CN202083620U

CN202083620U - 一种流动注射电化学发光分析装置

Info

Publication number: CN202083620U
Application number: CN2011201888106U
Authority: CN
Inventors: 屠一锋; 陈明
Original assignee: Suzhou University
Current assignee: Suzhou University
Priority date: 2011-06-07
Filing date: 2011-06-07
Publication date: 2011-12-21
Anticipated expiration: 2021-06-07

Abstract

本实用新型公开了一种流动注射电化学发光分析装置，包括进样系统、混合池、流动电化学发光池、光电倍增管、检测器、恒电位仪和计算机；所述进样系统包括进样泵和进样阀，设有屏蔽箱，所述进样阀、混合池和流动电化学发光池均设于屏蔽箱内，三者之间的连接管路的总长度小于等于60mm。本实用新型结合了电化学发光的高灵敏度和流动注射的实用性，操作方便，可以对电极表面进行化学修饰和组装，并以此为基础，可以对电化学发光有增敏和猝灭作用的物质实现测定。

Description

一种流动注射电化学发光分析装置

技术领域

本实用新型涉及一种测量仪器，具体涉及一种流动注射电化学发光分析装置。

背景技术

电化学发光，或称电致化学发光(Electrochemiluminescence，简称ECL) 是指在电极表面进行的电子转移反应生成的物质的激发态跃迁回基态以发光形式释放能量的过程。电化学发光分析方法是直接利用电化学反应形成激发态发光体而发光或通过电解产物之间、电解产物与体系中某组分之间进行化学反应产生光辐射而实现分析物测定的发光分析技术，是电化学与化学发光相结合的产物。近年来，该技术已应用于流动注射、液相色谱、毛细管电泳等的分析检测中。其中，流动注射与电化学发光联用技术应用得尤为广泛。

流动注射电化学发光系统具有快速、易于自动化、可以在线监测及高精密度等优点，流动电化学发光池可以提高检测的速度与重现性，因而受到普遍欢迎。多数用户使用的流动注射电化学发光检测系统主要基于自行设计制作的流动电化学发光池，而目前商品化的流动电化学发光池很少见到。

然而，目前实验室自制的电化学发光池存在许多不足，主要表现在以下几个方面：第一，结构比较松散，工作所需溶液量大，进样量大，物质在管道中的径向扩散严重；第二，电极插入到流动电化学发光池池体中，占用了流动电化学发光池池体的大量空间，限制了流动电化学发光池向微型化发展；第三，现有的流动电化学发光池有较大的死体积，工作电极的面积利用率低，这些都影响了检测的灵敏度；第四，加工过程的复杂性和所选择的加工材料的苛刻程度是限制这类流动电化学发光反应器被更广泛使用的一个不利因素；第五，工作电极的清洗抛光和修饰比较困难。此外，进样和试剂混合等过程在自制装置上完成情况欠佳，这直接导致了装置的测定重现性较差。

发明内容

本实用新型目的是提供一种流动注射电化学发光分析装置，以实现高精度的测量。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种流动注射电化学发光分析装置，包括进样系统、混合池、流动电化学发光池、光电倍增管、检测器、恒电位仪和计算机；所述进样系统包括进样泵和进样阀，设有屏蔽箱，所述进样阀、混合池和流动电化学发光池均设于屏蔽箱内，三者之间的连接管路的总长度小于等于60 mm；

所述流动电化学发光池包括有机玻璃柱、及设于有机玻璃柱下方的ITO玻璃板，

所述有机玻璃柱上设有进液口和出液口，有机玻璃柱内嵌设有参比电极和辅助电极，参比电极和辅助电极的电极头位于有机玻璃柱的底面；

所述ITO玻璃板上设有垫片，垫片内设有通槽，通槽的底面与ITO玻璃板连通，其顶面与有机玻璃柱的底面连通，构成微型电化学发光池；

所述进液口和出液口与所述微型电化学发光池连通；

所述ITO玻璃板为工作电极，与有机玻璃柱内的参比电极和辅助电极构成三电极体系。

上文中，所述进样阀、混合池和流动电化学发光池均设于屏蔽箱内，屏蔽箱一方面提供了电化学发光检测所需的暗室，另一方面消除了外部的电磁干扰。

本实用新型的装置整体结构紧凑，进样阀、混合池和流动电化学发光池三者之间的连接管路较短，有效减小了物质在管路中的径向扩散。

所述ITO玻璃板上设置的垫片可以采用硅胶垫片。

所述进样阀设于屏蔽箱内，也可以将进样阀固定在屏蔽箱的壁上，而在屏蔽箱内设置混合池与流动电化学发光池的固定支架，将三者都综合在屏蔽箱中。所述进样阀可以采用手动进样阀。

上述技术方案中，所述流动电化学发光池还包括上盖帽、上支撑件和下支撑件，所述有机玻璃柱呈T形，插设于上支撑件内；所述ITO玻璃板设于上支撑件和下支撑件之间，上支撑件和下支撑件通过螺栓紧固连接；

所述上盖帽压设于上支撑件上，并使有机玻璃柱压紧于ITO玻璃板的垫片上，构成所述微型电化学发光池。

进一步的技术方案，所述垫片的外围设有支撑框，支撑框压设于上支撑件和ITO玻璃板之间，支撑框的厚度小于垫片的厚度。优选的，支撑框的厚度略小于垫片的厚度。

上文中，所述垫片可以采用硅胶垫片，硅胶垫片嵌入支撑框（如硬质塑料框）中，调节硅胶垫片的位置使进液口和出液口分别位于通槽的两端，然后用螺栓将上、下支撑件紧固并同时将ITO玻璃和垫片紧固；ITO玻璃与通槽，以及嵌设有参比电极、辅助电极和进液口和出液口的有机玻璃柱形成一个微型电化学发光池，该电化学发光池的体积优选5μL左右，其结构简单，几乎零死体积。

进一步的技术方案，所述垫片内的通槽为椭圆形，所述微型电化学发光池体积为5~10微升。

本实用新型的工作原理是：缓冲溶液经由计算机控制的进样泵流经进样阀进入混合池，在此与另一管路泵入的发光试剂混合后进入流动电化学发光池；流动电化学发光池采用常用的三电极体系（工作电极、参比电极、辅助电极），在电位的作用下，混合溶液于工作电极表面产生电化学发光，通过进样阀（如可以采用手动进样阀）注入分析样品时，电化学发光会产生响应而导致发光强度的变化，通过光强的变化可进行定量分析。废液由出口端排出系统。

由于上述技术方案运用，本实用新型与现有技术相比具有的优点是：

1、本实用新型设有屏蔽箱，将进样阀、混合池和流动电化学发光池均设于屏蔽箱内，从而保证了系统的稳定性与紧凑性，最大程度的减小了外部因素对系统的影响；同时，混合池及流动电化学发光池又可方便的拆卸与安装，方便了部件的清洗、更换。

2、本实用新型在不影响进样阀、混合池和流动电化学发光池三者之间连接的前提下，将三者之间的连接管路的总长度尽量缩短，物质在从进样到出峰这段时间内的在管路中的径向扩散得到了最大程度的抑制。

3、本实用新型结合了电化学发光的高灵敏度和流动注射操作简便、易于自动化、适于连续分析等优点，实用性强，可以对电极表面进行化学修饰和组装，并以此为基础，可以对电化学发光有增敏或猝灭作用的物质实现测定；还可进一步开发与其它技术如毛细管电泳(CE)或高效液相色谱(HPLC)等联用，因而具有良好的应用前景。

4、本实用新型在垫片的外围设有支撑框，支撑框压设于上支撑件和ITO玻璃板之间，用螺栓将ITO玻璃和垫片紧固于上、下支撑件之间，可以方便地更换ITO玻璃工作电极，ITO玻璃工作电极本身清洗和修饰较为容易，解决了工作电极的清洗抛光和修饰比较困难的问题；ITO玻璃同时作为电化学发光池的光窗，有效面积大，物质在流经电化学发光池的整个过程中都能与工作电极接触，被分析物有更多的参与电化学发光反应的机会，以往电化学发光池死体积过大的问题得到较好解决，提高了电化学发光检测的灵敏度。

5、本实用新型的整体结构简单，易于搭建，由于流动电化学发光池几乎无死体积，且待测物的扩散得到有效抑制，本系统工作所需溶液量小，在流速为0.15 mL/min时性能优异，所需进样量小，在进样量为5μL时的物质的绝对检出限为几十个飞摩尔。

附图说明

图1是本实用新型实施例一的结构示意图；

图2是本实用新型实施例一中流动电化学发光池的剖视图；

图3是图2中ITO玻璃板、垫片和支撑框的组装图。

其中：1、缓冲溶液；2、发光试剂；3、进样泵；4、进样阀；5、混合池；6、流动电化学发光池；7、屏蔽箱；8、恒电位仪；9、参比电极；10、辅助电极；11、ITO玻璃板；12、出液口；13、光电倍增管；14、检测器；15、负高压；19、上盖帽；20、有机玻璃柱；21、上支撑件；22、下支撑件；23、进液口；24、垫片；25、支撑框；26、通槽。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述：

实施例一

参见图1~3所示，一种流动注射电化学发光分析装置，包括进样系统、混合池5、流动电化学发光池6、光电倍增管13、检测器14、负高压15、恒电位仪8和计算机；所述进样系统包括进样泵3和进样阀4，设有屏蔽箱7，所述进样阀4、混合池5和流动电化学发光池6均设于屏蔽箱内，进样阀的注射口和手柄位于屏蔽箱外，进样阀与混合池之间的管长为30mm，混合池与流动电化学发光池之间的管长为20mm；

所述流动电化学发光池包括有机玻璃柱20、及设于有机玻璃柱下方的ITO玻璃板11，

所述有机玻璃柱上设有进液口23和出液口12，有机玻璃柱内嵌设有参比电极9和辅助电极10，参比电极和辅助电极的电极头位于有机玻璃柱的底面；

所述ITO玻璃板上设有垫片24，垫片内设有通槽26，通槽的底面与ITO玻璃板连通，其顶面与有机玻璃柱的底面连通，构成微型电化学发光池；垫片的底面与ITO玻璃板相抵，其顶面与有机玻璃柱相抵；

所述进液口和出液口与微型电化学发光池连通；且分别位于椭圆形的通槽的两端；

所述流动电化学发光池还包括上盖帽19、上支撑件21和下支撑件22，所述有机玻璃柱呈T形，插设于上支撑件内；所述ITO玻璃板设于上支撑件和下支撑件之间，上支撑件和下支撑件通过螺栓紧固连接；

所述上盖帽压设于上支撑件上，并使有机玻璃柱压紧于ITO玻璃板的垫片上，构成所述微型电化学发光池。所述上盖帽可以经螺纹拧紧于上支撑件上，并通过螺栓紧固上、下支撑件并使有机玻璃柱压紧于ITO玻璃板上。

所述垫片的外围设有矩形的支撑框25，支撑框压设于上支撑件和ITO玻璃板之间，支撑框的厚度小于垫片的厚度。垫片是弹性的，利用支撑框的厚度使池体厚度一致，并可以调节微型电化学发光池的池体体积，即可通过改变垫片厚度和通漕的宽度来调节池体体积，一般在几微升至几十微升之间。

所述垫片内的通槽为椭圆形，该椭圆形是以进液口和出液口之间的连线为长轴。所述微型电化学发光池体积为5微升。

所述进样泵可以采用蠕动泵，进样阀可以采用手动进样阀；缓冲溶液1和发光试剂2两股液流经由同一蠕动泵等流速的泵入体系；缓冲液用以维持溶液pH值的稳定，而发光试剂则提供电化学发光的发光介质，缓冲液流经手动进样阀进入混合池，在此与直接泵入的发光试剂混合后进入流动电化学发光池。混合池与流动电化学发光池置于同一水平面上。

参见图3所示，所述垫片为硅胶垫片，其外围设有硬质塑料支撑框。所述流动电化学发光池可以用有机玻璃材料制作，Pt丝辅助电极10、Ag丝参比电极9以及进液口23和出液口12用环氧树脂密封在有机玻璃柱中，作为一个整体伸入上支撑件中，并用上盖帽旋紧，形成整体的上部分有机玻璃块；ITO玻璃板11上加一开约6mm（长轴）×1mm（短轴）椭圆形通槽26的硅胶垫片24（厚度略大于500μm），此硅胶垫片嵌入一硬质塑料加工成的矩形支撑框内，用螺栓将上、下支撑件紧固并同时将ITO玻璃和硅胶垫片紧固于其内部；ITO玻璃与通槽，以及嵌设有参比电极、辅助电极和进液口和出液口的有机玻璃柱形成一个微型电化学发光池，该电化学发光池的体积优选5μL左右，其结构简单，几乎零死体积。

Claims

1.一种流动注射电化学发光分析装置，包括进样系统、混合池(5)、流动电化学发光池(6)、光电倍增管(13)、检测器(14)、恒电位仪(8)和计算机；所述进样系统包括进样泵(3)和进样阀(4)，其特征在于：设有屏蔽箱(7)，所述进样阀(4)、混合池(5)和流动电化学发光池(6)均设于屏蔽箱内，三者之间的连接管路的总长度小于等于60 mm；

所述流动电化学发光池包括有机玻璃柱(20)、及设于有机玻璃柱下方的ITO玻璃板(11)，

所述有机玻璃柱上设有进液口(23)和出液口(12)，有机玻璃柱内嵌设有参比电极(9)和辅助电极(10)，参比电极和辅助电极的电极头位于有机玻璃柱的底面；

所述ITO玻璃板上设有垫片(24)，垫片内设有通槽(26)，通槽的底面与ITO玻璃板连通，其顶面与有机玻璃柱的底面连通，构成微型电化学发光池；

所述进液口和出液口与所述微型电化学发光池连通；

2.根据权利要求1所述的流动注射电化学发光分析装置，其特征在于：所述流动电化学发光池还包括上盖帽(19)、上支撑件(21)和下支撑件(22)，所述有机玻璃柱呈T形，插设于上支撑件内；所述ITO玻璃板设于上支撑件和下支撑件之间，上支撑件和下支撑件通过螺栓紧固连接；

3.根据权利要求2所述的流动注射电化学发光分析装置，其特征在于：所述垫片的外围设有支撑框(25)，支撑框压设于上支撑件和ITO玻璃板之间，支撑框的厚度小于垫片的厚度。

4.根据权利要求1所述的流动注射电化学发光分析装置，其特征在于：所述垫片内的通槽为椭圆形，所述微型电化学发光池体积为5~10微升。