CN106353302A - 一种集成式电化学发光检测池 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种集成式电化学发光检测池，包括下池体及设置在其上并与其可拆卸固定的上池体；所述下池体上端面设置有硅胶垫，该硅胶垫上面设置有有机玻璃模块；所述硅胶垫内制有流液槽；所述硅胶垫的上下分别设置辅助电极、工作电极；所述下池体内一侧设置有与外界贯通的操作凹槽；所述下池体的另一侧设置有第二操作凹槽；所述下池体内设置有与出口流路连通的参比电极；所述空腔内设置有控制装置，所述控制装置内置有磁铁。该方案采用的工作电极与辅助电极均采用镶嵌式结构完成，既保证了良好的密封性，又使溶液与磁体之间的距离、光电检测部件与发光点的距离达到最小，环状辅助电极设计可保证工作电极的电场均匀分布。

Description

一种集成式电化学发光检测池
技术领域
本发明涉及电化学发光检测技术领域，尤其提供了一种用于进行电化学发光检测的集成式电化学发光检测池。
背景技术
电化学发光是化学发光方法与电化学方法相互结合的产物，经过40多年的研究，现在已经成为一种非常重要的分析方法，并且应用在免疫、食品和水样测试以及生化武器试剂检测等多个领域[Electrogenerated Chemi-luminescence；Bard,A.J.,Ed.；Dekker:NewYork,2004][Miao；Electro-generated Chemiluminescence and Its BiorelatedApplications,Chem.Rev.,2008,108(7)：2506-2553]。钌联吡啶做为发光试剂，由于具有分子量小、稳定性好、发光效率高等优点，在电化学发光以及电化学发光与毛细管电泳技术联用方面得到越来越多的应用[汪尔康；尹学博；杨秀荣；腐蚀接头毛细管电泳电化学发光检测装置；CN1544924；2004.11][汪尔康，杨秀荣，邱海波，严吉林；集成化毛细管电泳电化学发光检测芯片的制备方法；CN1544923；2004.11][陈国南，郭隆华，邱彬；一种新型毛细管电泳电化学发光检测装置及其使用方法；CN101349647；2009.01]。目前电化学发光免疫(ECLIA)分析技术做为继EIA、RIA、FIA、时间分辨荧光免疫技术之后的新一代标记免疫测定技术，已经得到广泛的应用。然而在以上方法中，钌联吡啶只是做为发光试剂在检测池内与样品进行混合，无法在电化学发光免疫方面得到应用。衍化的钌联吡啶(酯化钌联吡啶)可以做为标记物，与抗原以及抗体相结合。采用酯化钌联吡啶对样品进行标记，再结合磁微球技术的电化学发光免疫方法，在医学临床检验方面，诸如激素、肿瘤标记物、内分泌功能、传染性疾病的检测等方面得到了广泛的应用。目前这类医学检验仪器虽然已经有罗氏公司出产的商品化仪器，并在临床检验方面获得了良好的应用效果，但是这种仪器在检测装置上仍存在一定问题，主要有以下几点：(1)现有电极系统中的工作电极与辅助电极均处于同一平面上，由于溶液阻抗的存在，导致工作电极表面电场非均匀分布，因而在施加电位时，被测样品不易做到同步发光。(2)在磁场分布设计方面，当前仪器仅考虑了磁场的静态分布[Talley et al.,Magnetic Particle Based Electrochemi-luminescent DetectionApparatus and Method,US5744367,1998.4]，而没有考虑在样品流动过程中，工作电极上被吸附的磁微球因堆积效应产生非均匀分布的问题；同时这类仪器中的磁场强度是一个固定值，因此在高浓度样品的检测中会大大增加检测结果的非线性误差。(3)现有的设计中将电化学三电极体系的参比电极放置于检测池之外的流路中，从而导致了电化学电位产生较大偏离，影响了检测精度。(4)在发光检测设计中由于采用了较为复杂的光学结构，导致样品发光收集效率下降，从而降低了检测效率。
发明内容
本发明的目的之一是克服现有电化学发光检测设备工作电极表面电场非均匀分布的问题。
本发明的目的之二是克服现有电化学发光检测设备工作电极表面会堆积吸附磁微球的问题。
本发明的目的之三是克服现有电化学发光检测设备的参比电极置于检测池外造成电位偏离严重的现象。
本发明的目的之四是克服现有电化学发光检测设备光检测结构复杂，样品发光收集效率低的问题。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种集成式电化学发光检测池，包括下池体及设置在其上并与其可拆卸固定的上池体；所述上池体上制有圆形凹槽，所述圆形凹槽内安装有带有温控装置的光电倍增管；所述上池体内制有与圆形凹槽相接的矩形凹槽；所述矩形凹槽和与下池体上端面形成第一腔室；
所述下池体上端面设置有硅胶垫，该硅胶垫上面设置有有机玻璃模块；所述硅胶垫、有机玻璃模块均通过穿过其内的定位柱固定，并且均位于第一腔室内；所述硅胶垫内制有流液槽；所述硅胶垫的上部设置有与其接触的辅助电极，该辅助电极沿流液槽宽度方向延伸；所述下池体内、硅胶垫的下部设置有与辅助电极配合的工作电极，该工作电极与硅胶垫接触并且沿流液槽宽度方向延伸；
所述下池体内、工作电极的下方制有空腔；所述下池体内一侧设置有与外界贯通的操作凹槽，该操作凹槽通过设置在下池体内的进样流路与流液槽一端连通；所述下池体的另一侧设置有第二操作凹槽，该第二操作凹槽通过设置在下池体内的出口流路与流液槽的另一端连通；所述下池体内设置有与出口流路连通的参比电极；
所述空腔内设置有控制装置，所述控制装置内置有磁铁，该控制装置可以控制磁铁在竖直方向往复运动。
进一步的，所述工作电极为直径0.5到5毫米的圆盘或长为0.5到5毫米、宽0.5到5毫米的矩形电极；所述工作电极材质可为铂金、金或其他材质电极；辅助电极为与工作电极尺寸相适应的环形或矩环形电极，其材质可为铂金或金。
进一步的，所述上池体、下池体的材料可为金属、有机玻璃或PEEK。
本发明的技术效果和优点如下：
1.一体化的集成设计可实现电化学发光检测的主要功能，便于实现该类检测仪器的小型化。
2.本技术方案对工作电极与辅助电极结构进行了特殊设计，工作电极与辅助电极均采用镶嵌式结构完成，既保证了良好的密封性，又使溶液与磁体之间的距离、光电检测部件与发光点的距离达到最小，环状辅助电极设计既可保证工作电极的电场均匀分布，还可最大限度的减少对光电检测部件的遮挡，保证了其收集效率。
3.本技术方案独特的磁分离装置设计，不但可以由程序控制磁体在两个固定位置之间实现快速切换，而且磁体可以被移至最大与最小位置之间的任意一点，从而可以精确调节、改变工作电极上方的磁场强度，进而可以根据样品浓度的不同改变其吸附、分离效果，提高样品测试动态范围。
4.本技术方案参比电极被集成到检测池内部，同时在参比电极的前部采用了微孔陶瓷通路结构，有效地减少了参比电极的渗漏现象，延长了参比电极的使用寿命，方便了检测池的维护与更换。
5.该本技术方案中的光电检测没有采用复杂的光路，而是采用了带有光导性质的透明光窗，提高了光收集效率，采用的光电检测部件，其灵敏波长为与被测发光试剂的灵敏波长相同，因而对被测对象具有效率最大的检测灵敏度。
附图说明
图1是集成式电化学发光检测池主视图；
图2是集成式电化学发光检测池俯视图；
图3是集成式电化学发光检测池侧视图。
附图标记说明：1、进样流路；2、下池体；3、上池体；4、硅胶垫；5、有机玻璃模块；6、固定孔；7、定位孔；8、辅助电极；9、圆形凹槽；10、第一腔室；11、出口流路；12、参比电极通道；13、流液槽；14、操作凹槽一；141、操作凹槽二；15、聚四氟管；16、工作电极；17、空腔；18、磁铁；19、控制装置；20、流液槽。
具体实施方式
实施例，结合附图1-3描述。
本发明提供了一种集成式电化学发光检测池，包括下池体2及设置在其上并与其可拆卸固定的上池体3；上池体3、下池体2的四个角各有一个孔，四个螺栓6分别穿过这四个孔，将上池体和下池体固定在一起；所述上池体3上制有圆形凹槽9，所述圆形凹槽9内用于安装与其匹配并带有温控装置的光电倍增管；所述上池体3内制有与圆形凹槽9相接的矩形凹槽；所述矩形凹槽和与下池体2上端面形成第一腔室10；
所述下池体2上端面设置有硅胶垫4，该硅胶垫4上面设置有有机玻璃模块5；所述硅胶垫4、有机玻璃模块5均通过穿过其内的定位柱7固定，并且均位于第一腔室10内；所述硅胶垫4内制有流液槽20；所述硅胶垫4的上部设置有与其接触的辅助电极8，该辅助电极8沿流液槽20宽度方向延伸；所述下池体2内、硅胶垫4的下部设置有与辅助电极8配合的工作电极16，该工作电极16与硅胶垫4接触并且沿流液槽20宽度方向延伸；
所述下池体2内、工作电极16的下方制有空腔17；所述下池体2内一侧设置有与外界贯通的操作凹槽一141；所述下池体2下部的一个棱边被切去，使棱边成为一个斜面；所述操作凹槽一141与斜面垂直设置，该操作凹槽一141通过设置在下池体内的进样流路1与流液槽20一端连通；所述操作凹槽141一为圆孔且内壁具有内螺纹；所述下池体2的另一侧设置有操作凹槽二142，该操作凹槽二142通过设置在下池体2内的出口流路11与流液槽20的另一端连通；所述下池体2内设置有与出口流路11连通(贯通)的侧通道12；所述侧通道12用于安装参比电极；所述工作电极、辅助电极和光电倍增管处于同一个同轴设置；参比电极、工作电极、辅助电极形成电化学三电极，其中工作电极为近似的长矩形、辅助电极为环状。
所述操作凹槽一141、操作凹槽二142分别螺纹连接有带有聚四氟管15的连接头14；所述聚四氟管15分别连通进样流路、出口流路。
顺沿溶液流动的方向，溶液经过聚四氟管、进样流路、流液槽、出口流路、聚四氟管共同组成了检测池内部的微通道溶液检测流路。
所述空腔17内设置有控制装置19，所述控制装置19内置有磁铁18，该控制装置19可以控制磁铁18沿竖直方向往复运动。
进一步的，所述工作电极16为直径0.5到5毫米的圆盘或长为0.5到5毫米、宽0.5到5毫米的矩形电极；所述工作电极16材质可为铂金、金或其他材质电极；辅助电极8为与工作电极尺寸相适应的环形或矩环形电极，其材质可为铂金或金。
进一步的，所述上池体3、下池体2的材料可为金属、有机玻璃或PEEK。
下面对本发明的工作原理做进一步说明：
图1是检测池主视图，整个检测池被安装到电化学发光免疫检测仪的内部，连接好各个电极连线，光电倍增管连线，同时连接好各个流路。检测开始前，用缓冲液充满仪器的流路以及检测池内部的流液槽，同时控制装置19带动磁铁18上升到空腔17的顶部、靠近工作电极16的位置。检测开始后，含有已经与磁微球结合的待测样品的溶液经过聚四氟管进入到进样流路1内，然后再进入到硅胶垫内的流液槽。溶液从工作电极16的上方流过时，结合了待测样品的磁微球被工作电极16下方的磁铁18吸附在工作电极16的表面，溶液中的其它成分随着溶液从出口流路11流出检测池。溶液完全流过检测池之后，控制装置19带动磁铁18从空腔17中退出，同时三电极体系被给予一定的电压，与磁微球结合的待测样品在电压的作用下发出一定波长的光，光的强度由光电倍增管进行测定。测定结束后，清洗溶液由进样管路进入检测池，对工作电极表面的磁微球以及检测池池体内腔进行清洗，废液由出口流路11流出。

Claims (3)

1.一种集成式电化学发光检测池，包括下池体及设置在其上并与其可拆卸固定的上池体；其特征在于：所述上池体上制有圆形凹槽，所述圆形凹槽内安装有带有温控装置的光电倍增管；所述上池体内制有与圆形凹槽相接的矩形凹槽；所述矩形凹槽和与下池体上端面形成第一腔室；
所述下池体上端面设置有硅胶垫，该硅胶垫上面设置有有机玻璃模块；所述硅胶垫、有机玻璃模块均通过穿过其内的定位柱固定，并且均位于第一腔室内；所述硅胶垫内制有流液槽；所述硅胶垫的上部设置有与其接触的辅助电极，该辅助电极沿流液槽宽度方向延伸；所述下池体内、硅胶垫的下部设置有与辅助电极配合的工作电极，该工作电极与硅胶垫接触并且沿流液槽宽度方向延伸；
所述下池体内、工作电极的下方制有空腔；所述下池体内一侧设置有与外界贯通的操作凹槽，该操作凹槽通过设置在下池体内的进样流路与流液槽一端连通；所述下池体的另一侧设置有第二操作凹槽，该第二操作凹槽通过设置在下池体内的出口流路与流液槽的另一端连通；所述下池体内设置有与出口流路连通的参比电极；
所述空腔内设置有控制装置，所述控制装置内置有磁铁，该控制装置可以控制磁铁在竖直方向往复运动。
2.按照权利要求1所述集成式电化学发光检测池，其特征在于：所述工作电极为直径0.5到5毫米的圆盘或长为0.5到5毫米、宽0.5到5毫米的矩形电极；所述工作电极材质可为铂金、金或其他材质电极；辅助电极为与工作电极尺寸相适应的环形或矩环形电极，其材质为铂金或金。
3.按照权利要求1或2所述集成式电化学发光检测池，其特征在于：所述上池体、下池体的材料为金属、有机玻璃或PEEK。
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