专利名称：基于电化学溶出方法的血液中重金属离子检测方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种基于电化学溶出方法的血液中重金属离子检测方法及其装置，尤其是一种用于全血中铅、铜、镉等重金属离子含量检测的电化学系统包括血样处理试剂(试剂盒)、血液的重金属离子测量仪、小型复合电极。
背景技术：
随着现代工业和交通的高速发展，环境中的铅污染日趋严重，已成为影响人类，尤其是儿童健康的一个重要社会问题。研究表明，儿童血铅水平每上升100μg/l，身高会降低1.3cm，智商会丧失6-7分。美国CDC推荐儿童血铅水平界限100ppb。低于该值为正常水平。但是近期研究表明，即使儿童血铅水平低于100ppb时，也会对健康造成不良影响。我国国家卫生部对铅中毒以及检测也非常重视，并于1999年将儿童血铅检测列为检测项目。目前临床实验室测量血液中重金属离子，包括对血铅的检测一般采用石墨炉原子吸收光谱法(GFAAS)和电热原子吸收法(ETAAS)，其成本相对较高，另外需要操作人员有较高的专业技术。电化学检测技术灵敏度高、操作简便、成本低，可以成为被广泛采用的技术。但是目前国内电化学分析对血液中重金属离子含量的测定时对血样处理步骤烦琐，试剂中Hg2+用量大，对环境污染严重，仪器性能不稳定，不能满足自动检测、高效快速检测的要求。
因此，有必要寻求一种快速简便检测血液中重金属离子的电化学分析方法。要求仪器操作简便，自动化程度高，并且成本低，对环境不造成污染，适用于国内血液中重金属离子(特别是血铅)水平普查和医院、实验室的对血液中重金属离子的测定。

发明内容
本发明的目的是提供一种基于电化学溶出方法的血液中重金属离子检测方法，还包括低成本、自动化程度高、操作简便、取样量小、基本无污染的电化学分析血铅等重金属离子检测系统或装置。
一种基于电化学溶出方法的血液中重金属离子测量方法，血样经处理试剂稀释，置于电解池中，控制电解池旋转，同时控制电解电位和电解时间，铅等重金属离子富集到电极表面，然后溶出。血液中重金属离子含量正比于输出的峰面积信号，制成的仪器是自动化的仪器，一次测量耗时约5min，试剂用量可以控制在250μl。尤其是将工作电极、参比电极、对电极制成复合电极浸入旋转的电解池中进行检测，从而既保证试样中重金属离子的被充分富集，又保证极少的采样样品的量，这样在进行儿童血铅检测时能用更少的采血量作检测，从而也能保证对环境不造成污染。
处理试剂为酸性电解液，全血样品经该试剂稀释后，可以直接用本发明装置进行测量。酸性电解液一般选择无机酸和强有机酸，如盐酸、硝酸、硫酸、三氯乙酸。
基于电化学溶出方法的血液中重金属离子测量装置，包括血液的重金属离子测量仪、电解池和工作电极、参比电极、对电极构成，其特征是将工作电极、参比电极、对电极制成复合电极，工作电极为直径3-10mm的玻碳电极，为保证能置入更小的电解池，3-5mm的玻碳电极更好，参比电极为Ag/AgCl电极，对电极为Ag电极。对电极和参比电极置于内充液中，内充液为常规的HCl溶液、硫酸钾溶液等，浓度没有限制。
测量时，电解池旋转的同时控制电解电位和电解时间，然后溶出试样中待测的重金属离子。控制试样的旋转，在不同的重金属离子种类检测时设定不同的电解电位、时间，浓度的大小与输出的峰面积信号的有关，从而由仪器本身的设置将结果计算显示(由仪器自动完成)。
本发明的特点是提供了一种基于电化学溶出方法的血液中重金属离子检测方法和装置，检测成本低、自动化程度高、操作简便、取样量小。尤其用于血铅的检测，也能用于血液中其它金属离子的检测。本发明的测试能得到符合实际的结果，本发明方法和装置有如下优点1、样品处理简单可行，仅需用配套试剂稀释即可，不需消化。
2、仪器性能稳定，结果可靠。
3、操作简便，自动化程度高，结果直接显示，不需专业人员。
4、耗时短，5min即可得到分析结果。
5、成本低。


图1为试剂管剖面图，内有一定体积的血样处理试剂。
图2为该系统的小型复合电极结构示意图。左图为电极纵剖面示意图，右图为电极下端横截面示意图。1为玻碳工作电极，直径为3-5mm；2为多孔物质，保证电极内充液与外部溶液之间导电而内充液不渗出；3为银导线，连接玻碳电极；4为Ag/AgCl参比电极；5为Ag对电极，6为内充液加入口；7为电极引线。无铅玻璃16、环氧树脂14、套在银导线外部的溶液池15。
图3为本发明血液中重金属离子测量仪的面板结构图，8为电解池接口，9为电极接口，同时可以固定电极，10为浓度显示屏，11为测量键，12为校正键，13为电极清洗键。
图4为血液中重金属离子测定仪电路示意图，它包括恒电位装置，测量放大电路和积分电路等，图中G1-2为积分电路，K1为开关电路，G3-4为放大电路，此电路为现有常规电路。
图5为测量信号与血液中重金属离子浓度的校正曲线。横座标为重金属离子的含量(ppb)，纵座标为检测峰的面积。
具体实施例方式
下面结合附图和实例对本发明做进一步说明取20μl全血样品置于图1所示的装有血样处理试剂的试剂管中，充分振摇均匀后静置5min。然后取250μl处理过的血样置于图1中的电解池中。
将图2中小型复合电极接入图1中，固定后将电极底端插入溶液中。打开仪器控制装置上校正按钮，进行校正后，按下测量按钮开始测量，5min后可以读出血样中的重金属离子量，单位为ppb。测量结束。
血液中重金属离子测定仪包括电解池接口，电极接口，同时可以固定电极，设有浓度显示屏，测量键，校正键，电极清洗键。亦如图3所示，主要为常规电化学电子检测仪器，内有MCU控制，主要设有电解池接口，驱动电解池的旋转。电极接口将复合电极插入，10为浓度显示屏给出结果，11测量键，12校正键。电极清洗时将试剂管中电解液加入电解池中，按下仪器清洗键，开始清洗，1min后清洗完毕。
酸性电解液一般选择无机酸和强有机酸，盐酸、硝酸、硫酸、三氯乙酸。
本发明测量装置中，工作电极、参比电极、对电极构成的复合电极置入电解池内。电解池8采用无铅玻璃，工作电极设在绝缘物质上，如环氧树脂9。一圈多孔物质设在绝缘物质的外圈，如海绵状物质，海绵多孔物质，保证电极内充液与外部溶液之间导电而内充液不渗出；工作电极直径大时，需要更多的试样和更大的电解池，但本发明采用3-5mm的玻碳电极时可以用较少的试剂，如试剂用量可以控制在250μl。所述试剂是样品经酸性电解液处理好后定量置入电解池。3为银导线，连接玻碳电极；4为Ag/AgCl参比电极；5为Ag对电极，6为内充液加入口；7为电极引线。
权利要求
1.一种基于电化学溶出方法的血液中重金属离子测量方法，其特征是血样经处理试剂稀释，置于电解池中，电解池旋转的同时控制电解电位和电解时间，血液中重金属离子富集到电极表面，然后溶出，血液中重金属离子含量正比于输出的峰面积信号。
2.由权利要求1所述的基于电化学溶出方法的血液中重金属离子测量方法，其特征是处理试剂为酸性电解液，一般选择无机酸和强有机酸，盐酸、硝酸、硫酸、三氯乙酸。
3.由权利要求1所述的基于电化学溶出方法的血液中重金属离子测量方法，其特征是测量时，将工作电极、参比电极、对电极制成复合电极浸入旋转的电解池中进行检测。
4.基于电化学溶出方法的血液中重金属离子测量装置，包括血液的重金属离子测量仪、电解池和工作电极、参比电极、对电极构成，其特征是将工作电极、参比电极、对电极制成复合电极。
5.由权利要求4所述的基于电化学溶出方法的血液中重金属离子测量装置，其特征是工作电极为直径3-10mm的玻碳电极。
6.由权利要求4所述的基于电化学溶出方法的血液中重金属离子测量装置，其特征是工作电极为3-5mm的玻碳电极，参比电极为Ag/AgCl电极，对电极为Ag电极。
7.由权利要求4所述的基于电化学溶出方法的血液中重金属离子测量装置，其特征是工作电极设在绝缘物质上，一圈多孔物质设在绝缘物质的外圈，保证电极内充液与外部溶液之间导电而内充液不渗出。
全文摘要
一种基于电化学溶出方法的血液中重金属离子测量方法，血样经处理试剂稀释，置于电解池中，电解池旋转的同时控制电解电位和电解时间，血液中重金属离子富集到电极表面，然后溶出，血液中重金属离子含量正比于输出的峰面积信号。处理试剂为酸性电解液，一般选择无机酸和强有机酸，盐酸、硝酸、硫酸、三氯乙酸。本发明提供了一种基于电化学溶出方法的血液中重金属离子检测方法和装置，检测成本低、自动化程度高、操作简便、取样量小。尤其用于血铅的检测，也能用于血液中其它金属离子的检测。本发明的测试能得到符合实际的结果，
文档编号G01N27/42GK1584578SQ200410014978
公开日2005年2月23日 申请日期2004年5月24日 优先权日2004年5月24日
发明者陈洪渊, 方惠群, 洒荣霄, 袁苏苏 申请人:南京大学