专利名称：一种带有磁富集分离功能的电化学发光电解池的制作方法
技术领域：
本发明涉及电化学发光技术领域，具体涉及一种带有磁富集分离功能的电化学发光电解池。
背景技术：
基于磁富集分离的电化学发光检测技术(M-ECL)被广泛应用于生物、医学、药学、临床、环境、食品、免疫和核酸杂交分析和工业分析等领域，具有灵敏度高、仪器设备简单、操作方便、易于实现自动化等特点。磁富集分离技术具有提高电化学发光分析技术的检测灵敏度、加快其反应速度等功能。目前用于电化学发光检测的电解池多设计成工作电极置于池体下方，磁铁置于工 作电极下方，为保证有效光采集，这种结构的电解池只能适用于光电倍增管置于暗盒上方的光采集系统，而对于光电倍增管置于暗盒下方的光采集系统则完全不适用，然而现存的电化学发光仪器大部分采用的都是光电倍增管置于暗盒下方的光采集系统，如果应用上述的电解池则不利于光采集，增加了集成的复杂性，而且上述的这种电解池在使用时，会使杂质沉淀物沉积在工作电极表面影响检测结果，因此，迫切需要一种能适用于光电倍增管置于暗盒下方的光采集系统的电解池。

发明内容
为了解决现有的电解池只能适用于光电倍增管置于暗盒上方的光采集系统，并且杂质沉淀物会沉积在工作电极表面影响检测结果的问题，本发明提供一种带有磁富集分离功能的电化学发光电解池，适用于光电倍增管置于暗盒下方的光采集系统。本发明为解决技术问题所采用的技术方案如下一种带有磁富集分离功能的电化学发光电解池，包括设置在电解池体下端的样品池，所述样品池底部与电解池体下底面的通孔通过石英玻璃并加0-型圈密封；设置在所述样品池顶部并与样品池相通的工作电极插口 ；与电解池体上端的固定阀插口螺纹连接的工作电极固定阀；所述工作电极固定阀内部中心开有与所述工作电极插口相通的永磁体插孔,永磁体放置在所述永磁体插孔的下端并与工作电极接触；所述工作电极固定阀将工作电极固定在所述工作电极插口内。还包括参比电极插孔和对电极插孔；所述参比电极插孔一端与所述样品池相通，另一端设置在电解池体的上端侧面上，并与电解池体的下底面成锐角；所述对电极插孔一端与所述样品池相通，另一端设置在电解池体的上端侧面上，并与电解池体的下底面成锐角。参比电极插孔和对电极插孔的位置高于工作电极插口的位置。
本发明的有益效果是本发明的带有磁富集分离功能的电化学发光电解池适用于光电倍增管置于暗盒下方的光采集系统，一方面将工作电极放置在样品池的上方，既可以保证工作电极的工作面与电解液完全接触，又可以使电解液中的杂质沉淀物质不会沉积在工作电极表面，使结果更加准确可靠，提高了发光效率；另一方面通过永磁铁的作用可将电解液中的磁性微纳米粒子或标记有磁性微纳米粒子的分析物最大程度的富集在工作电极表面上，对于电化学发光有很大的增强作用，移去永磁体后分析物不会吸附在工作电极表面上，可实现电极表面的原位更新。同时本发明的电解池实现了一体化设计，满足M-ECL技术的使用和推广。


图I为本发明的带有磁富集分离功能的电化学发光电解池的结构示意图；图2为实施例I中的电化学发光强度-电压曲线对比图；图3为实施例I中的加入不同浓度的MNPs后的电化学发光强度示意图。图中1、样品池，2、工作电极插口，3、工作电极固定阀，4、固定阀插口，5、永磁体插孔,6、永磁体，7、参比电极插孔，8、对电极插孔。
具体实施例方式以下结合附图对本发明作进一步详细说明。如图I所示，本发明的带有磁富集分离功能的电化学发光电解池，包括样品池I、工作电极插口 2、工作电极固定阀3、固定阀插口 4、永磁体插孔5、永磁体6、参比电极插孔7和对电极插孔8 ；整个电解池体成圆柱形，在电解池体的侧面上沿着轴向方向切割成一个矩形面，在电解池体下底面上开有圆形通孔，用于采光，样品池I也设计成圆柱形，设置在电解池体下端并将圆形通孔覆盖住，样品池I底部与圆形通孔的交接处覆盖以圆形石英玻璃，并加0-型圈密封，保证有效光采集的同时使样品池I中的电解液不会从样品池I的底部渗漏出去。参比电极插孔7 —端与样品池I相通，另一端设置在电解池体的上端的外部侧面上，参比电极插孔7与电解池体的下底面成锐角，用于放置参比电极。对电极插孔8 —端与样品池I相通，另一端设置在电解池体的上端的外部侧面上，对电极插孔8与电解池体的下底面成锐角，用于放置对电极。工作电极插口 2设置在样品池I顶部并与样品池I相通，用于放置工作电极，从矩形面方向可将工作电极插入在工作电极插口 2内，将工作电极插口 2的形状设计成与工作电极的形状相同。参比电极插孔7和对电极插孔8的位置略高于工作电极插口 2的位置。在电解池体的上端中心位置设置有圆柱形的固定阀插口 4，固定阀插口 4的下端与工作电极插口 2相通，下端内表面设置有内螺纹，工作电极固定阀3的形状与固定阀插口4形状切合，同样为圆柱形，下端设置有与固定阀插口 4配合的外螺纹，工作电极固定阀3将工作电极固定在样品池I上端的工作电极插口 2内，并能够密封住样品池I中的电解液，通过工作电极固定阀3将工作电极的正面与样品池I紧密接触使电解液不能从工作电极侧面渗漏。将工作电极放置在样品池I的上方，既可以保证工作电极的工作面与电解液完全接触，又可以使电解液中的杂质沉淀物质不会沉积在工作电极表面，从而可以保证很高的发光效率。工作电极固定阀3的内部中心开有圆柱形的永磁体插孔5,永磁体插孔5与工作电极插口 2相通，用于放置永磁体6，永磁体6通过永磁体插孔5与工作电极的反面直接接触，永磁体6可以将电解液中修饰有特定功能团的磁性纳米粒子富集到工作电极表面增加电化学发光效率。通过永磁铁6的作用可将电解液中的磁性微纳米粒子或者标记有磁性微纳米粒子的分析物最大程度的富集在工作电极表面上，对于电化学发光有很大的增强作用，移去永磁体6后分析物不会吸附在工作电极表面上，可实现电极表面的原位更新。
在工作时，工作电极选用ITO玻璃电极，参比电极选用银/氯化银，对电极选用钼丝电极，将ITO玻璃电极放置在工作电极插口 2中，并旋紧工作电极固定阀3将其固定，在永磁体插孔5中放入用于磁富集增强电化学发光的永磁体6，银/氯化银、钼丝电极分别插入参比电极插孔、对电极插孔中，样品池I中盛满电解液，并使ITO玻璃电极完全浸入在电解液中，将ITO玻璃电极、银/氯化银、钼丝电极与电化学系统联用，考察其在电化学发光方面的应用，由于ITO玻璃电极放置在电解液上面与其正面直接接触，永磁铁6可以捕获电解液中功能化磁性微纳米粒子或者标记有磁性微纳米粒子的分析物，从而实现对电化学发光的富集增强。为说明本发明的带有磁富集分离功能的电化学发光电解池的主要性能，提供以下实验。实施例I :在磁富集增强电化学发光方面的应用在本实施例中，仪器采用MPI-A型毛细管电泳电化学发光检测仪(西安瑞迈分析仪器有限责任公司，西安，中国)，工作电极选择ITO玻璃电极，参比电极选择银/氯化银，对电极选择钼丝电极，样品池I中盛放的底液为0. I M磷酸盐缓冲溶液，pH=7. 4，发光试剂选择浓度为10剛的三联吡啶钌，待测物质为0.5 mM三丙胺，将上述三联吡啶钌和三丙胺溶液加入到样品池I中，随后可开始电化学发光实验。如图2所示，曲线a为加入2. 0 ^g. mL—1 MNPs的电化学发光强度_电压曲线，曲线b为不加入2.0 l^g. mL-1 MNPs的电化学发光强度-电压曲线，上述实验考察了利用本发明的电解检测不同电压下的发光强度，实验结果表明在加入2呢.mL—1的MNPs时，本发明的电解池对该发光体系的增强效果达到最大，发光强度增强8倍左右，发光强度明显增强。如图3 所示，在样品池 I 中分别加入 Ol^g. mL' 0. 5l^g. mL' I. Ol^g. mL' 2. Ol^g. mL'
5.OPg. mL'T.Ol^g.mr1，10. 0邮mL—1的磁性纳米粒子(MNPs)，采用ITO玻璃工作电极、银/氯化银参比电极、钼丝对电极，采用与电化学发光系统检测，上述实验考察了利用本发明的电解池检测加入不同浓度磁性纳米粒子下的发光强度，考察了不同浓度的磁性纳米粒子对该发光体系的增强效果，实验结果表明在加入2.0 Pg.mL—1 MNPs时，达到最大发光强度，发光强度明显增强。在M-ECL技术中，采用本发明的电解池最低可检测到I. 0 pM的三丙胺；如果所有反应体系相同，但在不加永磁铁6的情况下，仅能检测到0. I nM的三丙胺，这一结果表明，正是采用本发明的电解池而使MNPs聚集在电极表面，所得的磁富集增强效应提高了电化学发光检测技术的灵敏度，可提高两个数量级。·
权利要求
1.一种带有磁富集分离功能的电化学发光电解池，其特征在于，包括 设置在电解池体下端的样品池(1)，所述样品池(I)底部与电解池体下底面的通孔通过石英玻璃并加O-型圈密封； 设置在所述样品池(I)顶部并与样品池(I)相通的工作电极插口(2)； 与电解池体上端的固定阀插口( 4 )螺纹连接的工作电极固定阀(3 ); 所述工作电极固定阀(3)内部中心开有与所述工作电极插口(2)相通的永磁体插孔(5)，永磁体(6)放置在所述永磁体插孔(5)的下端并与工作电极接触； 所述工作电极固定阀(3 )将工作电极固定在所述工作电极插口( 2 )内。
2.根据权利要求I所述的一种带有磁富集分离功能的电化学发光电解池，其特征在于，还包括参比电极插孔(7)和对电极插孔(8)； 所述参比电极插孔(7)—端与所述样品池(I)相通，另一端设置在电解池体的上端侧面上，并与电解池体的下底面成锐角； 所述对电极插孔(8) —端与所述样品池(I)相通，另一端设置在电解池体的上端侧面上，并与电解池体的下底面成锐角。
3.根据权利要求2所述的一种带有磁富集分离功能的电化学发光电解池，其特征在于，参比电极插孔(7)和对电极插孔(8)的位置高于工作电极插口(2)的位置。
全文摘要
一种带有磁富集分离功能的电化学发光电解池，涉及电化学发光技术领域，解决了现有电解池只能适用于光电倍增管置于暗盒上方的光采集系统。本发明的电解池包括样品池底部与电解池体下底面用石英玻璃密封，设置在样品池顶部并与其相通的工作电极插口，与电解池体上端的固定阀插口连接的工作电极固定阀，工作电极固定阀内部中心开有与工作电极插口相通的永磁体插孔，永磁体放置在永磁体插孔的下端并与工作电极接触，还包括一端与样品池相通，另一端设置在电解池体的上端侧面上的参比电极插孔和对电极插孔。本发明的电解池适用于光电倍增管置于暗盒下方的光采集系统，沉淀物不会沉积在工作电极表面，检测结果准确，发光效率高。
文档编号G01N21/76GK102798630SQ20121029099
公开日2012年11月28日 申请日期2012年8月16日 优先权日2012年8月16日
发明者许元红, 夏勇, 韩彦超, 李敬, 汪尔康 申请人:中国科学院长春应用化学研究所