电化学传感装置的使用方法

本技术属于电化学传感器，更具体地说，是涉及一种电化学传感装置的使用方法。

背景技术：

1、电化学传感一直是化学与生物传感器领域的前沿技术，在分析化学领域起着重要作用。作为电化学传感器的关键部件，电极在决定所制造的传感器性能方面具有重要意义。

2、根据电化学界面的物理形式，电极可分为三类：第一类是传统的圆盘电极，包括玻璃碳电极(gce)、贵金属电极(如au，pt)等。由于良好的稳定性和可重复性，它们已被广泛使用。第二类是传统的平面丝网印刷电极(spe)，通常以集成的三电极形式出现。平面丝网印刷电极spe具有易用性、简单性和低成本的特点，特别适合日常使用，例如即时检验(poct)。第三类是一些开发为自支撑工作电极(wes)的自制材料，包括2d/3d碳/金属基材料(例如，石墨烯泡沫、金/银棒等)。它们固有的纳米功能表面可提供较大的传感表面和良好的催化活性，从而有利于构建高性能的电化学传感器。

3、尽管上述电极在构造各种传感器中发挥了作用，但是在制造过程中的局限性和固有的缺陷阻碍了它们的应用。通常，圆盘电极的先天缺陷主要是由于无法单独工作而引起的，因此经常需要独立的对电极和参比电极(ce和re)的参与。这不可避免地导致传感器冗杂、装置的体积比较大、集成化程度较低，并且还增加了样本溶液的消耗。此外，冗杂的圆盘三电极传感系统还引发了人为操作导致的系统误差，对测试结果的准确性和精密度均产生了负面影响。为了获得具有高灵敏度和宽响应范围的传感器，大多数的圆盘电极需要用功能材料装饰，这损害了传感器应具备的简单性等特点。相比之下，传统的丝网印刷电极的集成式三电极的设计简化了传感器设置，并使测量尺寸小型化。但是，在相关技术中平面丝网印刷电极(spe)的平面界面使得固液接触面小，液体利用率低，且在开放环境中使用。另外，由于传统的spe电极工作面积小，spe的有限感测区域仍需要进一步的材料修饰。而对于研究者自行制备的自支撑工作电极we，由于不可避免的个体差异，可重复性差以及大规模制备中的技术困难，在实验室中通常使用得较少。

4、因此，提供一种结构简单、操作便捷、液体利用率高且易大规模生产的电化学传感装置是十分必要的。

技术实现思路

1、本技术实施例的目的在于提供一种电化学传感装置的使用方法，以解决现有技术中存在的电化学传感装置操作繁琐的技术问题。

2、为实现上述目的，本技术采用的技术方案是：

3、本技术提供了一种电化学传感装置的使用方法，包括如下步骤：

4、准备待测溶液；

5、将采样吸头、吸引装置、微型电化学工作站和信号处理设备连接组装成电化学传感装置；其中，所述采样吸头包括采样元件和柔性传感元件，所述柔性传感元件卷绕呈圆筒状结构，在圆筒状结构的所述柔性传感元件的内壁上印刷有传感电极阵列层，所述采样元件套设于所述柔性传感元件的外侧，并使所述柔性传感元件围绕所述采样元件的周向贴附于所述采样元件的内壁上；

6、通过采样吸头吸取待测溶液进行电化学检测并输出电化学信号至信号处理设备，并由信号处理设备记录相关数据。

7、根据一种优选实施方式，所述的通过采样吸头吸取待测溶液进行电化学检测并输出电化学信号至信号处理设备，并由信号处理设备记录相关数据的步骤，还包括：

8、通过采样吸头吸取一种待测溶液进行电化学检测并输出多个组分的电化学信号至信号处理设备，以用于待测溶液中多个组分的同时检测。

9、根据一种优选实施方式，所述的将采样吸头、吸引装置、微型电化学工作站和信号处理设备连接组装成电化学传感装置的步骤，还包括：

10、所述采样吸头可拆卸的设置于所述吸引装置的下端，所述采样吸头通过导电连接线与所述微型电化学工作站相连接，所述微型电化学工作站可拆卸的设置于所述吸引装置的中部，所述微型电化学工作站与所述信号处理设备通信连接。

11、根据一种优选实施方式，所述的将采样吸头、吸引装置、微型电化学工作站和信号处理设备连接组装成电化学传感装置的步骤，还包括：

12、通过建模软件设计柔性传感元件的模型，并基于模型设计制作印刷网板；

13、准备柔性传感元件的印刷材料；其中，所述印刷材料包括柔性基底层材料和印刷浆料；

14、使用全自动丝网印刷机将所述印刷材料按照模型设计并利用所述印刷网板在柔性基底层上印刷多个所述传感电极阵列层形成多个柔性传感元件；

15、将单个柔性传感元件进行剪裁，将剪裁后的所述柔性传感元件以传感电极阵列层位于内侧的方式卷绕呈圆筒状结构，将热缩管套设于所述柔性传感元件的外侧进行加热热缩，以使所述柔性传感元件围绕所述热缩管的周向贴附于所述热缩管的内壁上，组装成采样吸头。

16、根据一种优选实施方式，所述采样吸头的柔性传感元件包括柔性基底层和传感电极阵列层，其中，所述传感电极阵列层印刷于所述柔性基底层的其中一个侧面上，

17、所述传感电极阵列层包括电极引线、引线连接点、绝缘层和电极单元，其中，所述电极引线和所述引线连接点印刷于所述柔性基底层的表面，所述电极引线的一端连接所述引线连接点，所述电极引线的另一端连接所述电极单元，所述绝缘层覆盖于所述电极引线上。

18、根据一种优选实施方式，所述电极单元包括工作电极、参比电极和对电极，其中，所述工作电极包括三个，且三个所述工作电极并排布置。

19、根据一种优选实施方式，所述柔性基底层为聚酰亚胺膜，所述柔性基底层的厚度为0.05～0.075mm。

20、根据一种优选实施方式，所述采样元件包括支撑部和采样部，其中，所述支撑部呈圆筒状，所述采样部呈圆锥状，且所述采样部的大口端与所述支撑部连接，所述采样部的小口端向远离所述支撑部的方向延伸设置，所述柔性传感元件围绕所述支撑部的周向贴附于所述支撑部的内壁上。

21、根据一种优选实施方式，所述采样元件是由透明热缩管加热热缩后成型。

22、根据一种优选实施方式，所述支撑部的孔径为5mm～6mm，在所述采样部的小口端设有吸口，所述吸口的孔径为2mm～3mm。

23、根据一种优选实施方式，所述的将采样吸头、吸引装置、微型电化学工作站和信号处理设备连接组装成电化学传感装置的步骤，还包括：

24、通过建模软件设计柔性传感元件的模型，并基于模型设计制作印刷网板；

25、准备柔性传感元件的印刷材料；其中，所述印刷材料包括柔性基底层材料和印刷浆料；

26、使用全自动丝网印刷机将所述印刷材料按照模型设计并利用所述印刷网板在柔性基底层上印刷多个所述传感电极阵列层形成多个柔性传感元件；

27、将单个柔性传感元件进行剪裁，将剪裁后的所述柔性传感元件以传感电极阵列层位于内侧的方式卷绕呈圆筒状结构，将热缩管套设于所述柔性传感元件的外侧进行加热热缩，以使所述柔性传感元件围绕所述热缩管的周向贴附于所述热缩管的内壁上，组装成采样吸头。

28、基于上述技术方案，本技术的电化学传感装置的使用方法至少具有如下有益技术效果：

29、本技术使用的电化学传感装置结构简单，使用操作方便。采样吸头包括圆筒状结构的柔性传感元件，柔性传感元件的传感电极阵列层位于其内壁上，进而可以使得采样吸头的传感电极阵列层形成管状界面，管状界面与液滴之间具有较大的接触面积，可显著提升液体利用率，并且管状界面有利于形成密闭的检测环境减少液体挥发，不易受到外界环境的干扰。另一方面，可以通过改变样品量来调节电催化界面面积，扩大有效传感区域，从而可以灵活地调节样品的灵敏度和浓度。