一种双固定光电化学检测池装置的制作方法

1.本实用新型涉及光电化学检测技术领域，特别涉及一种双固定光电化学检测池装置。


背景技术：

2.光电化学传感检测系统是利用光电化学效应，将光信号转化为光电流信号的分析装置或检测系统。与传统的液质联用、气质联用等方法相比，由于光电化学传感技术的选择性好、灵敏度高、分析速度快、成本低，可以在复杂的体系中进行在线连续监测，使其在近几十年获得蓬勃而迅速的发展。
3.然而，现有光电化学技术采用的光电化学传感检测多是采用独立固态三电极体系，即工作电极、对电极和参比电极。检测时将工作电极、对电极和参比电极插入检测池中，当光照射到工作电极后产生光电流信号，从而实现对目标分子的检测。而工作电极的插入角度、各电极之间的距离变化都会对产生的光电流信号产生影响，因此，设计标准化的光电化学检测池，实现工作电极、对电极和参比电极的位置固定化，不仅可以增强不同批次电极之间检测的重现性、稳定性，而且可以降低检测操作的难度，提高检测效率，可以有效推动光电化学生物传感器的推广与应用。现有技术中没有专用于光电化学检测的电极固定的装置，影响了检测的效率、操作难度以及检测结果的重现性、可靠性。


技术实现要素：

4.本实用新型实施例提供一种双固定光电化学检测池装置，本实用新型提供的装置结构简单、固定性高，可以保证其测定光电信号的稳定性、重现性，有利于降低检测结果的差异性，对完善现有光电化学检测技术手段具有重要意义和应用价值。
5.本实用新型实施例提供一种双固定光电化学检测池装置，所述双固定光电化学检测池装置包括：检测池(1)、检测池上盖(2)和内衬底垫(3)，所述检测池上盖(2)设有工作电极插孔(4)、对电极插孔 (5)和参比电极插孔(6)；所述内衬底垫(3)上设有工作电极凹槽 (7)、对电极凹槽(8)和参比电极凹槽(9)；所述内衬底垫(3)置于所述检测池(1)内部，所述检测池上盖(2)与检测池(1)相互扣合。
6.根据本实用新型实施例提供的一种双固定光电化学检测池装置，所述检测池上盖(2)上设置的所述工作电极插孔(4)、所述参比电极插孔(6)和所述对电极插孔(5)分别与所述内衬底垫(3)上设置的所述工作电极凹槽(7)、所述参比电极凹槽(9)和所述对电极凹槽(8)上下垂直对应。
7.根据本实用新型实施例提供的一种双固定光电化学检测池装置，所述检测池(1)包括前壁面(a)、后壁面(b)、底面(e)、第一侧壁面(c)和第二侧壁面(d)、第一侧壁面(c)和第二侧壁面(d)与前壁面(a)和后壁面(b)垂直设置，底面(e)设置于检测池(1)的底部。
8.根据本实用新型实施例提供的一种双固定光电化学检测池装置，所述工作电极插孔(4)设置在所述检测池上盖(2)的端侧，工作电极正面朝向所述检测池(1)的前壁面或后
壁面。
9.根据本实用新型实施例提供的一种双固定光电化学检测池装置，工作电极为ito电极，所述ito电极上设有光电膜层。
10.根据本实用新型实施例提供的一种双固定光电化学检测池装置，所述光电膜层为sno2、tio2或mos2‑
cds:mn。
11.根据本实用新型实施例提供的一种双固定光电化学检测池装置，对电极为铂片电极；所述铂片电极正面朝向所述检测池(1)的前壁面或后壁面。
12.根据本实用新型实施例提供的一种双固定光电化学检测池装置，所述检测池(1)的材质为石英、玻璃或聚甲基丙烯酸甲酯。
13.根据本实用新型实施例提供的一种双固定光电化学检测池装置，所述检测池上盖(2)的材质为聚四氟乙烯、有机玻璃、石英、玻璃或聚甲基丙烯酸甲酯。
14.根据本实用新型实施例提供的一种双固定光电化学检测池装置，所述内衬底垫(3)的材质为聚四氟乙烯、有机玻璃、石英、玻璃或聚甲基丙烯酸甲酯。
15.本实用新型的有益效果至少在于：本实用新型提供的双固定光电化学检测池装置，在检测池设置了检测池上盖和内衬底垫，通过对准插入孔和凹槽插入工作电极、参比电极和对电极，使得三电极稳定插到检测池中，从而进行光电化学检测。本实用新型提供的双固定光电化学检测池装置，具有结构简单，操作方便，体积小，价格低廉的优点。本实用新型发现，通过上述改进后，每次检测时仅需要对准电极插入孔和凹槽插入相应电极即可，不仅有利于提高检测效率以及批次之间检测结果的重现性，也降低了检测时间成本和操作难度，对完善现有检测技术手段具有重要意义和较好的应用价值。
附图说明
16.为了更清楚地说明本实用新型或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
17.图1是本实用新型实施例中双固定光电化学检测池装置的俯侧视结构图；
18.图2是本实用新型实施例中双固定光电化学检测池装置(不含检测池上盖)的侧面正视结构图；
19.图3是本实用新型实施例中双固定光电化学检测池装置的检测池上盖和内衬底垫正面俯视结构图。
20.图4是本实用新型实施例中双固定光电化学检测池装置中拟采用的对电极示意图。
21.附图标记说明：
22.1—检测池；
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2—检测池上盖；
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3—内衬底垫；
23.4—工作电极插孔；
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5—对电极插孔；
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6—参比电极插孔；
24.7—工作电极凹槽；
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8—对电极凹槽；
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9—参比电极凹槽；
25.a—前壁面；
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b—后壁面；
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c—第一侧壁面；
26.d—第二侧壁面；
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e—底面。
具体实施方式
27.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型中的附图，对本实用新型中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
28.如图1
‑
图4所示，本实用新型实施例提供一种双固定光电化学检测池装置，所述双固定光电化学检测池装置包括：检测池1、检测池上盖2和内衬底垫3，所述检测池上盖2设有工作电极插孔4、对电极插孔5和参比电极插孔6。所述内衬底垫3上设有工作电极凹槽7、对电极凹槽8和参比电极凹槽9；所述内衬底垫3置于所述检测池1 内部，所述检测池上盖2与检测池1相互扣合。
29.根据本实用新型实施例提供的一种双固定光电化学检测池装置，所述检测池上盖2上设置的所述工作电极插孔4、所述参比电极插孔6 和所述对电极插孔5分别与所述内衬底垫3上设置的所述工作电极凹槽7、所述参比电极凹槽9和所述对电极凹槽8上下垂直对应。本实用新型实施例中，对应不同的电极插孔和凹槽，所述电极插孔和凹槽形状相同或不同。
30.根据本实用新型实施例提供的一种双固定光电化学检测池装置，所述检测池可采用矩形结构；所述检测池1包括前壁面a、后壁面b、底面e和第一侧壁面c、第二侧壁面d、第一侧壁面c和第二侧壁面 d与前壁面a和后壁面b垂直设置，底面e设置于检测池1的底部。本实用新型实施例中，所述内衬底垫3置于所述检测池1的底面e上。
31.根据本实用新型实施例提供的一种双固定光电化学检测池装置，所述工作电极插孔4设置在所述检测池上盖2的端侧，工作电极正面朝向所述检测池1的前壁面a或后壁面b。本实用新型实施例中，检测池的前壁面或后壁面与所述检测池盖的端侧相对应，ito工作电极插孔在检测池盖的端侧(非中间插孔的位置)，矩形长边与检测池前壁、后壁面平行，以便ito电极正面朝向检测池前壁面a、后壁面b。
32.根据本实用新型实施例提供的一种双固定光电化学检测池装置，工作电极为ito电极，所述ito电极上设有光电膜层。本实用新型实施例中，所述光电膜层至少覆盖光源照射的位置。
33.根据本实用新型实施例提供的一种双固定光电化学检测池装置，所述光电膜层为sno2、tio2或mos2‑
cds:mn。
34.根据本实用新型实施例提供的一种双固定光电化学检测池装置，对电极为铂片电极；所述铂片电极正面朝向所述检测池1的前壁面或后壁面。
35.根据本实用新型实施例提供的一种双固定光电化学检测池装置，所述检测池1的材质为石英、玻璃或聚甲基丙烯酸甲酯。
36.根据本实用新型实施例提供的一种双固定光电化学检测池装置，所述检测池上盖2的材质为聚四氟乙烯、有机玻璃、石英、玻璃或聚甲基丙烯酸甲酯。
37.根据本实用新型实施例提供的一种双固定光电化学检测池装置，所述内衬底垫3的材质为聚四氟乙烯、有机玻璃、石英、玻璃或聚甲基丙烯酸甲酯。本实用新型实施例中，所述内衬底垫厚度可根据实验需要调节。
38.本实用新型实施例中，ito工作电极可以设置一个或多个，相应地，所述插孔也可以对应的设置一个或多个，也即，所述ito工作电极的数量可以根据实际需求任意设置。
39.在本实用新型实施例中，所述检测池上盖2依次设有3个孔，分别为工作电极插孔4、对电极插孔5和参比电极插孔6；所述内衬底垫3依次设有3个孔，分别为工作电极凹槽7、对电极凹槽8和参比电极凹槽 9。其中，所述工作电极插孔4、工作电极凹槽7和对电极凹槽8均为矩形；所述参比电极插孔6、参比电极凹槽9均为圆形；所述对电极插孔 5为矩形和圆形的组合形状。
40.在本实用新型实施例中，所述检测池上盖2和内衬底垫3可拆卸组装。
41.下面通过一个具体应用实施例来对本装置的发光性能和稳定性能进行验证。
42.实施例1
43.为了验证本实用新型上述实施例提供的所述的一种双固定光电化学检测池装置的性能，开展了光电化学检测实验，具体操作如下：
44.将ito电极置于钌缓冲溶液中，并以铂片对电极(见图4)、 ag/agcl参比电极形成三电极体系，进行光电化学检测。
45.通过控制所述电源开关实现如下状态：0s～5s时保持电源断开状态，5s～15s保持电源闭合状态，15s～25s时保持电源断开状态，25s～35s 保持电源闭合状态，35s～45s时保持电源断开状态，测定光电流强度i。 ito电极测定光电信号测定结果见表1：
46.表1 ito电极测定光电信号测定结果
[0047] 0s～5s5s～15s15～25s25s～35s35s～45si/na0.57121.580.64120.740.61
[0048]
从表1可以看出，当通过控制所述电源开关多次调控电源状态时，均能实现调控的目的，且背景光电流信号、发光状态下的光电流信号平行性均较好。结果表明，本实用新型提供的一种双固定光电化学检测池装置的光电化学检测结果重现性、稳定性较好。
[0049]
实施例2
[0050]
为了验证本实用新型上述实施例提供的所述的一种双固定光电化学检测池装置的稳定性、重现性能，开展了光电化学检测实验，具体操作如下：
[0051]
将核酸dna修饰的ito电极置于钌缓冲溶液中30min，取出后用清水清洗30s，然后以铂片对电极(见图4)、ag/agcl参比电极形成三电极体系，分别进行不同批次光电化学检测。
[0052]
通过控制所述电源开关实现如下状态：0s～10s时保持电源断开状态，10s～20s保持电源闭合状态，20s～25s时保持电源断开状态，测定光电流强度i。ito电极测定光电信号测定结果见表2：
[0053]
表2 ito电极测定光电信号测定结果
[0054][0055]
从表2可以看出，通过控制所述电源开关调控在发光状态下，分批次进行测定核酸dna修饰的ito电极产生的光电化学信号，重现性较好。结果表明，本实用新型提供的一种双固定光电化学检测池装置的光电化学检测效果稳定性较好。
[0056]
综上所述，本实用新型实施例提供的一种双固定光电化学检测池装置，具有结构简单，操作方便，体积小，携带方便，价格低廉的优点，提高了检测效率以及检测结果的可靠性，对完善现有检测技术手段具有重要意义和较好的应用价值。
[0057]
在本实用新型的描述中，除非另有说明，“若干”的含义是一个或多个；“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
[0058]
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。