CN203824914U - 一种双恒电位激发电化学发光分析装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种双恒电位激发电化学发光分析装置，包括电化学发光池、光电倍增管、放大与数字化器、负高压和计算机；还包括双恒电位仪，电化学发光由双恒电位仪激发产生；还包括屏蔽箱；所述电化学发光池内还设有通气管道，通气管道的一端与氧气瓶连通；所述电化学发光池内设有第一工作电极和第二工作电极，与参比电极和辅助电极构成四电极体系。本实用新型采用双恒电位激发方式，在工作电极表面会持续产生恒量的电化学发光反应的活性物质，从而增强电化学发光信号，大大提高了电化学发光检测的灵敏度；此外，由于各种参与发光过程的物质是持续产生的，因此可以获得连续稳定的发光信号，对检测十分有利，实现了高灵敏和稳定的测量。

Description

一种双恒电位激发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，具体涉及一种双恒电位激发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。该技术将可主要应用于流动注射、液相色谱、毛细管电泳检测及免疫电化学发光分析等。

电化学发光分析装置通常采用与普通电化学分析类似的或特别设计的电解池作为检测池，在对应部位设置光学检测器（通常为负高压供电的光电倍增管）作为检测装置，检测池内设有工作电极、参比电极和辅助电极，构成常规的三电极体系，再由电化学工作站提供激发信号，从而工作电极表面产生电化学发光，电极上的电化学发光会对溶液中待测物产生响应而导致发光强度的变化，通过光电倍增管检测光强的变化可进行定量分析。

目前，电化学发光的激发信号的施加方式主要有脉冲、循环伏安及恒电位电解这三种。然而，上述这些激发方式或持续消耗溶液中的电化学发光试剂，导致电化学发光信号逐步降低；或只能短暂于电极表面产生少量的电化学发光反应的活性物质，不利于检测灵敏度的进一步提高。上述方法中最常用的脉冲方式所获得的发光信号是脉冲形的，且发光持续时间短，一般在数秒内，因而无法获得连续稳定的发光信号，对检测的重现性非常不利。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种双恒电位激发电化学发光分析装置，以实现高灵敏和稳定的测量。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种双恒电位激发电化学发光分析装置，包括电化学发光池、光电倍增管、放大与数字化器、负高压和计算机；还包括屏蔽箱，所述电化学发光池和光电倍增管均设于屏蔽箱内；

还包括双恒电位仪，电化学发光由双恒电位仪激发产生。

所述电化学发光池内还设有通气管道，通气管道的一端与氧气瓶连通。

所述电化学发光池内设有第一工作电极和第二工作电极，与参比电极和辅助电极构成四电极体系。

上文中，所述电化学发光池内设有通气管道，用来向电化学发光池内通氧。测定时，所述电化学发光池内保持通氧状态，氧气流量通过转子流量计加以控制。

所述第一工作电极和第二工作电极优选采用氧化铟锡（ITO）玻璃，导电面相对，两者通过硅胶垫片隔开。所述硅胶垫片是用来调节电极间距离并防止短路。

所述电化学发光池置于屏蔽箱内，一方面提供所需的黑暗背景，另一方面消除了外部的电磁干扰。

优选的，所述硅胶垫片的厚度为0.1~1 mm。

本实用新型的工作原理是：电化学发光池采用四电极体系（第一工作电极、第二工作电极、参比电极及辅助电极），由双恒电位仪对2个工作电极提供相应的工作电位，其中一支工作电极上施加高电位，另一支工作电极上施加低电位；在高电位的作用下，电化学发光试剂（如鲁米诺）在第一工作电极表面发生氧化，生成氧化中间态，而在低电位的作用下，溶液中的氧在第二工作电极表面发生还原，生成各种形式的活性氧（ROSs），并通过Haber-Weiss反应生成更具活性的单线态氧，由于两工作电极相互接近，电极产生的发光试剂氧化中间态和单线态氧之间可实现能量转移，从而增强电化学发光，电化学发光会对溶液中物质浓度变化产生响应而导致发光强度的变化，通过光电倍增管检测光强的变化可进行定量分析。

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、本实用新型采用双恒电位激发方式，在工作电极表面会持续产生恒量的电化学发光反应的活性物质，且有活性氧参与发光反应，从而增强电化学发光信号，大大提高了电化学发光检测的灵敏度；此外，由于各种参与发光过程的物质是持续产生的，因此可以获得连续稳定的发光信号，对检测十分有利，实现了高灵敏和稳定的测量；

2、本实用新型采用ITO玻璃作为工作电极，ITO玻璃工作电极成本低，适合于批量制备，重现性好，易于更换，可作为一次性使用的电极，更利于电化学发光分析的应用；

3、本实用新型在电化学发光池内保持均匀通氧状态，一方面补充由于电极反应消耗掉的氧气，另一方面可促进溶质（待测物）在溶液中分布均匀，保证检测信号的稳定性；

4、本实用新型结构简单，易于搭建，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定量测定，具有良好的应用前景。

附图说明

图1是本实用新型实施例一的结构示意图；

其中：1、电化学发光池；2、屏蔽箱；3、双恒电位仪；4、光电倍增管；5、放大和数字化器；6、负高压；7、氧气瓶；8、第一工作电极；9、第二工作电极；10、参比电极；11、辅助电极；12、通气管道；13、硅胶垫片。

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所示，一种双恒电位激发电化学发光分析装置，包括电化学发光池1、光电倍增管4、放大与数字化器5、负高压6和计算机；还包括双恒电位仪3，电化学发光由双恒电位仪激发产生；

还包括屏蔽箱2，所述电化学发光池1和光电倍增管4均设于屏蔽箱内；

所述电化学发光池内还设有通气管道12，通气管道的一端与氧气瓶7连通；

所述电化学发光池内设有第一工作电极8和第二工作电极9，与参比电极10和辅助电极11构成四电极体系。

所述第一工作电极和第二工作电极均为ITO玻璃电极。

所述第一工作电极和第二工作电极的导电面相对设置，且两者之间设有硅胶垫片13。所述硅胶垫片的厚度为0.2 mm。

测定时，所述电化学发光池内保持通氧状态，氧气流量通过转子流量计加以控制。

本实用新型的工作原理是：电化学发光池采用四电极体系（第一工作电极、第二工作电极、参比电极及辅助电极），由双恒电位仪对2个工作电极提供相应的工作电位，其中一支工作电极上施加高电位，另一支工作电极上施加低电位；在高电位的作用下，电化学发光试剂（如鲁米诺）在第一工作电极表面发生氧化，生成氧化中间态，而在低电位的作用下，溶液中的氧在第二工作电极表面发生还原，生成各种形式的活性氧（ROSs），并通过Haber-Weiss反应生成更具活性的单线态氧，由于两工作电极相互接近，电极产生的发光试剂氧化中间态和单线态氧之间可实现能量转移，从而增强电化学发光，电化学发光会对溶液中物质浓度变化产生响应而导致发光强度的变化，通过光电倍增管检测光强的变化可进行定量分析。

Claims (4)

1.一种双恒电位激发电化学发光分析装置，包括电化学发光池(1)、光电倍增管(4)、放大与数字化器(5)、负高压(6)和计算机；还包括屏蔽箱(2)，所述电化学发光池(1)和光电倍增管(4)均设于屏蔽箱内；其特征在于：

还包括双恒电位仪(3)，电化学发光由双恒电位仪激发产生；

所述电化学发光池内还设有通气管道(12)，通气管道的一端与氧气瓶(7)连通；

所述电化学发光池内设有第一工作电极(8)和第二工作电极(9)，与参比电极(10)和辅助电极(11)构成四电极体系。

2.根据权利要求1所述的电化学发光分析装置，其特征在于：所述第一工作电极和第二工作电极均为ITO玻璃电极。

3.根据权利要求1所述的电化学发光分析装置，其特征在于：所述第一工作电极和第二工作电极的导电面相对设置，且两者之间设有硅胶垫片(13)。

4.根据权利要求3所述的电化学发光分析装置，其特征在于：所述硅胶垫片的厚度为0.1~1 mm。