功能的电致化学发光分析检测装置，其特征在于，所述两个夹持臂在所述杆状玻碳电极的电极杆上的合抱位置，是在该电极杆的上半截的靠近裸露的接线柱的位置。

9.根据权利要求1所述的叠加了新功能的电致化学发光分析检测装置，其特征在于，所述金属弹力夹以及在其所述夹持臂上装设的超声波换能器均被覆有抗化学腐蚀的保护层，该保护层其材质是聚四氟乙烯或聚偏氟乙烯，该保护层的厚度介于0.01毫米与3.00毫米之间。