專利名稱：磁性金工作電極的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電化學(xué)分析領(lǐng)域，具體涉及一種工作電極，特別涉及一種具有磁性的金工作電極。
背景技術(shù)：
電極是電化學(xué)測(cè)定的重要組成部分，為電化學(xué)反應(yīng)提供了一個(gè)得失電子的場(chǎng)所， 因此，研究電極及電極的制備方法顯得特別重要。金是一種典型的貴金屬，具有良好的生物相容性。近年來(lái)，隨著自組裝技術(shù)的發(fā)展，金電極及其制作方法得到了廣泛地研究。目前， 金電極的制作主要是將一段圓柱形的金片，封裝在一個(gè)惰性絕緣材料(如聚四氟乙烯等) 內(nèi)，如中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春應(yīng)用化學(xué)研究所發(fā)明的專利號(hào)02129017. 2公開(kāi)的一種金盤(pán)電極。然而，此過(guò)程制作的金電極不具有磁性，不能吸附磁性顆粒，且尚未見(jiàn)有關(guān)磁性金電極制作研究的報(bào)道。磁性微/納米顆粒是一種新型的功能性材料，其表面可修飾各種功能團(tuán)，如羧基，氨基，鏈親和素等。通過(guò)這些修飾的功能團(tuán)，生物大分子，如酶、抗原、抗體、DNA、RNA 等，可共價(jià)或非共價(jià)結(jié)合到磁性微/納米顆粒表面，在外磁鐵的作用下，能同時(shí)對(duì)分析對(duì)象進(jìn)行分離和富集，特別是實(shí)際樣品中的分析對(duì)象。將磁性微納米顆粒與電化學(xué)檢測(cè)技術(shù)相結(jié)合是當(dāng)前分析化學(xué)領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)問(wèn)題之一，因?yàn)樗梢酝瑫r(shí)實(shí)現(xiàn)分析對(duì)象的分離、富集和檢測(cè)，故能有效提高分析對(duì)象檢測(cè)的靈敏度、大大縮短分析時(shí)間，并能充分發(fā)揮電化學(xué)檢測(cè)技術(shù)高效、快速、靈敏度高、所需樣品量少、選擇性佳的優(yōu)點(diǎn)?，F(xiàn)有的磁性電化學(xué)檢測(cè)技術(shù)的實(shí)施方式主要有兩種一種是在工作電極的上方或者下方放置一塊永磁鐵來(lái)吸附磁性微/納米顆粒于檢測(cè)表面；另一種是制作磁性工作電極來(lái)吸附磁性微/納米顆粒于檢測(cè)表面。前者為非一體化設(shè)計(jì)，磁鐵與工作電極是分開(kāi)的，；若采用一次性電極，則存在價(jià)格昂貴等缺陷。后者將磁鐵和工作電極合為一體制成磁性工作電極，，操作簡(jiǎn)單方便。但是，目前文獻(xiàn)報(bào)道的磁性工作電極過(guò)于單一，僅限于磁性碳糊工作電極(Chen等，2007 ；見(jiàn)附圖4A ； Pividori等，2006;見(jiàn)附圖4B)，且尚未見(jiàn)有商業(yè)化產(chǎn)品；其主要原因在于現(xiàn)有報(bào)道的磁性電極制作方法較為復(fù)雜以及磁鐵的高阻抗特性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種磁性金工作電極，該電極不僅具有磁性，且電極檢測(cè)表面的中心磁力強(qiáng)于周邊磁力，磁性強(qiáng)度穩(wěn)定，能吸附磁性微納米材料顆粒于檢測(cè)表面。此外，該電極磁力大小適中，電極處理方便。實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的技術(shù)方案如下所述一種磁性金工作電極，其包括一段中空的圓柱形惰性絕緣塑料管，所述的空心圓柱形惰性絕緣塑料管優(yōu)選為聚四氟乙烯管，其內(nèi)裝有圓柱形中空磁鐵棒(銣鐵硼永磁鐵)， 所述的聚四氟乙烯管的一端封裝有電極基體材料金片，導(dǎo)線(優(yōu)選為銅絲或銀絲)穿過(guò)所述的磁鐵棒的中心，導(dǎo)線的一端焊接在所述的電極基體材料金片上，導(dǎo)線的另一端與外電路連接。作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，所述的磁鐵棒的圓心直徑小于2mm。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于本發(fā)明具有磁性，能夠穩(wěn)定的吸附磁性微/米顆粒于檢測(cè)表面，實(shí)現(xiàn)分析對(duì)象的分離、富集和電化學(xué)檢測(cè)；磁場(chǎng)強(qiáng)度中心強(qiáng)于四周，且磁場(chǎng)強(qiáng)度穩(wěn)定； 制作成本低，實(shí)現(xiàn)磁性工作電極的一體化設(shè)計(jì)，使用方便，且能夠作為普通金電極使用，具有很強(qiáng)的商業(yè)前景。


圖1 本發(fā)明的磁性金工作電極的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2 本發(fā)明的磁性金工作電極的分解示意圖。圖3 現(xiàn)有技術(shù)的金工作電極與本發(fā)明的磁性金工作電極的結(jié)構(gòu)對(duì)比示意圖。圖 3A是現(xiàn)有技術(shù)的金工作電極，圖:3B是本發(fā)明的磁性金工作電極。圖4 現(xiàn)有的磁性碳糊工作電極的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4A是現(xiàn)有的一種磁性碳糊工作電極；圖4B是現(xiàn)有的另一種磁性碳糊工作電極，該電極是通過(guò)一個(gè)導(dǎo)電銅盤(pán)實(shí)現(xiàn)電極基體材料碳糊與外電路的連接，且片狀的磁鐵包埋在電極基體材料碳糊當(dāng)中。圖1-4中的編號(hào)定義1-電極基體材料(在本發(fā)明中申請(qǐng)人采用該編號(hào)1，將其定義為電極基體材料金片，以示對(duì)現(xiàn)有同類電極基體材料的區(qū)別)；2-導(dǎo)線；3-惰性絕緣塑料管；4-磁鐵；5-導(dǎo)電銅盤(pán)。圖5 現(xiàn)有技術(shù)的金工作電極與本發(fā)明的磁性金工作電極對(duì)磁性微/納米顆粒吸附的實(shí)施效果圖。圖5A是現(xiàn)有的金工作電極在同樣試驗(yàn)條件下，顯示該電極檢測(cè)表面金上未見(jiàn)吸附磁性微/納米顆粒；圖5B是本發(fā)明的磁性金工作電極在同樣試驗(yàn)條件下，顯示該電極檢測(cè)表面金上可見(jiàn)吸附的磁性微/納米顆粒。圖6 本發(fā)明的磁性金工作電極檢測(cè)表面的磁通量分布圖。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1(制備實(shí)施例)由圖1和圖2，申請(qǐng)人設(shè)計(jì)了一種磁性金工作電極，其包括一段中空的圓柱形惰性絕緣塑料管3，該空心圓柱形惰性絕緣塑料管3優(yōu)選為聚四氟乙烯管，其內(nèi)裝有圓柱形中空磁鐵棒4(優(yōu)選為銣鐵硼永磁鐵，其圓心的直徑小于2mm)，該聚四氟乙烯管3的一端封裝有電極基體材料金片1，導(dǎo)線2 (優(yōu)選該導(dǎo)線為銅絲或銀絲)穿過(guò)所述的磁鐵棒4的中心，導(dǎo)線 2的一端焊接在所述的電極基體材料金片1上，導(dǎo)線2的另一端與外電路連接。本發(fā)明的在磁性金工作電極，能夠吸附磁性微/納米顆粒于檢測(cè)表面，直接進(jìn)行電化學(xué)檢測(cè)。該磁性電極不僅能夠吸附磁性微/納米顆粒，也可作為普通的金工作電極使用。實(shí)施例2 (應(yīng)用實(shí)施例)將本發(fā)明和普通金工作電極分別用來(lái)吸附磁性微/納米顆粒，其吸附效果如圖5 所示。磁性微/納米材料可以被吸附在磁性金工作電極表面(見(jiàn)圖5B)，而普通金電極表面未見(jiàn)任何被吸附的磁性微/納米顆粒(見(jiàn)圖5A)。在本發(fā)明的磁性金工作電極的檢測(cè)表面上依次取點(diǎn)，用高斯計(jì)測(cè)定本發(fā)明不同位置的磁通量大小，檢測(cè)結(jié)果如圖6。本發(fā)明的磁性金工作電極的中心磁通量大于周邊的磁通量，因此本發(fā)明的磁性金工作電極能夠吸附磁性微/納米顆粒于檢測(cè)表面。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，凡依本發(fā)明申請(qǐng)專利范圍所做的均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明的涵蓋范圍。主要參考文獻(xiàn)UQU S. , Wang J.，Kong J.，Yang P.，Chen G.，2007，Talanta, 71,1096-1102.2、Zacco E.，Pividori Μ. I.，Alegret S.，2006，Anal. Chem.，78，1780—1788.
權(quán)利要求
1.一種磁性金工作電極，其包括一段中空的圓柱形惰性絕緣塑料管，其特征在于所述的空心圓柱形惰性絕緣塑料管為聚四氟乙烯管(3)，其內(nèi)裝有圓柱形中空磁鐵棒，所述的聚四氟乙烯管(3)的一端封裝有電極基體材料金片(1)，導(dǎo)線O)穿過(guò)所述的磁鐵棒 (4)的中心，所述的導(dǎo)線O)的一端焊接在所述的電極基體材料金片(1)上，所述導(dǎo)線(2) 的另一端與外電路連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁性金工作電極，其特征在于所述導(dǎo)線為銅絲或銀絲。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁性金工作電極，其特征在于所述磁鐵棒為銣鐵硼永磁鐵。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的磁性金工作電極，其特征在于所述磁鐵棒的圓心直徑小于2mm ο
全文摘要
本發(fā)明屬于電化學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種磁性金工作電極。所述的磁性金工作電極包括一段中空的圓柱形惰性絕緣塑料管，該空心圓柱形惰性絕緣塑料管為聚四氟乙烯管，其內(nèi)裝有圓柱形中空磁鐵棒，所述的聚四氟乙烯管的一端封裝有電極基體材料金片，導(dǎo)線穿過(guò)所述的磁鐵棒的中心，導(dǎo)線的一端焊接在所述的電極基體材料金片上，導(dǎo)線的另一端與外電路連接。該磁性金電極是磁鐵和電極的一體化，它不僅具有磁性，且電極檢測(cè)表面的中心磁力強(qiáng)于周邊磁力，能吸附磁性顆粒于檢測(cè)表面，磁場(chǎng)大小適中，電極處理方便。同時(shí)，該電極具有制作成本低，流程簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)，具有商業(yè)化應(yīng)用前景。
文檔編號(hào)G01N27/30GK102590300SQ201110006538
公開(kāi)日2012年7月18日 申請(qǐng)日期2011年1月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月13日
發(fā)明者張慧婧, 李芳 , 胡涌剛 申請(qǐng)人:華中農(nóng)業(yè)大學(xué)