CN205719989U - 一种电化学发光检测池 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电化学发光检测池，包括检测池池体、三电极体系以及溶液流路，检测池池体内设置一个垂直通道和四个水平通道，垂直通道为底部设有石英玻璃片的通孔，四个水平通道分别安装工作电极、辅助电极、进样钢针和废液管路，垂直通道内安装参比电极；进样管路外端通过管线连接注射泵，注射泵泵腔分别连通样品瓶和缓冲液瓶。这种电化学发光检测池，通过注射泵将样品送入管路，在缓冲液的推送下检测池，并喷射到工作电极的表面，通过选择合适的注射泵泵速，确保样品被全部喷射到工作电极的表面，本实用新型结构简单，操作方便，只需调整注射泵的流速即可确保全部样品都在工作电极表面被激发，从而无需人为确定钢针末端与工作电极之间的距离。

Description

一种电化学发光检测池

技术领域

本实用新型属于电化学发光检测技术领域，具体涉及一种电化学发光检测池，是一种用于进行电化学发光分析的检测池。

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，并且在免疫、食品和水样测试以及生化武器试剂检测等领域都得到了广泛的应用。

电化学发光检测池是电化学发光分析的重要部件，通过给检测池内的电极施加一定的电压，检测池内的样品就会发生电化学发光反应，释放出一定波长的光。电化学发光检测池的设计至关重要，既要保证样品能充分地进行电化学发光反应，还要便于对检测池进行清洗。

目前电化学发光检测池主要分为两类，一种是静态检测，一种是动态检测。用于静态检测的检测池比较简单，甚至可以使用烧杯。然而在进行静态检测时需要加入大量的溶液以确保这个体系形成完整的电化学回路，因此这种方法对于样品的消耗比较大，不适用于微量样品。动态检测主要是与其它方法联用，比如与流动注射或者是毛细管电泳等联用。

与流动注射联用时，样品溶液是从与工作电极垂直的方向沿工作电极表面流过，工作电极上施加的电压引发样品发生电化学发光反应，检测系统对释放出的光的强度进行检测。由于工作电极位于管路的侧壁，因此管路中的溶液与工作电极表面的距离会有不同。如果溶液中的部分样品与工作电极表面之间的距离过大，可能会导致这部分样品不能得到工作电极上所施加电压的激发，并对检测结果产生影响。

与毛细管电泳联用时，毛细管的末端与工作电极水平相对，如果距离合适，从毛细管内流出的样品会流至工作电极的表面，并被激发。不过毛细管的末端与工作电极之间的距离需要依靠操作者的经验进行调节，如果毛细管末端与工作电极表面之间的距离不合适，那么同样会导致部分样品不能被激发。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服现有的电化学发光检测池在检测过程中的出现的弊端，主要是解决因距离不合适而导致的部分样品不能被激发的问题。

为此，本实用新型提供了一种电化学发光检测池，包括检测池池体、三电极体系以及溶液流路，所述的检测池池体内设置有一个垂直通道和四个与垂直通道连通的水平通道，所述的垂直通道为通孔结构，通孔底部设置有一个石英玻璃片，所述的四个水平通道包括三个处于同一水平面的通道和一个高于其余三个通道的水平通道，所述的三个处于同一水平面的通道内分别安装工作电极、辅助电极和进样钢针，剩余的一个通道连接废液管路，所述的垂直通道内安装参比电极；

所述的安装进样钢针管路作为进样管路，其外端通过管线连接注射泵，注射泵的泵腔分别连通样品瓶和缓冲液瓶。

所述的工作电极和辅助电极相同，均为直径在0.1～5毫米之间的铂盘电极，工作电极和辅助电极成直角分布；所述的工作电极与安装进样钢针的进样管路相对；所述的废液管路与辅助电极相对且不在同一平面。

所述的进样钢针安装在进样管路内端，进样管路为塑料管；所述的进样钢针长度在1.0～10厘米之间，针孔内径在0.2～1.0毫米之间；所述的废液管路为塑料管。

所述的检测池池体的材料为石英、玻璃或者有机玻璃。

所述的进样钢针、辅助电极、参比电极、工作电极和废液管路均分别通过接头安装在检测池池体的通道内，接头的外侧带有与检测池池体通道内壁相匹配的螺纹，接头的材料为有机玻璃或PEEK。

本实用新型的有益效果：本实用新型提供的这种电化学发光检测池，通过注射泵将样品送入管路，在缓冲液的推送下检测池，并被喷射到工作电极的表面，通过选择合适的注射泵的流速，确保样品被全部喷射到工作电极的表面，具有以下优点：

1、本实用新型结构简单，操作方便；

2、本实用新型只需调整注射泵的流速即可确保全部样品都在工作电极表面被激发，从而无需人为确定钢针末端与工作电极之间的距离。

附图说明

以下将结合附图对本实用新型做进一步详细说明。

图1是本实用新型的整体结构示意图。

图2是检测池俯视示意图。

图3是图2的A-A剖视图。

图4是图2的B-B剖视图。

图5是三联吡啶钌样品的检测谱图。

附图标记说明：1、进样钢针；2、辅助电极；3、参比电极；4、工作电极；5、废液管路；6、石英玻璃片；7、注射泵；8、样品瓶；9、缓冲液瓶。

具体实施方式

实施例1：

本实施例提供一种电化学发光检测池，结合图1和图2、图3、图4所示，包括检测池池体、三电极体系以及溶液流路，所述的检测池池体内设置有一个垂直通道和四个与垂直通道连通的水平通道，所述的垂直通道为通孔结构，通孔底部设置有一个石英玻璃片6，所述的四个水平通道包括三个处于同一水平面的通道和一个高于其余三个通道的水平通道，所述的三个处于同一水平面的通道内分别安装工作电极4、辅助电极2和进样钢针1，剩余的一个通道连接废液管路5，所述的垂直通道内安装参比电极3；

安装进样钢针1管路作为进样管路，其外端通过管线连接注射泵7，注射泵7的泵腔分别连通样品瓶8和缓冲液瓶9。

将整个检测池放置到电化学发光检测仪器的检测器内，连接好各个电极连线，同时连接好各个管路。检测开始后，样品溶液经由注射泵7从进样管路的进样钢针1被喷射到工作电极4的表面，在工作电极4表面所施加电压的激发下发生电化学发光反应，仪器内的光电倍增管对反应释放出的光的强度进行检测。检测结束后，清洗缓冲液由缓冲液瓶9经由注射泵7、进样管路进入检测池，对检测池池体内腔进行清洗，废液由废液管路5流出。

考虑到进样钢针1和工作电极4之间的距离，为了确保样品被全部喷射到工作电极4的表面，在本实施例中，需要通过调节注射泵7的泵速，通过调节注射泵7的流速即可全部样品都在工作电极表面被激发，从而无需人为确定钢针末端与工作电极之间的距离。

实施例2：

在实施例1的基础上，本实施例对各个电极进一步进行说明。三电极体系中的三个电极为工作电极、参比电极和辅助电极。

工作电极又称研究电极，是指所研究的反应在该电极上发生。工作电极可以是固体，也可以是液体，各式各样的能导电的固体材料均能用作电极。通常根据研究的性质来预先确定电极材料，但最普通的“惰性”固体电极材料是玻碳(铂、金、银、铅和导电玻璃)等。采用固体电极时，为了保证实验的重现性，必须注意建立合适的电极预处理步骤，以保证氧化还原、表面形貌和不存在吸附杂质的可重现状态。在液体电极中，汞和汞齐是最常用的工作电极，它们都是液体，都有可重现的均相表面，制备和保持清洁都较容易，同时电极上高的氢析出超电势提高了在负电位下的工作窗口记被广泛用于电化学分析中。

辅助电极又称对电极，辅助电极和工作电极组成回路，使工作电极上电流畅通，以保证所研究的反应在工作电极上发生，但必须无任何方式限制电池观测的响应。由于工作电极发生氧化或还原反应时，辅助电极上可以安排为气体的析出反应或工作电极反应的逆反应，以使电解液组分不变，即辅助电极的性能一般不显著影响研究电极上的反应。但减少辅助电极上的反应对工作电极干扰的最好办法可能是用烧结玻璃、多孔陶瓷或离子交换膜等来隔离两电极区的溶液。为了避免辅助电极对测量到的数据产生任何特征性影响，对辅助电极的结构还是有一定的要求。如与工作电极相比，辅助电极应具有大的表面积使得外部所加的极化主要作用于工作电极上。辅助电极本身电阻要小，并且不容易极化，同时对其形状和位置也有要求。

参比电极，是指一个已知电势的接近于理想不极化的电极。参比电极上基本没有电流通过，用于测定研究电极(相对于参比电极)的电极电势。在控制电位实验中，因为参比半电池保持固定的电势，因而加到电化学池上的电势的任何变化值直接表现在工作电极/电解质溶液的界面上。实际上，参比电极起着既提供热力学参比，又将工作电极作为研究体系隔离的双重作用。水溶液体系中常见的参比电极有:饱和甘汞电极(SCE)、Ag/AgCl电极、标准氢电极(SHE或NHE)等。许多有机电化学测量是在非水溶剂中进行的，尽管水溶液参比电极也可以使用，但不可避免地会给体系带入水分，影响研究效果，因此，建议最好使用非水参比体系。常用的非水参比体系为Ag/Ag+(乙腈)。

本实施例中，工作电极4和辅助电极2相同，均为直径在0.1～5毫米之间的铂盘电极，结合图2、图3和图4所示，工作电极4和辅助电极2成直角分布；所述的工作电极4与安装进样钢针1的进样管路相对；所述的废液管路5与辅助电极2相对且不在同一平面。

实施例3：

本实施例在实施例1和实施例2的基础上对进样管路进行说明，进样钢针1安装在进样管路内端，进样管路为塑料管，其材料为PTFE或者其它塑料；所述的进样钢针1长度在1.0～10厘米之间，针孔内径在0.2～1.0毫米之间；所述的废液管5材料为PTFE或者其它塑料管。

进样钢针1和进样管路形成针头和针管的结构，通过连通进样管路的注射泵7的泵速的改变，可以对从进样钢针1的针孔中喷出的样品的喷出曲线调整，使其都能喷射到工作电极4上，并都在工作电极4表面被激发。

实施例4：

本实施例除了满足上述三个实施例中的特征外，本实施例中，检测池池体的材料为石英、玻璃或者有机玻璃。进样钢针1、辅助电极2、参比电极3、工作电极4和废液管路5均分别通过接头安装在检测池池体的通道内，接头的外侧带有与检测池池体通道内壁相匹配的螺纹，接头的材料为有机玻璃或PEEK。

实施例5：

本实施例结合具体的实施数据进行说明：

在如图1至4所示的检测池中，进样钢针1通过管路与电化学发光检测仪的注射泵7相连，检测池上的工作电极4、参比电极3和辅助电极2分别与仪器内相应的电极夹子连接。实验开始前，检测池内部以及管路中充满磷酸缓冲液(pH8.0，0.1mol/L)，工作电极4的电压设为1.25V。

首先用注射泵将将70微升的样品溶液(三联吡啶钌，浓度为1×10^-6mol/L)以100μl/s的流速推入到管路中，然后将500微升的磷酸缓冲液(pH 8.0，0.1mol/L)用相同的注射泵以50μl/s的流速推入到管路中，使得样品溶液进入检测池，在工作电极上4加1.25V的电压能量作用下，二价的三氯联吡啶钌[Ru(bpy)₃]²⁺释放电子发生氧化反应而成为三价的三氯联吡啶钌[Ru(bpy)₃]³⁺，此外，二价的三氯联吡啶钌[Ru(bpy)₃]²⁺也会得到电子发生还原反应而成为一价的三氯联吡啶钌[Ru(bpy)₃]⁺。这样，反应体系中就存在具有强氧化性的三价的三氯联吡啶钌[Ru(bpy)₃]³⁺和具有强还原性的[Ru(bpy)₃]⁺，两者之间发生反应，生成基态的二价的三氯联吡啶钌[Ru(bpy)₃]²⁺和激发态的二价的三氯联吡啶钌[Ru(bpy)₃]²⁺，激发态[Ru(bpy)₃]²⁺以荧光机制衰变并以释放出一个波长为62Onm光子的方式释放能量，而成为基态的[Ru(bpy)₃]²⁺。电化学发光检测仪器内的光电倍增管对反应释放出的光的强度进行检测，得到如图5所示的检测谱图。

检测完成后，500微升的磷酸缓冲液(pH 8.0，0.1mol/L)进入检测池，对检测池池体内腔进行清洗，废液由废液管路5流出。

由图5可知，即使三联吡啶钌样品的浓度低至1×10^-6mol/L，信号的信噪比仍然远远大于3，与相似的静态检测方法仅能检测到浓度在10^-4mol/L的三联吡啶钌样品相比，本实施例的检测限得到了明显的提升。

综上所述，本实用新型的这种电化学发光检测池，通过注射泵将样品送入管路，在缓冲液的推送下检测池，并被喷射到工作电极的表面，通过选择合适的注射泵的流速，确保样品被全部喷射到工作电极的表面，本实用新型结构简单，操作方便，只需调整注射泵的流速即可确保全部样品都在工作电极表面被激发，从而无需人为确定钢针末端与工作电极之间的距离。

以上例举仅仅是对本实用新型的举例说明，并不构成对本实用新型的保护范围的限制，凡是与本实用新型相同或相似的设计均属于本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种电化学发光检测池，包括检测池池体、三电极体系以及溶液流路，其特征在于：所述的检测池池体内设置有一个垂直通道和四个与垂直通道连通的水平通道，所述的垂直通道为通孔结构，通孔底部设置有一个石英玻璃片(6)，所述的四个水平通道包括三个处于同一水平面的通道和一个高于其余三个通道的水平通道，所述的三个处于同一水平面的通道内分别安装工作电极(4)、辅助电极(2)和进样钢针(1)，剩余的一个通道连接废液管路(5)，所述的垂直通道内安装参比电极(3)；

安装进样钢针(1)的管路作为进样管路，其外端通过管线连接注射泵(7)，注射泵(7)的泵腔分别连通样品瓶(8)和缓冲液瓶(9)。

2.如权利要求1所述的电化学发光检测池，其特征在于：所述的工作电极(4)和辅助电极(2)相同，均为直径在0.1～5毫米之间的铂盘电极，工作电极(4)和辅助电极(2)成直角分布；所述的工作电极(4)与安装进样钢针(1)的进样管路相对；所述的废液管路(5)与辅助电极(2)相对且不在同一平面。

3.如权利要求1或2所述的电化学发光检测池，其特征在于：所述的进样钢针(1)安装在进样管路内端，进样管路为塑料管；所述的进样钢针(1)长度在1.0～10厘米之间，针孔内径在0.2～1.0毫米之间；所述的废液管路(5)为塑料管。

4.如权利要求1所述的电化学发光检测池，其特征在于：所述的检测池池体的材料为石英、玻璃或者有机玻璃。

5.如权利要求1或4所述的电化学发光检测池，其特征在于： 所述的进样钢针(1)、辅助电极(2)、参比电极(3)、工作电极(4)和废液管路(5)均分别通过接头安装在检测池池体的通道内，接头的外侧带有与检测池池体通道内壁相匹配的螺纹，接头的材料为有机玻璃或PEEK。