CN104359960A - 一种基于亲和性的敞开式电化学流动检测池 - Google Patents

一种基于亲和性的敞开式电化学流动检测池 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种基于亲和性的敞开式电化学流动检测池，包括：检测溶液盛放装置，用于检测溶液；电极，用于对检测溶液进行检测；管线，用于在泵的作用下将检测溶液输送至电极；数据采集装置，其与电极连接，用于采集检测数据；在电极和管线的出口之间靠液体和电极表面的亲和性形成有一段无需封闭的敞开式水路。本发明的基于亲和性的敞开式电化学流动检测池，可以方便的清洗电极而无需拆卸，而且检测器构造简单，加工方便。

Description

一种基于亲和性的敞开式电化学流动检测池
技术领域
本发明涉及一种电化学检测技术领域，特别涉及一种基于亲和性的敞开式电化学流动检测池。
背景技术
随着科技的进步，分析检测设备在医疗卫生、环境、食品等领域得到了大量的应用，为提高人民的生活质量提供了保障。目前，分析检测设备逐渐向小型化、智能化、自动化方向发展。其中电化学检测设备是分析检测设备的一个重要组成部分，具有低成本、易于小型化、检测灵敏度高等优点。
电化学流动检测池是电化学检测设备的核心部件。虽然已经有多种多样的电化学流动检测池，但是其基本设计思想仍然是将电极固定在封闭管路中，比如申请号为201010255772.1中国发明专利和申请号为201310016538.7的中国发明专利。当进行流动检测时，通过对封闭管路进行液体填充，从而实现溶液与封闭在管路内的电极进行有效的接触，进而实现电化学相关检测。电化学检测的最大问题在于电极的污染，而使用这种封闭的电化学流动检测池给电极的清洗带来了很多麻烦。为了在清洗电极的时候不拆卸电极，申请号为201310062061.6的中国发明专利在电化学流通检测器上增加了第二个入水口，通过该入水口流入清洗液，对电极进行清洗。虽然该方法可以在一定程度上对电极进行清洗，但是清洗的效果受清洗液自身的能力，电极表面污染物，以及电极使用时间影响，长期使用后仍然需要拆卸电极进行清洗。
现有的检测器的最大问题在于，如图1所示，检测是通过设置的一个存放电极的腔体，并向腔体内填充溶液，以实现电极与检测溶液的接触从而完成检测。导致流动式检测器被设计成具有封闭结构的体系，而电化学检测中电极的污染是一个非常严重的问题，尤其是那些电极表面需要直接接触检测溶液的电化学流通检测器。因此，目前方法的不足就是在于流通式电化学检测器中的电极清洗不便利，需要拆卸，不适合在线分析用。
发明内容
本发明要解决现有技术中的电化学流动检测池存在的电极清洗不便利，需要拆卸，不适合在线分析用的技术问题，提出了一种基于亲和性的敞开式电化学流动检测池。该电化学流动检测池具有敞开式的结构，可以无需拆卸电极即可完成电极的清洗和抛光。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案具体如下：
一种基于亲和性的敞开式电化学流动检测池，包括：
检测溶液盛放装置，用于检测溶液；
电极，用于对检测溶液进行检测；
管线，用于在泵的作用下将检测溶液输送至电极；
数据采集装置，其与电极连接，用于采集检测数据；
在电极和管线的出口之间靠液体和电极表面的亲和性形成一段无需封闭的敞开式水路。
在上述技术方案中，电极表面与管线的出口中心之间的距离为0.5-5毫米。
在上述技术方案中，电极表面的垂线与管线的出口截面垂线的夹角为0-90度。
在上述技术方案中，工作电极和对电极之间的距离小于出水口直径的2倍。
在上述技术方案中，当液体为疏水性液体时，电极的封装材料为疏水性材质；当液体为极性较高的亲水性液体时，电极的封装材料为亲水性材质。
在上述技术方案中，所述疏水性材质为环氧树脂或者有机玻璃；所述亲水性材质为玻璃。
本发明具有以下的有益效果：
本发明提出了一种基于亲和性的敞开式电化学流动检测池，可以方便的清洗电极而无需拆卸，而且检测器构造简单，加工方便。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
图1为现有技术中的电化学流动检测池的结构示意图。
图2为本发明的电化学流动检测池的结构示意图。
图3为使用本发明提供的电化学流动检测池获得的连续测量数据示意图。
图4为使用本发明提供的电化学流动检测池获得的连续测量数据示意图。
图5为使用本发明提供的电化学流动检测池获得的连续测量数据示意图。
具体实施方式
本发明的发明思想为：本发明利用液体与电极表面的亲和性，提出了一种敞开式电化学流动检测池。如图2所示。在水管的出口处一定距离内放置电极，当有液体从水管中流出的时候，由于电极表面与液体具有亲和性，液体就会在电极表面吸附并铺展。电极对液体的亲和力使得液体可以克服重力作用，从而在电极和出水口处形成了一个无需封闭的敞开式水路。该水路可以确保液体从水管连续流向电极，进而实现对液体的流动检测。
下面结合附图对本发明做以详细说明。
实施例1：
测试溶液：0.1mg/L的铁氰化钾和0.01mg/L的亚铁氰化钾混合溶液；
空白溶液：自来水；
两电极体系：工作电极和对电极都是玻璃封装的铂电极；其中工作电极的铂丝的直径为25μm，对电极直径为0.3mm。
电极电位：0V，相对于对电极Pt丝；
出水口和电极表面的距离：1毫米；
出水口截面垂线与电极表面垂线夹角：0度；
如图3所示，在连续测量的过程中，当流过空白溶液的时候，背景电流很小，当流过测试溶液的时候，电流输出为60nA，当再次流过空白溶液的时候，电流值迅速下降至初始的背景值。表明发明提供的敞开式电化学流通检测器可以用于流动检测。
实施例2：
测试溶液：5mg/L铁氰化钾溶液；
空白溶液：自来水；
两电极体系：工作电极和对电极都是玻璃封装的铂电极；工作电极和对电极的直径都为3mm。
电极电位：-0.2V，相对于对电极Pt丝；
出水口和电极表面的距离：0.5毫米；
出水口截面垂线与电极表面垂线夹角：80度；
如图4所示，在连续测量的过程中，当流过空白溶液的时候，背景电流约为20nA，背景电流的产生应该与低电位下氧气的还原有关。当流过测试溶液的时候，电流有突然的升高然后出现缓慢的下降，这个过程主要是因为当铁氰化钾溶液与电极接触的时候，由于溶液中的离子强度较大，会瞬间出现一个大的充电电流，充电电流会随着时间逐渐减弱。从而影响到检测电流的信号波形。但是，连续测量相同浓度的铁氰化钾溶液，给出的测试信号强度基本一致。表明发明提供的敞开式电化学流通检测器可以用于流动检测。
实施例3：
测试溶液：3mg/L铁氰化钾溶液；
空白溶液：自来水；
两电极体系：工作电极和对电极都是玻璃封装的铂电极；工作电极和对电极的直径都为0.3mm。
电极电位：-0.2V，相对于对电极Pt丝；
出水口和电极表面的距离：5毫米；
出水口截面垂线与电极表面垂线夹角：50度；
如图5所示，在连续测量的过程中，当流过空白溶液的时候，背景电流约为5nA，背景电流的产生应该与低电位下氧气的还原有关。当流过测试溶液的时候，电流有突然的升高然后出现缓慢的下降，这个过程主要是因为当铁氰化钾溶液与电极接触的时候，由于溶液中的离子强度较大，会瞬间出现一个大的充电电流，充电电流会随着时间逐渐减弱。实施例1中未曾观察到如此明显的充电信号，可能与与微电极的电极面积小，信噪比高等优点有关。虽然充电信号影响了检测电流的信号波形。但是，连续测量相同浓度的铁氰化钾溶液，给出的测试信号强度基本一致。表明发明提供的敞开式电化学流通检测器可以用于流动检测。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (6)

1.一种基于亲和性的敞开式电化学流动检测池，包括：
检测溶液盛放装置，用于检测溶液；
电极，用于对检测溶液进行检测；
管线，用于在泵的作用下将检测溶液输送至电极；
数据采集装置，其与电极连接，用于采集检测数据；
其特征在于，
在电极和管线的出口之间靠液体和电极表面的亲和性形成一段无需封闭的敞开式水路。
2.根据权利要求1所述的基于亲和性的敞开式电化学流动检测池，其特征在于，电极表面与管线的出口中心之间的距离为0.5-5毫米。
3.根据权利要求1所述的基于亲和性的敞开式电化学流动检测池，其特征在于，电极表面的垂线与管线的出口截面垂线的夹角为0-90度。
4.根据权利要求1所述的基于亲和性的敞开式电化学流动检测池，其特征在于，工作电极和对电极之间的距离小于出水口直径的2倍。
5.根据权利要求1所述的基于亲和性的敞开式电化学流动检测池，其特征在于，当液体为疏水性液体时，电极的封装材料为疏水性材质；当液体为极性较高的亲水性液体时，电极的封装材料为亲水性材质。
6.根据权利要求5所述的基于亲和性的敞开式电化学流动检测池，其特征在于，所述疏水性材质为环氧树脂或者有机玻璃；所述亲水性材质为玻璃。
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