專利名稱：一種功能延伸的電致化學發(fā)光分析檢測裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種功能延伸的電致化學發(fā)光分析檢測裝置，屬于分析測試領域。
背景技術：
電致化學發(fā)光，這ー詞匯所表達的技術含義，對于分析測試領域的專業(yè)技術人員而言，是公知的。在電致化學發(fā)光分析檢測實踐中，所涉電解池內(nèi)的工作電極常選用玻碳電極，這是基于其綜合優(yōu)勢的考量，然而，使用了玻碳電極的電致化學發(fā)光分析檢測裝置不是無暇的，其中，有一個屬于共性的、周知的、并且是難解的問題，那就是，裝置中的玻碳電極其裸露的電極工作面十分容易受到電解產(chǎn)生的有機類物質(zhì)的吸附污染，所述吸附污染會導致玻 碳電極性能的迅速衰減；因此，如何在進行電致化學發(fā)光分析檢測操作的同時，無附加干擾地、有效地、即時地清潔玻碳電極，就成為了ー個亟待解決的技術問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的問題是，研發(fā)ー種能夠在進行電致化學發(fā)光分析檢測的同吋，即時地進行電極自潔運作的新型電致化學發(fā)光分析檢測裝置，該自潔運作方式并且不應當引入負面干擾。本案通過以下方案解決上述問題，該方案提供的裝置是ー種功能延伸的電致化學發(fā)光分析檢測裝置，該裝置的結構包括電解池，以及，裝設于電解池下方或側面的光電倍增管，所述電解池裝設在暗盒之內(nèi)，以及，工作電極，該工作電極含有柱狀玻碳電極本體以及與該柱狀玻碳電極本體連接的接線柱，接線柱的材質(zhì)是金屬材質(zhì)，該柱狀玻碳電極本體以及靠近該柱狀玻碳電極本體的那一部分接線柱被管狀電極外套包覆其中，該管狀電極外套的材料是高分子電絕緣材料，以及，對電極，以及，參比電極，所述對電極是片狀、柱狀、圓筒狀或絲狀的鉬電極或金電極，所述參比電極是Ag/AgCl電極或甘汞電極，所述工作電極以及對電極以及參比電極的工作端位于所述電解池的內(nèi)部，該電解池是其敞ロ端輪廓呈方形、矩形、圓形或橢圓形的內(nèi)凹的杯狀器皿，重點是，該裝置的結構還包括環(huán)形壓電元件，該環(huán)形壓電元件的實體環(huán)繞著所述柱狀玻碳電極本體，該環(huán)形壓電元件的實體其位置是介于所述柱狀玻碳電極本體與所述管狀電極外套之間的位置，所述柱狀玻碳電極本體的軸心線穿過所述環(huán)形壓電元件的中心空洞，所述柱狀玻碳電極本體的軸心線與所述環(huán)形壓電元件的環(huán)平面相互垂直，以及，高頻振蕩電訊號傳輸電纜，該高頻振蕩電訊號傳輸電纜的一端透過所述管狀電極外套內(nèi)部的管道與所述環(huán)形壓電元件連接，以及，超聲波能量吸收器，該超聲波能量吸收器其輪廓呈筆套狀或試管狀，該呈筆套狀或試管狀的超聲波能量吸收器其封閉的一端位于電解池的內(nèi)部，所述參比電極其工作端深入該超聲波能量吸收器的內(nèi)腔，該超聲波能量吸收器其材質(zhì)是微孔材質(zhì)，所述微孔材質(zhì)是微孔陶瓷、微孔泡沫玻璃、微孔泡沫鋁、微孔硅橡膠、微孔聚四氟こ烯或微孔聚偏氟こ烯。所述微孔陶瓷、微孔泡沫玻璃、微孔泡沫鋁、微孔硅橡膠、微孔聚四氟こ烯以及微孔聚偏氟乙烯等等微孔材料，均有市售；可以買來選定的微孔材料進行簡單切削、鑿孔，制成所需的形態(tài)。所述工作電極一詞，其技術含義在電致化學發(fā)光分析領域，是公知的。所述高分子電絕緣材料，其技術含義是公知的。通常意義上的傳統(tǒng)的玻碳電極，其結構細節(jié)，對于電致化學發(fā)光領域的專業(yè)人員而言，是公知的。所述環(huán)形壓電元件，該詞本身的技術含義在超聲波專業(yè)技術領域是公知的。各型、各尺寸的環(huán)形壓電元件均有市售。 僅就包括環(huán)形壓電元件在內(nèi)的各型壓電元件其與高頻振蕩電訊號傳輸電纜的連接細節(jié)，對于超聲波專業(yè)技術領域的專業(yè)人員而言，是成熟的、已知的技術，在此不作贅述。 本案裝置當然還可以包括高頻振蕩電訊號發(fā)生器，該高頻振蕩電訊號發(fā)生器與所述高頻振蕩電訊號傳輸電纜的另一端連接，該高頻振蕩電訊號發(fā)生器連同經(jīng)由所述高頻振蕩電訊號傳輸電纜與其連接在一起的所述環(huán)形壓電元件構成超聲發(fā)射機構，該超聲發(fā)射機構的超聲發(fā)射功率介于I毫瓦與10瓦之間。采用較低的功率，有助于避免損傷所述柱狀玻碳電極特別是其裸露的電極工作面，并且有利于避免干擾電致化學發(fā)光檢測。所述高頻振蕩電訊號發(fā)生器一詞的技術含義，在超聲波專業(yè)技術領域是公知的。各型高頻振蕩電訊號發(fā)生器均有市售。本案裝置的結構，還可以包括一些附件，所述附件例如微弱光測量儀，該微弱光測量儀可以與所述光電倍增管連接；以及，記錄儀，該記錄儀可以與所述微弱光測量儀連接。各型微弱光測量儀以及各型記錄儀均有市售。所述附件又例如電化學工作站裝置，該電化學工作站裝置可以與所述工作電極以及輔助電極以及參比電極連接。所述電化學工作站當然也可以是包含有所述微弱光測量模塊以及記錄模塊以及數(shù)據(jù)處理模塊的集成式的電化學工作站。各型電化學工作站均有市售。所述附件還例如用于夾持工作電極以及對電極以及參比電極的電極夾持、固定支架；等等。所述微弱光測量儀以及所述記錄儀以及電化學工作站裝置等術語表達，對于儀器分析化學領域而言，其技術含義是公知的。超聲空化作用是一種十分強有力的作用，低頻超聲波對對象工件的表面沖擊較強，該低頻超聲波的空化作用對于精細如本案的檢測裝置而言是不太適合的；隨著超聲波頻率的提高，空化作用對對象工件的損傷逐漸弱化直至可以忽略；例如，IOOKHz以上的超聲波可以用于大規(guī)模集成電路的無傷清潔；又例如，IOOOKHz至12000KHz的超聲波可以用于人體的無傷體檢，等等；因此，適于本案裝置的優(yōu)選的超聲波頻率不是隨意的頻率。如上所述，為避免超聲空化作用對所述工作電極裸露的電極工作面的損傷，并避免誘發(fā)聲致發(fā)光，該超聲發(fā)射機構所發(fā)射的超聲波的優(yōu)選的頻率至少應當在40KHz以上；該超聲發(fā)射機構所發(fā)射的超聲波的優(yōu)選的頻率其范圍是在40KHz與12MHz之間。在更為精細的層面上，為避免所述工作電極裸露的電極工作面的超聲損傷，以及，更為精細地避免誘發(fā)聲致發(fā)光，該超聲發(fā)射機構所發(fā)射的超聲波的更進ー步的優(yōu)選的頻率至少應當在80KHz以上；該超聲發(fā)射機構所發(fā)射的超聲波的更進ー步優(yōu)選的頻率其范圍是在80KHz與12MHz之間。不同的電解池底液以及不同的電致化學發(fā)光檢測分析對象，對不同功率及頻率的超聲波的敏感度是不同的，為避免超聲波對分析的干擾，可以根據(jù)具體的電解池底液及具體的檢測分析對象,逐步調(diào)整、確定所需超聲波頻率及功率。如上所述，針對不同的電致化學發(fā)光分析檢測對象及電解池底液，應當細致調(diào)整、選擇所需的超聲波頻率及功率，然而，在前期工作不到位的情形下，當所選用超聲波頻率及功率不是足夠恰當，以至于誘發(fā)出一定強度的聲致發(fā)光，也是不足憂慮的，只要在分析檢測過程中扣除空白比對值即可，本案該裝置此情形下自動轉(zhuǎn)換為ー種具有電極即時自潔功能的電致化學發(fā)光、聲致化學發(fā)光雙激勵受激化學發(fā)光分析檢測裝置。本案該超聲波能量吸收器是用于遏制超聲波對參比電極的綜合干擾，維持參比電 極的電位穩(wěn)定。任何孔徑的微孔材料都有一定的吸收高頻振波的功能；本案該微孔材質(zhì)其微孔孔徑的優(yōu)選值是小于I. O毫米。任何壁厚的所述超聲波能量吸收器均有一定的超聲波消解、吸收功能；本案該呈筆套狀或試管狀的超聲波能量吸收器其壁厚的優(yōu)選值是介于O. 3厘米與3. O厘米之間。僅就微孔材料對高頻振蕩波能量的吸收、消解功能及原理，對于聲學領域的專業(yè)人員而目，是公知的。本案所涉環(huán)形壓電元件，緊湊地集成于所述玻碳電極的內(nèi)部，并且，高頻振蕩電訊號傳輸電纜也是透過所述管狀電極外套所包繞的內(nèi)部管道來與所述環(huán)形壓電元件進行連接，為避免高頻振蕩電訊號傳輸電纜其電磁波泄露對近鄰的其它電路的干擾，本案該結構進ー步優(yōu)選的方案，是在該高頻振蕩電訊號傳輸電纜的表面包覆金屬絲網(wǎng)屏蔽層。本案的優(yōu)點在于，本案裝置能夠在進行電致化學發(fā)光分析檢測的同時，利用工作電極工作端內(nèi)部緊靠所述電極工作面的環(huán)形壓電元件的超聲發(fā)射，對所述電極工作面進行即時的清潔作用，以此方式，即時避免了電解氧化還原反應生成的有機雜質(zhì)對所述電極エ作面的吸附污染，使得所述電極工作面能夠在整個的所述分析檢測過程中始終保持其清新狀態(tài)，阻止了電極性能的快速衰減?；诒景冈撗b置的結構形態(tài)，超聲波的即時清潔效カ可以得到最大限度的發(fā)揮，同時，這還意味著可以用最低的功率、最小的超聲波干擾，實現(xiàn)最大化的針對所述電極工作面的即時清潔效果。本案結構中的另ー個重要構件，即微孔材質(zhì)的呈筆套狀或試管狀的超聲波能量吸收器，其存在，能夠遏制超聲波對參比電極的綜合干擾，維持參比電極的電位穩(wěn)定；由此，既實現(xiàn)玻碳電極的自潔運作，又不帶來附加的干擾。此外，鑒于本案裝置的結構特點，通過刻意的增強的超聲波功率以及刻意揀選的旨在同時誘發(fā)聲致化學發(fā)光的超聲波頻率，本案該裝置也可以服務于刻意的同時誘發(fā)電致化學發(fā)光和聲致化學發(fā)光的目的，并以此方式，進行刻意的電、聲雙激勵受激化學發(fā)光的分析檢測工作；以及，如若進行刻意的電、聲雙激勵受激化學發(fā)光分析檢測工作，那么，本案裝置中的工作電極的特殊結構，能夠使得電、聲雙激勵的受激發(fā)光集中產(chǎn)生于ー個小區(qū)域內(nèi)，如此，方便窗ロ尺寸有限的光電倍增管對光信號進行充分撿拾。


圖I是本案實施例示意圖，所表達的是該裝置的核心結構部分縱切面的大略形態(tài)。圖中，I是電解池，2是對電極，3是工作電極，4是接線柱，5是高頻振蕩電訊號傳輸電纜，6是參比電極，7是呈筆套狀或試管狀的微孔材質(zhì)的超聲波能量吸收器，8是工作電極的工作端，9是柱狀玻碳電極本體的那個未被包裹的裸露的電極工作面，10是環(huán)形壓電元件，11是柱狀玻碳電極本體。
具體實施例方式在圖I所展示的本案實施例中，該裝置的結構包括電解池1，以及，裝設于電解池I下方或側面的光電倍增管，圖例中沒有繪出所述光電倍增管，所述電解池I裝設在暗盒之內(nèi)，圖例中沒有繪出所述暗盒，以及，工作電極3，該工作電極3含有柱狀玻碳電極本體11以 及與該柱狀玻碳電極本體11連接的接線柱4，接線柱4的材質(zhì)是金屬材質(zhì)，該柱狀玻碳電極本體11以及靠近該柱狀玻碳電極本體11的那一部分接線柱4被管狀電極外套包覆其中，該管狀電極外套的材料是高分子電絕緣材料，以及，對電極2，該對電極2也稱輔助電極，以及，參比電極6，所述對電極2是片狀、柱狀、圓筒狀或絲狀的鉬電極或金電極，所述參比電極6是Ag/AgCl電極或甘汞電極，所述工作電極3以及對電極2以及參比電極6的工作端位于所述電解池I的內(nèi)部，該電解池I是其敞口端輪廓呈方形、矩形、圓形或橢圓形的內(nèi)凹的杯狀器皿，重點是，該裝置的結構還包括環(huán)形壓電元件10，該環(huán)形壓電元件10的實體環(huán)繞著所述柱狀玻碳電極本體11，該環(huán)形壓電元件10的實體其位置是介于所述柱狀玻碳電極本體11與所述管狀電極外套之間的位置，所述柱狀玻碳電極本體11的軸心線穿過所述環(huán)形壓電元件10的中心空洞，所述柱狀玻碳電極本體11的軸心線與所述環(huán)形壓電元件10的環(huán)平面相互垂直，以及，高頻振蕩電訊號傳輸電纜5，該高頻振蕩電訊號傳輸電纜5的一端透過所述管狀電極外套內(nèi)部的管道與所述環(huán)形壓電元件10連接，以及，超聲波能量吸收器7，該超聲波能量吸收器7其輪廓呈筆套狀或試管狀，該呈筆套狀或試管狀的超聲波能量吸收器7其封閉的一端位于電解池I的內(nèi)部，所述參比電極6其工作端深入該超聲波能量吸收器7的內(nèi)腔，該超聲波能量吸收器7其材質(zhì)是微孔材質(zhì)，所述微孔材質(zhì)是微孔陶瓷、微孔泡沫玻璃、微孔泡沫鋁、微孔硅橡膠、微孔聚四氟乙烯或微孔聚偏氟乙烯。所述微孔陶瓷、微孔泡沫玻璃、微孔泡沫鋁、微孔硅橡膠、微孔聚四氟乙烯以及微孔聚偏氟乙烯等等微孔材料，均有市售；可以買來選定的微孔材料進行簡單切削、鑿孔，制成所需的形態(tài)。圖例中的環(huán)形壓電元件10可以經(jīng)由高頻振蕩電訊號傳輸電纜5與高頻振蕩電訊號發(fā)生器連接，包括該高頻振蕩電訊號發(fā)生器以及經(jīng)由高頻振蕩電訊號傳輸電纜5與其連接在一起的環(huán)形壓電元件10構成超聲發(fā)射機構，該超聲發(fā)射機構的超聲發(fā)射功率其優(yōu)選范圍是介于I毫瓦與10瓦之間；該超聲發(fā)射機構所發(fā)射的超聲波的頻率其優(yōu)選范圍是在40KHz與12MHz之間；該超聲發(fā)射機構所發(fā)射的超聲波的頻率的更進一步優(yōu)選的范圍是在80KHz與12MHz之間。上述優(yōu)選值范圍之內(nèi)的任意值都是本案裝置允許選擇的操作參數(shù)值； 當然，實際選擇的具體操作參數(shù)值要根據(jù)具體分析對象體系的具體情況作謹慎選擇。
該圖例中，沒有繪出高頻振蕩電訊號發(fā)生器；也沒有繪出光電倍增管以及與該光電倍增管連接的微弱光測量儀；并且，沒有繪出與該微弱光測量儀連接的記錄儀；該圖例也沒有繪出與對電極2以及工作電極3以及參比電極6連接的電化學工作站裝置；該圖例中也沒有繪出用于夾持各個電極的電極夾持、固定支架，等等。圖例中，沒有繪出所述參比電極6的結構細節(jié)；參比電極6其本身的結構細節(jié)，對于電化學專業(yè)領域的人員來說，是公知的，因而無需仔細刻畫、描繪。本案結構中的超聲波能量吸收器7將參比電極6與超聲波輻射源完全隔離開來，由此遏制超聲波對參比電極6的綜合干擾，維持參比電極6的電位穩(wěn)定。任何孔徑的微孔材料都有一定的吸收振波的功能；可以根據(jù)所使用的超聲波頻率 及功率來選定所需要的微孔材料。本案該微孔材質(zhì)其微孔孔徑的優(yōu)選值是小于I. O毫米。任何壁厚的所述超聲波能量吸收器7均有一定的超聲波消解、吸收功能；本案該呈筆套狀或試管狀的超聲波能量吸收器7其壁厚的優(yōu)選值是介于O. 3厘米與3. O厘米之間。僅就微孔材料對高頻振蕩波能量的吸收、消解功能及原理，對于聲學領域的專業(yè)人員而目，是公知的。本案所涉環(huán)形壓電元件10集成于所述玻碳電極的內(nèi)部，并且，高頻振蕩電訊號傳輸電纜5也是透過所述管狀電極外套所包繞的內(nèi)部管道來與所述環(huán)形壓電元件10進行連接，為避免高頻振蕩電訊號傳輸電纜5其電磁波泄露對近鄰的其它電路的干擾，本案該結構進ー步優(yōu)選的方案，是在該高頻振蕩電訊號傳輸電纜5的表面包覆金屬絲網(wǎng)屏蔽層。本案裝置的具體實施方式
不局限于本案附例。
權利要求
1.一種功能延伸的電致化學發(fā)光分析檢測裝置，該裝置的結構包括電解池，以及，裝設于電解池下方或側面的光電倍增管，所述電解池裝設在暗盒之內(nèi)，以及，工作電極，該工作電極含有柱狀玻碳電極本體以及與該柱狀玻碳電極本體連接的接線柱，接線柱的材質(zhì)是金屬材質(zhì)，該柱狀玻碳電極本體以及靠近該柱狀玻碳電極本體的那一部分接線柱被管狀電極外套包覆其中，該管狀電極外套的材料是高分子電絕緣材料，以及，對電極，以及，參比電極，所述對電極是片狀、柱狀、圓筒狀或絲狀的鉬電極或金電極，所述參比電極是Ag/AgCl電極或甘汞電極，所述工作電極以及對電極以及參比電極的工作端位于所述電解池的內(nèi)部，該電解池是其敞口端輪廓呈方形、矩形、圓形或橢圓形的內(nèi)凹的杯狀器皿，其特征在于，該裝置的結構還包括環(huán)形壓電元件，該環(huán)形壓電元件的實體環(huán)繞著所述柱狀玻碳電極本體，該環(huán)形壓電元件的實體其位置是介于所述柱狀玻碳電極本體與所述管狀電極外套之間的位置，所述柱狀玻碳電極本體的軸心線穿過所述環(huán)形壓電元件的中心空洞，所述柱狀玻碳電極本體的軸心線與所述環(huán)形壓電元件的環(huán)平面相互垂直，以及，高頻振蕩電訊號傳輸電纜，該高頻振蕩電訊號傳輸電纜的一端透過所述管狀電極外套內(nèi)部的管道與所述環(huán)形壓電元件連接，以及，超聲波能量吸收器，該超聲波能量吸收器其輪廓呈筆套狀或試管狀，該呈筆套狀或試管狀的超聲波能量吸收器其封閉的一端位于電解池的內(nèi)部，所述參比電極其工作端深入該超聲波能量吸收器的內(nèi)腔，該超聲波能量吸收器其材質(zhì)是微孔材質(zhì)，所述微孔材質(zhì)是微孔陶瓷、微孔泡沫玻璃、微孔泡沫鋁、微孔硅橡膠、微孔聚四氟乙烯或微孔聚偏氟乙烯。
2.根據(jù)權利要求I所述的一種功能延伸的電致化學發(fā)光分析檢測裝置，其特征在于，該裝置的結構包括高頻振蕩電訊號發(fā)生器，該高頻振蕩電訊號發(fā)生器與所述高頻振蕩電訊號傳輸電纜的另一端連接，該高頻振蕩電訊號發(fā)生器連同經(jīng)由所述高頻振蕩電訊號傳輸電纜與其連接在一起的所述環(huán)形壓電元件構成超聲發(fā)射機構，該超聲發(fā)射機構的超聲發(fā)射功率介于I毫瓦與10瓦之間。
3.根據(jù)權利要求2所述的一種功能延伸的電致化學發(fā)光分析檢測裝置，其特征在于，該超聲發(fā)射機構所發(fā)射的超聲波的頻率在40KHz與12MHz之間。
4.根據(jù)權利要求3所述的一種功能延伸的電致化學發(fā)光分析檢測裝置，其特征在于，該超聲發(fā)射機構所發(fā)射的超聲波的頻率在80KHz與12MHz之間。
5.根據(jù)權利要求I所述的一種功能延伸的電致化學發(fā)光分析檢測裝置，其特征在于，該微孔材質(zhì)其微孔孔徑小于I. 0毫米。
6.根據(jù)權利要求I所述的一種功能延伸的電致化學發(fā)光分析檢測裝置，其特征在于，該呈筆套狀或試管狀的超聲波能量吸收器其壁厚介于0. 3厘米與3. 0厘米之間。
7.根據(jù)權利要求I所述的一種功能延伸的電致化學發(fā)光分析檢測裝置，其特征在于，該高頻振蕩電訊號傳輸電纜其表面包覆有金屬絲網(wǎng)屏蔽層，該金屬絲網(wǎng)屏蔽層用于遏制其電磁波泄露，防止其對近鄰的其它電路的干擾。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種功能延伸的電致化學發(fā)光分析檢測裝置，屬于分析測試領域。電致化學發(fā)光分析檢測裝置所涉玻碳電極十分容易受到電解產(chǎn)生的有機類物質(zhì)的吸附污染，本案主要針對該問題。本案裝置的結構包括電解池以及插在電解池中的玻碳電極、對電極以及參比電極，該玻碳電極內(nèi)部含有位于工作端的被管狀電極外套包裹的柱狀玻碳電極本體，重點是，該裝置的結構還包括環(huán)形壓電元件，該環(huán)形壓電元件的實體環(huán)繞著柱狀玻碳電極本體；以及，呈筆套狀或試管狀的微孔材質(zhì)的超聲波能量吸收器，參比電極的工作端深入該超聲波能量吸收器的內(nèi)腔。本案該裝置結構能夠在不引入附加干擾的前提下，實現(xiàn)玻碳電極工作面的即時的超聲清潔。
文檔編號G01N21/76GK102680459SQ20121014116
公開日2012年9月19日 申請日期2012年4月23日 優(yōu)先權日2012年4月23日
發(fā)明者侯建國, 周漢坤, 周靖, 干寧, 曾少林, 李天華, 李榕生 申請人:寧波大學