CN203881685U - 一种流动注射双恒电位激发电化学发光检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种流动注射双恒电位激发电化学发光检测装置，其中电化学发光池为双恒电位激发电化学发光池，其包括作为第一工作电极的ITO玻璃板、设于ITO玻璃板上方的有机玻璃柱以及设于ITO玻璃板和有机玻璃柱之间的检测池垫片，检测池垫片设有检测池通槽，检测池通槽的下部端口抵靠于ITO玻璃板，检测池通槽的上部端口抵靠于有机玻璃柱，有机玻璃柱设置有与检测池通槽连通的进液口和出液口并且嵌设有第二工作电极、参比电极以及辅助电极。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，可以对工作电极表面进行化学修饰和组装，并以此为基础，可以定量测定对电化学发光有增敏或猝灭作用的物质。

Description

一种流动注射双恒电位激发电化学发光检测装置

技术领域

本实用新型涉及一种电化学发光检测装置，具体涉及一种流动注射双恒电位激发电化学发光检测装置。

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。该技术主要可应用于流动注射、液相色谱、毛细管电泳等的分析检测及免疫电化学发光分析等。

应用于流动注射的电化学发光系统具有高效、易于自动化、可以在线监测及高精密度等优点，电化学发光系统可以提高流动注射中检测的灵敏度与重现性，因而受到普遍欢迎，目前电化学发光系统的激发信号模式主要有循环伏安与脉冲电解等方式。循环伏安激发模式可以比较全面地了解电化学发光的全过程，但由于其扫速慢，因此灵敏度有限。脉冲电解激发模式灵敏度较高，但由于每次脉冲的波动，因此发光重现性方面存在缺陷。目前这些激发方式由于只能短暂在工作电极表面产生少量的电化学发光反应的活性物质，限制了其检测灵敏度的进一步提高。

授权公告号为CN202110143U的中国实用新型专利公开了一种流动注射电化学发光分析装置，包括进样系统、流动电化学发光池、光电倍增管、检测器和计算机；流动电化学发光池包括底座，底座内设有进液管道，侧壁设有ITO玻璃板和出口管道垫片，ITO玻璃板、出口管道垫片和侧壁之间构成微型电化学发光池，微型电化学发光池与所述进液管道连通、并通过出口管道与顶部溶液池连通；ITO玻璃板上设有CdTe量子点层，构成电化学发光电极；溶液池内设有参比电极和辅助电极，与CdTe量子点电化学发光电极构成三电极体系。该实用新型不再需要输送发光试剂的流路及混合装置，实现了单流路测量，简化了检测装置，同时使量子点与电极表面电子传递更直接，发光强度大，光强稳定，但是由于上述实用新型采用的是单工作电极，无法在工作电极表面持续产生恒量的电化学发光反应的活性物质，由于各种参与发光过程的物质无法持续产生，因此在检测过程中的发光信号可能会有间断，对检测的灵敏度和稳定性产生影响。

发明内容

本实用新型的发明目的是提供一种实现高灵敏度和高精度检测的流动注射双恒电位激发电化学发光检测装置。

为达到上述发明目的，本实用新型采用的技术方案是：一种流动注射双恒电位激发电化学发光检测装置，包括进样系统、电化学发光池、光电倍增管、检测器、负高压、双恒电位仪、计算机以及屏蔽箱，所述电化学发光池为双恒电位激发电化学发光池，所述双恒电位激发电化学发光池包括作为第一工作电极的ITO玻璃板、设于所述ITO玻璃板上方的有机玻璃柱以及设于所述ITO玻璃板和有机玻璃柱之间的检测池垫片；所述检测池垫片设有检测池通槽，所述检测池通槽的下部端口抵靠于所述ITO玻璃板，所述检测池通槽的上部端口抵靠于所述有机玻璃柱，所述有机玻璃柱设有与所述检测池通槽连通的进液口和出液口并且嵌设有第二工作电极、参比电极以及辅助电极，所述第二工作电极的电极面、参比电极的电极头以及辅助电极的电极头分别与所述检测池通槽的上部端口接触并且与所述作为第一工作电极的ITO玻璃板构成四电极体系。

上文中，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，进样阀和电化学发光池之间的连接管路较短，有效减小了物质在管路中的纵向扩散。

上述技术方案中，所述双恒电位激发电化学发光池还包括下支撑件和通过螺栓支撑连接的上支撑件，所述ITO玻璃板设置于所述下支撑件的上侧面，所述有机玻璃柱的纵截面为T形并且插设于所述上支撑件上。

用螺栓将上、下支撑件紧固并同时将ITO玻璃板和垫片紧固；ITO玻璃板与通槽，以及嵌设的第二工作电极、参比电极、辅助电极和进液口与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为5微升左右，其结构简单，几乎零死体积。

上述技术方案中，所述检测池垫片为硅胶垫片，所述第二工作电极为铂网电极，所述参比电极为银丝电极，所述辅助电极为铂丝电极。

上述技术方案中，所述检测池通槽的横截面为椭圆形，所述检测池通槽的体积为4.5～5.5微升。

上述技术方案中，所述进样系统包括微量注射泵、与所述微量注射泵连通的注射管以及设置于所述注射管上的进样阀，所述注射管连通所述进液口。

进一步的技术方案，所述进样阀和所述检测池通槽之间的注射管的长度不大于30 mm。

上述技术方案中，所述进样阀设于屏蔽箱上；所述电化学发光池和光电倍增管均设于屏蔽箱内。

本实用新型的工作原理是：含有发光试剂的缓冲溶液经微量注射泵推动流经进样阀进入检测池通槽中；检测池通槽与四电极体系（第一工作电极、第二工作电极、参比电极及辅助电极）构成双恒电位激发电化学发光池，由双恒电位仪对第一工作电极和第二工作电极提供相应的工作电位；在工作电位的作用下，第一工作电极和第二工作电极表面会产生大量的发光试剂氧化中间态和各种活性氧（ROSs），再通过相互间的能量转移产生电化学发光。通过进样阀（如可以采用手动进样阀）由进液口注入分析样品时，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；双恒电位激发电化学发光池和光电倍增管设置于屏蔽箱内，屏蔽箱一方面提供了发生电化学发光反应所需要的暗室，另一方面可减少外界环境对检测结果的影响，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下列优点：

1、本实用新型的检测装置采用双恒电位激发方式，在第一工作电极和第二工作电极附近会持续产生大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，且所记录到的信号是稳定的连续信号；

2、本实用新型采用ITO玻璃板作为第一工作电极，采用有机玻璃柱和硅胶垫片与ITO玻璃板形成检测池，ITO玻璃同时作为双恒电位激发电化学发光池的检测池通槽的一壁并兼具光窗作用，有效面积大，物质在流经检测池通槽的整个过程中都能与第一工作电极接触，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；不仅提高了电化学发光检测的灵敏度，且ITO玻璃板本身清洗和修饰较为容易，且成本低廉，适合于批量制备，易于更换，解决了工作电极的清洗抛光和修饰比较困难的问题，采用有机玻璃柱作为检测池通槽的另一壁，有机玻璃柱同时可作为安装第二工作电极、参比电极以及辅助电极的载体，本实用新型的双恒电位激发电化学发光池整体结构简单，易于搭建，可方便地进行拆卸与安装，便于部件的清洗与更换；

3、本系统工作所需待测样品进样量小，一般仅需数微升，检测灵敏度高；

4、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，可以测定对电化学发光有增敏或猝灭作用的物质；还可进一步开发与其他技术如毛细管电泳（CE）或高效液相色谱（HPLC）等联用，因而具有良好的应用前景。

附图说明

图1是本实用新型公开的流动注射双恒电位激发电化学发光检测装置的结构示意图。

图2是本实用新型公开的流动注射双恒电位激发电化学发光检测装置中双恒电位激发电化学发光池的结构示意图。

图3是本实用新型公开的流动注射双恒电位激发电化学发光检测装置中双恒电位激发电化学发光池中不包括有机玻璃柱部分的示意图。

其中，11、微量注射泵；12、注射管；13、进样阀；21、ITO玻璃板；22、有机玻璃柱；23、检测池垫片；24、检测池通槽；25、第二工作电极；26、参比电极；27、辅助电极；3、光电倍增管；4、检测器；5、负高压；6、双恒电位仪；7、屏蔽箱；81、下支撑件；82、螺栓；83、上支撑件；221、进液口；222、出液口。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本实用新型进一步描述。

实施例：

参见图1~3所示，一种流动注射双恒电位激发电化学发光检测装置，包括一进样系统、一电化学发光池、一光电倍增管3、一检测器4、一负高压5、一双恒电位仪6、一计算机（图中未示出）以及一屏蔽箱7。

上述进样系统包括一微量注射泵11、一注射管12以及一进样阀13，注射管12与微量注射泵11连通，进样阀13设置于注射管12上；

上述电化学发光池为双恒电位激发电化学发光池，该双恒电位激发电化学光池包括作为第一工作电极的一ITO玻璃板21、设于ITO玻璃板21上方的一有机玻璃柱22以及设于ITO玻璃板21和有机玻璃柱22之间的检测池垫片23，检测池垫片23设有检测池通槽24，检测池通槽24的下部端口抵靠于ITO玻璃板21，检测池通槽24的上部端口抵靠于有机玻璃柱22，有机玻璃柱22设置有与检测池通槽24连通的进液口221和出液口222并且嵌设有一第二工作电极25、一参比电极26以及一辅助电极27，第二工作电极25的电极面、参比电极26的电极头以及辅助电极27的电极头分别与检测池通槽24的上部端口接触并且与作为第一工作电极的ITO玻璃板21构成四电极体系。

检测池垫片23为硅胶垫片，第二工作电极25为铂网电极，参比电极26为银丝电极，辅助电极27为铂丝电极。

检测池通槽24的横截面设置为椭圆形，检测池通槽24的体积设置为4.5～5.5微升，其结构简单，几乎零死体积，可以改变检测池垫片23的厚度和检测池通槽24的形状和大小来改变检测池通槽24的大小。

进液口221和出液口222分别位于检测池通槽24的两端，进样阀13和检测池通槽24之间的注射管的长度不大于30mm，有效减小了物质在注射管12中的纵向扩散。

上述双恒电位激发电化学发光池和光电倍增管3置于屏蔽箱7内，进样阀13可采用手动阀并且安装于屏蔽箱7的壳体上，注射管12连通进液口221。

为了进一步简化双恒电位激发电化学发光池的安装程序，上述双恒电位激发电化学发光池还包括下支撑件81和通过螺栓82支撑连接的上支撑件83，ITO玻璃板21设置于下支撑件81的上侧面，有机玻璃柱22的纵截面设置为T形并且插设于上支撑件83上。 

Claims (7)

1.一种流动注射双恒电位激发电化学发光检测装置，包括进样系统、电化学发光池、光电倍增管、检测器、负高压、双恒电位仪、计算机以及屏蔽箱，其特征在于，所述电化学发光池为双恒电位激发电化学发光池，所述双恒电位激发电化学光池包括作为第一工作电极的ITO玻璃板、设于所述ITO玻璃板上方的有机玻璃柱以及设于所述ITO玻璃板和有机玻璃柱之间的检测池垫片；所述检测池垫片设有检测池通槽，所述检测池通槽的下部端口抵靠于所述ITO玻璃板，所述检测池通槽的上部端口抵靠于所述有机玻璃柱，所述有机玻璃柱设有与所述检测池通槽连通的进液口和出液口并且嵌设有第二工作电极、参比电极以及辅助电极，所述第二工作电极的电极面、参比电极的电极头以及辅助电极的电极头分别与所述检测池通槽的上部端口接触并且与所述作为第一工作电极的ITO玻璃板构成四电极体系。

2.根据权利要求1所述的流动注射双恒电位激发电化学发光检测装置，其特征在于，所述双恒电位激发电化学发光池还包括下支撑件和通过螺栓支撑连接的上支撑件，所述ITO玻璃板设置于所述下支撑件的上侧面，所述有机玻璃柱的纵截面为T形并且插设于所述上支撑件上。

3.根据权利要求1所述的流动注射双恒电位激发电化学发光检测装置，其特征在于，所述检测池垫片为硅胶垫片，所述第二工作电极为铂网电极，所述参比电极为银丝电极，所述辅助电极为铂丝电极。

4.根据权利要求1所述的流动注射双恒电位激发电化学发光检测装置，其特征在于，所述检测池通槽的横截面为椭圆形，所述检测池通槽的体积为4.5～5.5微升。

5.根据权利要求1所述的流动注射双恒电位激发电化学发光检测装置，其特征在于，所述进样系统包括微量注射泵、与所述微量注射泵连通的注射管以及设置于所述注射管上的进样阀，所述注射管连通所述进液口。

6.根据权利要求5所述的流动注射双恒电位激发电化学发光检测装置，其特征在于，所述进样阀和所述检测池通槽之间的注射管的长度不大于30 mm。

7.根据权利要求1或5所述的流动注射双恒电位激发电化学发光检测装置，其特征在于，所述进样阀设于屏蔽箱上；所述电化学发光池和光电倍增管均设于屏蔽箱内。