封闭式双极电极阵列的分析检测装置的制作方法

本发明涉及分析检测装置领域，特别涉及一种将电信号转化为肉眼可视化的封闭式双极电极阵列分析检测装置领域，具体涉及一种基于驱动电极作为传感界面的封闭式双极电极阵列的分析检测装置。

背景技术：

封闭式双极电极是双极电极的一种，与开放式双极电极相比，其两极之间仅存在电子通路，而没有离子通路。封闭式双极电极的两极通过导线发生电子转移并分别发生氧化还原反应，由于不需要直接通过导线连接，并将电信号转化为可视化的信号，因而可以集成阵列实现高通量可视化的检测，相比传统三电极系统，其在化学与生物传感、材料合成与筛选等领域具有非常好的应用前景。

作为传感平台时，在诸多的传感策略中，最常用的方式是结合电致化学发光试剂将电化学信号转化为可视化的信号进行检测。现有的电致化学发光试剂主要有联吡啶钌及其共反应剂体系、鲁米诺及其共反应剂体系以及量子点及其共反应剂体系等，由于可视化检测需要的光强度比较高，需要发光试剂具有非常好的发光效率，目前符合这一要求的发光试剂且成本低廉的主要有联吡啶钌及其共反应剂体系、鲁米诺及其共反应剂体系，而这两个电致化学发光体系是阳极电致化学发光，这就意味着基于电荷守恒原理进行检测的检测目标只能发生还原反应，而对于发生氧化反应的检测目标，这两个电致化学发光反应体系则无能无力，这无疑大大地限制了封闭式双极电极及其阵列在传感领域的应用。

技术实现要素：

发明目的：针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种封闭式双极电极阵列的分析检测装置，可以有效解决现有基于封闭式双极电极的分析检测装置基于电荷守恒原理，利用光强较强的阳极电致化学发光试剂进行氧化反应体系检测时出现的困难。

技术方案：本发明提供了一种封闭式双极电极阵列的分析检测装置，包含多个功能和结构均相同的封闭式双极电极及其驱动电极系统构成的平行阵列，每个所述封闭式双极电极及其驱动电极系统均包括：位于基片上方且相互隔离的双极电极基底、采集信号的驱动电极基底a和提供稳定电位的驱动电极基底b，以及位于三者之上的薄膜，在所述薄膜之上覆盖有盖片，在所述盖片上开设至少一对相互隔离的信号池和检测池，所述信号池中采集信号的驱动电极a与所述驱动电极基底a连接，所述信号池中提供稳定电位的双极电极端点a和所述检测池中待测物质发生反应的双极电极端点b均与所述双极电极基底连接，所述检测池中提供稳定电位的驱动电极b与所述驱动电极基底b连接；所述驱动电极基底a和所述驱动电极基底b通过导线与电源连接。

优选地，所述薄膜的厚度为0.1mm，所述盖片的厚度为5mm。

优选地，所述双极电极端点a和所述驱动电极b均为ag/agcl电极、大尺寸的极化电极、大尺寸的常规电极或非极化电极。以保证在通过电流较大时，仍然能够提供较稳定的电位。

优选地，所述采集电极和所述检测电极均为极化电极，所述驱动电极a和所述驱动电极b均为非极化电极。

优选地，所述驱动电极a；和所述双极电极端点b；均由铟锡氧化物或金或铂或导电碳材料制成；所述双极电极基底、驱动电极基底a；和驱动电极基底b均由铟锡氧化物或金或铂或导电碳材料制成。

优选地，所述驱动电极a和所述双极电极端点b均为极化电极，所述双极电极端点a和所述驱动电极b均为非极化电极。

优选地，所述薄膜和所述盖片由高分子聚合物材料制成，所述高分子聚合物材料为以下任意一种：聚二甲基硅氧烷pdms、聚丙烯薄膜bopp、聚酯薄膜pet或聚丙烯薄膜cpp。

优选地，所述基片为玻璃、纸或塑料。

优选地，所述信号池和所述检测池为五对。

有益效果：本发明中基于驱动电极作为传感界面的封闭式双极电极阵列的分析检测装置，在检测时，在信号池中加入阳极或阴极电致化学发光试剂，在检测池中加入可被氧化或可被还原的待检测物，在一定的驱动电压下，信号池的驱动电极上会产生电致化学发光信号，这种电致发光信号可以用于反映检测池中位于检测电极上待检测物的浓度等相关信号。可见，本发明的可以用于检测发生与信号试剂发生相同反应性质（氧化或还原）的待检测对象的检测，并实现高通量可视化的检测。

附图说明

图1为本发明的装置结构示意图；

图2上为用于检测不同浓度的抗坏血酸时，封闭式双极电极阵列信号池中的驱动电极a上发生的可视化的电致化学发光信号；

图2下为检测池中驱动电极b上电致化学信号的强度与检测池中发生了氧化反应的在双极电极端点上的不同浓度的抗坏血酸浓度之间的关系。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行详细的介绍。

本实施方式提供了一种封闭式双极电极阵列的分析检测装置，如图1所示，包含多个功能和结构均相同的封闭式双极电极及其驱动电极系统构成的平行阵列（为了便于显示，本图中只显示了一个封闭式双极电极及其驱动电极系统），每个封闭式双极电极及其驱动电极系统均包括基片1、双极电极基底2、采集信号的驱动电极基底a3、提供稳定电位的驱动电极基底b4、薄膜13以及盖片5，双极电极基底2、采集电极基底a3、驱动电极基底b4覆盖在基片1上方且三者相互隔离，薄膜13覆盖在双极电极基底2、采集电极基底a3和驱动电极基底b4上方，盖片5覆盖在薄膜13上方。

在盖片5上开设五对上下相对设置的信号池6和检测池7，信号池6中具有作为电致化学发光传感界面的采集信号的驱动电极a8和用于提供稳定电位的双极电极端点a9，即薄膜13的上下开孔，上方孔洞露出来的圆形驱动电极基底a3部分就是驱动电极a8，下方孔洞露出来的圆形双极电极基底2部分就是双极电极端点a9，也就是说驱动电极a8与驱动电极基底a3连接，双极电极端点a9与双极电极基底2连接；检测池7中具有提供稳定电位的驱动电极b11和待测物质发生反应的双极电极端点b10，即薄膜13的上下开孔，上方孔洞露出来的圆形双极电极基底2部分就是双极电极端点b10，下方孔洞露出来的圆形驱动电极基底b4部分就是驱动电极b11，也就是说双极电极端点b10与双极电极基底2连接，驱动电极b11与驱动电极基底b4连接。薄膜13位于检测池和信号池中孔径的大小决定驱动电极a8、驱动电极b11、双极电极端点a9和双极电极端点b10的尺寸，四者通过相应的基底进行电荷传导。驱动电极基底a3和驱动电极基底b4通过导线与电源12连接，即驱动电极a8依次通过驱动电极基底a3和导线与电源12的正极连接，驱动电极b11依次通过驱动电极基底b4以及导线与电源12的负极连接；双极电极端点a9与双极电极端点b10分别与双极电极基底2连接，构成封闭式双极电极。

上述驱动电极a8和双极电极端点b10均为极化电极，材质均为ito；上述信号池6的双极电极端点a9和检测池7的驱动电极b11均为非极化电极，材质均为ag/agcl。上述双极电极基底2、驱动电极基底a3和驱动电极基底b4的材质均为ito。上述薄膜13的厚度为0.1mm，盖片5的厚度为5mm。

使用上述基于驱动电极作为传感界面的封闭式双极电极阵列的分析检测装置，在驱动电极a8以电致化学发光试剂产生的光信号为检测信号，检测位于检测池7及其阵列中双极电极端点b10上发生的氧化反应的待检测物，包括以下步骤：

a.在检测池7及其阵列中加入一定浓度可发生氧化反应的待检测物抗坏血酸；

b.将200ml的联吡啶钌（5mm）/三丙胺（25mm）混合液作为电致化学发光试剂加入到信号池6及其阵列中；

c.由电化学工作站提供的电源12通过恒定电位的方式改变驱动电压，利用相机等拍照工具拍摄下位于驱动电极a8及其阵列上的光强，如图2上所示，并分析光强与浓度之间的关系，如图2下所示。

上述实施方式只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所做的等效变换或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。