CN109342406B - 封闭式双极电极阵列的分析检测装置 - Google Patents

封闭式双极电极阵列的分析检测装置 Download PDF

Info

Publication number
CN109342406B
CN109342406B CN201811495177.8A CN201811495177A CN109342406B CN 109342406 B CN109342406 B CN 109342406B CN 201811495177 A CN201811495177 A CN 201811495177A CN 109342406 B CN109342406 B CN 109342406B
Authority
CN
China
Prior art keywords
driving electrode
bipolar electrode
bipolar
electrode
driving
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201811495177.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN109342406A (zh
Inventor
张加栋
陆磊
张紫璐
管如月
兰浩杰
陈诺
陈娅
刘登艳
云山
端木传嵩
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Huaiyin Institute of Technology
Original Assignee
Huaiyin Institute of Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Huaiyin Institute of Technology filed Critical Huaiyin Institute of Technology
Priority to CN201811495177.8A priority Critical patent/CN109342406B/zh
Publication of CN109342406A publication Critical patent/CN109342406A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109342406B publication Critical patent/CN109342406B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/75—Systems in which material is subjected to a chemical reaction, the progress or the result of the reaction being investigated
    • G01N21/76—Chemiluminescence; Bioluminescence

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By The Use Of Chemical Reactions (AREA)

Abstract

本发明涉及分析检测装置领域，公开了一种封闭式双极电极阵列的分析检测装置，包含多个功能和结构均相同的封闭式双极电极及其驱动电极系统构成的平行阵列，每个封闭式双极电极及其驱动电极系统均包括：位于基片上方且相互隔离的双极电极基底、驱动电极基底A和驱动电极基底B，位于三者之上的薄膜以及位于薄膜之上的盖片；在盖片上开设至少一对相互隔离的信号池和检测池，信号池和检测池中的双极电极端点A和B通过双极电极基底连接；信号池和检测池的驱动电极A和B通过驱动电极基底A和B以及导线与电源连接。本发明可以用于检测发生与信号试剂发生相同反应性质（氧化或还原）的待检测对象的检测，并实现高通量可视化的检测。

Description

封闭式双极电极阵列的分析检测装置
技术领域
本发明涉及分析检测装置领域，特别涉及一种将电信号转化为肉眼可视化的封闭式双极电极阵列分析检测装置领域，具体涉及一种基于驱动电极作为传感界面的封闭式双极电极阵列的分析检测装置。
背景技术
封闭式双极电极是双极电极的一种，与开放式双极电极相比，其两极之间仅存在电子通路，而没有离子通路。封闭式双极电极的两极通过导线发生电子转移并分别发生氧化还原反应，由于不需要直接通过导线连接，并将电信号转化为可视化的信号，因而可以集成阵列实现高通量可视化的检测，相比传统三电极系统，其在化学与生物传感、材料合成与筛选等领域具有非常好的应用前景。
作为传感平台时，在诸多的传感策略中，最常用的方式是结合电致化学发光试剂将电化学信号转化为可视化的信号进行检测。现有的电致化学发光试剂主要有联吡啶钌及其共反应剂体系、鲁米诺及其共反应剂体系以及量子点及其共反应剂体系等，由于可视化检测需要的光强度比较高，需要发光试剂具有非常好的发光效率，目前符合这一要求的发光试剂且成本低廉的主要有联吡啶钌及其共反应剂体系、鲁米诺及其共反应剂体系，而这两个电致化学发光体系是阳极电致化学发光，这就意味着基于电荷守恒原理进行检测的检测目标只能发生还原反应，而对于发生氧化反应的检测目标，这两个电致化学发光反应体系则无能无力，这无疑大大地限制了封闭式双极电极及其阵列在传感领域的应用。
发明内容
发明目的：针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种封闭式双极电极阵列的分析检测装置，可以有效解决现有基于封闭式双极电极的分析检测装置基于电荷守恒原理，利用光强较强的阳极电致化学发光试剂进行氧化反应体系检测时出现的困难。
技术方案：本发明提供了一种封闭式双极电极阵列的分析检测装置，包含多个功能和结构均相同的封闭式双极电极及其驱动电极系统构成的平行阵列，每个所述封闭式双极电极及其驱动电极系统均包括：位于基片上方且相互隔离的双极电极基底、采集信号的驱动电极基底A和提供稳定电位的驱动电极基底B，以及位于三者之上的薄膜，在所述薄膜之上覆盖有盖片，在所述盖片上开设至少一对相互隔离的信号池和检测池，所述信号池中采集信号的驱动电极A与所述驱动电极基底A连接，所述信号池中提供稳定电位的双极电极端点A和所述检测池中待测物质发生反应的双极电极端点B均与所述双极电极基底连接，所述检测池中提供稳定电位的驱动电极B与所述驱动电极基底B连接；所述驱动电极基底A和所述驱动电极基底B通过导线与电源连接。
优选地，所述薄膜的厚度为0.1mm，所述盖片的厚度为5mm。
优选地，所述双极电极端点A和所述驱动电极B均为Ag/AgCl电极、大尺寸的极化电极、大尺寸的常规电极或非极化电极。以保证在通过电流较大时，仍然能够提供较稳定的电位。
优选地，所述采集电极和所述检测电极均为极化电极，所述驱动电极A和所述驱动电极B均为非极化电极。
优选地，所述驱动电极A；和所述双极电极端点B；均由铟锡氧化物或金或铂或导电碳材料制成；所述双极电极基底、驱动电极基底A；和驱动电极基底B均由铟锡氧化物或金或铂或导电碳材料制成。
优选地，所述驱动电极A和所述双极电极端点B均为极化电极，所述双极电极端点A和所述驱动电极B均为非极化电极。
优选地，所述薄膜和所述盖片由高分子聚合物材料制成，所述高分子聚合物材料为以下任意一种：聚二甲基硅氧烷PDMS、聚丙烯薄膜BOPP、聚酯薄膜PET或聚丙烯薄膜CPP。
优选地，所述基片为玻璃、纸或塑料。
优选地，所述信号池和所述检测池为五对。
有益效果：本发明中基于驱动电极作为传感界面的封闭式双极电极阵列的分析检测装置，在检测时，在信号池中加入阳极或阴极电致化学发光试剂，在检测池中加入可被氧化或可被还原的待检测物，在一定的驱动电压下，信号池的驱动电极上会产生电致化学发光信号，这种电致发光信号可以用于反映检测池中位于检测电极上待检测物的浓度等相关信号。可见，本发明的可以用于检测发生与信号试剂发生相同反应性质（氧化或还原）的待检测对象的检测，并实现高通量可视化的检测。
附图说明
图1为本发明的装置结构示意图；
图2上为用于检测不同浓度的抗坏血酸时，封闭式双极电极阵列信号池中的驱动电极A上发生的可视化的电致化学发光信号；
图2 下为检测池中驱动电极B上电致化学信号的强度与检测池中发生了氧化反应的在双极电极端点上的不同浓度的抗坏血酸浓度之间的关系。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行详细的介绍。
本实施方式提供了一种封闭式双极电极阵列的分析检测装置，如图1所示，包含多个功能和结构均相同的封闭式双极电极及其驱动电极系统构成的平行阵列（为了便于显示，本图中只显示了一个封闭式双极电极及其驱动电极系统），每个封闭式双极电极及其驱动电极系统均包括基片1、双极电极基底2、采集信号的驱动电极基底A 3、提供稳定电位的驱动电极基底B 4、薄膜13以及盖片5，双极电极基底2、采集电极基底A 3、驱动电极基底B 4覆盖在基片1上方且三者相互隔离，薄膜13覆盖在双极电极基底2、采集电极基底A 3和驱动电极基底B 4上方，盖片5覆盖在薄膜13上方。
在盖片5上开设五对上下相对设置的信号池6和检测池7，信号池6中具有作为电致化学发光传感界面的采集信号的驱动电极A 8和用于提供稳定电位的双极电极端点A 9，即薄膜13的上下开孔，上方孔洞露出来的圆形驱动电极基底A 3部分就是驱动电极A 8，下方孔洞露出来的圆形双极电极基底2部分就是双极电极端点A 9，也就是说驱动电极A 8与驱动电极基底A 3连接，双极电极端点A 9与双极电极基底2连接；检测池7中具有提供稳定电位的驱动电极B 11和待测物质发生反应的双极电极端点B 10，即薄膜13的上下开孔，上方孔洞露出来的圆形双极电极基底2部分就是双极电极端点B 10，下方孔洞露出来的圆形驱动电极基底B 4部分就是驱动电极B 11，也就是说双极电极端点B 10与双极电极基底2连接，驱动电极B 11与驱动电极基底B 4连接。薄膜13位于检测池和信号池中孔径的大小决定驱动电极A 8、驱动电极B 11、双极电极端点A 9和双极电极端点B 10的尺寸，四者通过相应的基底进行电荷传导。驱动电极基底A 3和驱动电极基底B 4通过导线与电源12连接，即驱动电极A 8依次通过驱动电极基底A 3和导线与电源12的正极连接，驱动电极B 11依次通过驱动电极基底B 4以及导线与电源12的负极连接；双极电极端点A 9与双极电极端点B 10分别与双极电极基底2连接，构成封闭式双极电极。
上述驱动电极A 8和双极电极端点B10均为极化电极，材质均为ITO；上述信号池6的双极电极端点A 9和检测池7的驱动电极B 11均为非极化电极，材质均为Ag/AgCl。上述双极电极基底2、驱动电极基底A 3和驱动电极基底B 4的材质均为ITO。上述薄膜13的厚度为0.1mm，盖片5的厚度为5mm。
使用上述基于驱动电极作为传感界面的封闭式双极电极阵列的分析检测装置，在驱动电极A 8以电致化学发光试剂产生的光信号为检测信号，检测位于检测池7及其阵列中双极电极端点B 10上发生的氧化反应的待检测物，包括以下步骤：
a. 在检测池7及其阵列中加入一定浓度可发生氧化反应的待检测物抗坏血酸；
b. 将200ml的联吡啶钌（5mM）/三丙胺（25mM）混合液作为电致化学发光试剂加入到信号池6及其阵列中；
c. 由电化学工作站提供的电源12通过恒定电位的方式改变驱动电压，利用相机等拍照工具拍摄下位于驱动电极A 8及其阵列上的光强，如图2上所示，并分析光强与浓度之间的关系，如图2下所示。
上述实施方式只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所做的等效变换或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种封闭式双极电极阵列的分析检测装置，其特征在于，包含多个功能和结构均相同的封闭式双极电极及其驱动电极系统构成的平行阵列，每个所述封闭式双极电极及其驱动电极系统均包括：位于基片（1）上方且相互隔离的双极电极基底（2）、采集信号的驱动电极基底A（3）和提供稳定电位的驱动电极基底B（4），以及位于三者之上的薄膜（13），在所述薄膜（13）之上覆盖有盖片（5），在所述盖片（5）上开设至少一对相互隔离的信号池（6）和检测池（7），所述信号池（6）中采集信号的驱动电极A（8）与所述驱动电极基底A（3）连接，所述信号池（6）中提供稳定电位的双极电极端点A（9）和所述检测池（7）中待测物质发生反应的双极电极端点B（10）均与所述双极电极基底（2）连接，所述检测池（7）中提供稳定电位的驱动电极B（11）与所述驱动电极基底B（4）连接；所述驱动电极基底A（3）和所述驱动电极基底B（4）通过导线与电源（12）连接。
2.根据权利要求1所述的封闭式双极电极阵列的分析检测装置，其特征在于：所述薄膜（13）的厚度为0.1mm，所述盖片（5）的厚度为5mm。
3.根据权利要求1所述的封闭式双极电极阵列的分析检测装置，其特征在于：所述双极电极端点A（9）和所述驱动电极B（11）均为Ag/AgCl电极、大尺寸的极化电极或大尺寸的常规电极。
4.根据权利要求1所述的封闭式双极电极阵列的分析检测装置，其特征在于：所述驱动电极A（8）和所述双极电极端点B（10）均由铟锡氧化物或金或铂或导电碳材料制成。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的封闭式双极电极阵列的分析检测装置，其特征在于：所述双极电极基底（2）、驱动电极基底A（3）和驱动电极基底B（4）均由铟锡氧化物或金或铂或导电碳材料制成。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的封闭式双极电极阵列的分析检测装置，其特征在于：所述驱动电极A（8）和所述双极电极端点B（10）均为极化电极，所述双极电极端点A（9）和所述驱动电极B（11）均为非极化电极。
7.根据权利要求1至4中任一项所述的封闭式双极电极阵列的分析检测装置，其特征在于：所述薄膜（13）和所述盖片（5）由高分子聚合物材料制成，所述高分子聚合物材料为以下任意一种：
聚二甲基硅氧烷PDMS、聚丙烯薄膜BOPP、聚酯薄膜PET或聚丙烯薄膜CPP。
8.根据权利要求1至4中任一项所述的封闭式双极电极阵列的分析检测装置，其特征在于：所述基片（1）为玻璃、纸或塑料。
9.根据权利要求1至4中任一项所述的封闭式双极电极阵列的分析检测装置，其特征在于：所述信号池（6）和所述检测池（7）为五对。
CN201811495177.8A 2018-12-07 2018-12-07 封闭式双极电极阵列的分析检测装置 Active CN109342406B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811495177.8A CN109342406B (zh) 2018-12-07 2018-12-07 封闭式双极电极阵列的分析检测装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811495177.8A CN109342406B (zh) 2018-12-07 2018-12-07 封闭式双极电极阵列的分析检测装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109342406A CN109342406A (zh) 2019-02-15
CN109342406B true CN109342406B (zh) 2021-01-01

Family

ID=65303540

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201811495177.8A Active CN109342406B (zh) 2018-12-07 2018-12-07 封闭式双极电极阵列的分析检测装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109342406B (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110426438B (zh) * 2019-07-02 2020-10-23 淮阴工学院 基于封闭式双极电极的无线光电化学分析检测装置及其制作方法
CN110426439B (zh) * 2019-07-03 2020-10-27 淮阴工学院 无线光电化学间接分析检测装置及其制作方法
CN113740400B (zh) * 2021-08-18 2023-10-24 淮阴工学院 带有对称参比电极的封闭式双极电极阵列的分析检测装置

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102749322A (zh) * 2012-07-04 2012-10-24 浙江大学 一种双极电极电化学发光检测微流控液滴阵列方法
CN106918627A (zh) * 2017-04-26 2017-07-04 淮阴工学院 一种基于封闭式双极电极阵列的分析检测装置
CN108489969A (zh) * 2018-03-26 2018-09-04 淮阴工学院 基于封闭式叉枝双极电极的多目标分析检测装置及方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102749322A (zh) * 2012-07-04 2012-10-24 浙江大学 一种双极电极电化学发光检测微流控液滴阵列方法
CN106918627A (zh) * 2017-04-26 2017-07-04 淮阴工学院 一种基于封闭式双极电极阵列的分析检测装置
CN108489969A (zh) * 2018-03-26 2018-09-04 淮阴工学院 基于封闭式叉枝双极电极的多目标分析检测装置及方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN109342406A (zh) 2019-02-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Gao et al. A single-electrode electrochemical system for multiplex electrochemiluminescence analysis based on a resistance induced potential difference
CN109342406B (zh) 封闭式双极电极阵列的分析检测装置
CN109377922B (zh) 用于微发光二极管基板的线路检测治具及方法
Chang et al. Two-channel microelectrochemical bipolar electrode sensor array
CN108489969B (zh) 基于封闭式叉枝双极电极的多目标分析检测装置及方法
Erlandsson et al. Electrolysis‐reducing electrodes for electrokinetic devices
CN102749322A (zh) 一种双极电极电化学发光检测微流控液滴阵列方法
Xing et al. Bipolar electrode based reversible fluorescence switch using Prussian blue/Au nanoclusters nanocomposite film
JP5916176B2 (ja) 微生物夾雑物の濃度検出方法、電極チップおよびオリゴペプチド
CN106918627B (zh) 一种基于封闭式双极电极阵列的分析检测装置
EP2735868B1 (en) Nanowire electrode sensor
Baek et al. Miniaturized reverse electrodialysis-powered biosensor using electrochemiluminescence on bipolar electrode
CN105866107A (zh) 基于电致化学发光技术和双极电极构造的分析装置
CN106226364A (zh) 一种可视化双极性电极检测装置及其应用
CN108204968B (zh) 一种芯片在对葡萄糖和尿酸做同时检测中的应用
Salinas et al. Light-emitting bipolar electrochemistry: a straightforward way to illustrate thermodynamic aspects to students
CN110426439A (zh) 无线光电化学间接分析检测装置及其制作方法
CN110426438B (zh) 基于封闭式双极电极的无线光电化学分析检测装置及其制作方法
CN102798630A (zh) 一种带有磁富集分离功能的电化学发光电解池
Loget et al. Light‐Driven Bipolar Electrochemical Logic Gates with Electrical or Optical Outputs
CN113740400B (zh) 带有对称参比电极的封闭式双极电极阵列的分析检测装置
US20080296154A1 (en) Analysis Device
CN111812082A (zh) 光电化学电致变色间接分析检测装置及其制作方法
CN108152210B (zh) 一种丝网印刷电极专用电致化学发光检测池
CN108709923B (zh) 一种快速可视化体外疾病检测的电化学试剂盒

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant