一種電化學發光分析系統的製作方法

2023-05-30 13:44:51

專利名稱：一種電化學發光分析系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種分析儀器，具體涉及一種電化學發光分析系統。
背景技術：
電化學發光(Electrochemiluminescence，簡稱ECL，或稱電致化學發光)分析是 指對電極施加一定的電壓以使溶液組分發生電化學反應，反應產物本身或反應產物與體系 中某組分發生化學反應而使溶液中的某種物質被激發，並以光輻射的形式釋放能量而導致 化學發光，用光電倍增管(PMT)等光學儀器測量發光光譜和強度，從而對痕量物質進行分
析的一種方法。目前，該技術主要應用於流動注射、液相色譜的檢測及免疫電化學發光分析等。 現有的電化學發光分析系統主要包括計算機、信號轉換系統、恆電位儀、發光檢測 器和檢測池，有的還配備有進樣系統，所述檢測池的一側與進樣系統連接，另一側與恆電位 儀連接，檢測池的底部設有所述發光檢測器，所述信號轉換系統分別與恆電位儀、發光檢測 器的1/0埠相連，並與計算機的通訊埠相連，與計算機之間進行數據傳輸；所述計算機 用於各部分實驗參數的設置和數據的採集。工作時，利用進樣系統將待測樣品輸入檢測池， 並利用恆電位儀進行電化學發光的激發，最後由發光檢測器來檢測光信號，並將光信號傳 送至信號轉換系統，轉換成數位訊號後傳輸給計算機，記錄成相應的數據文件；從而完成一 次完整的分析過程。 然而，上述結構的電化學發光分析系統存在如下問題(l)在實際使用過程中，整 個分析系統的光信號損失較大，靈敏度不高；(2)由於該分析系統的發光檢測器直接設置 在檢測池的底部，即檢測池和發光檢測器無法分離，而現有的發光檢測器(如光電倍增管) 一般體積較大，且帶高壓，不僅使得裝置操作不便，而且還具有一定的危險性。

發明內容本實用新型目的是提供一種使用方便的電化學發光分析系統，以提高其檢測靈敏 度。 為達到上述目的，本實用新型採用的技術方案是一種電化學發光分析系統，包括 計算機、信號轉換系統、恆電位儀、發光檢測器、發光部件和進樣系統，所述發光部件分別與 進樣系統、恆電位儀和發光檢測器連接，所述信號轉換系統分別與恆電位儀、發光檢測器的 I/O端相連，並與計算機的通訊埠相連，所述發光部件包括流動發光池和自聚焦透鏡，所 述自聚焦透鏡設於流動發光池的工作電極的正下方；還設有光纖，光纖的接收端位於所述 透鏡的焦點，光纖的另一端與所述發光檢測器連接；所述流動發光池的工作電極、自聚焦透 鏡和光纖的接收端位於同一直線上。 上文中，所述發光檢測器是現有技術，如可以採用光電倍增管PMT;所述信號轉換 系統一般包括D/A/D轉換模塊和信號處理裝置；所述進樣系統一般包括輸液系統，可以採 用六通閥精確進樣；所述發光部件的流動發光池是現有技術，其內設有流通通道和由工作電極、參比電極及輔助電極組成的三電極體系。 上述技術方案中，所述發光部件的流動發光池包括上圓柱、下圓柱和外螺母，所述
上圓柱和下圓柱的外側面均設有外螺紋，外螺母的內側面設有配合的內螺紋；所述上圓柱
內設有由工作電極、參比電極及輔助電極組成的三電極體系，所述上圓柱和下圓柱之間夾
設有聚二甲基矽氧烷膜，聚二甲基矽氧烷膜上設有與所述三電極體系對應的流通通道；所
述下圓柱正對於流通通道的位置設有通孔，通孔的上端固定設有所述自聚焦透鏡，其下端
與所述光纖螺紋連接。流動發光池採用螺紋連接的結構，不僅具有良好的密封性能，而且易
於拆裝，上下圓柱之間夾設的聚二甲基矽氧烷膜可以更換，即流動發光池的池體積由聚二
甲基矽氧烷膜上所開槽的尺寸決定，其可在O. 1微升到幾十微升範圍內靈活控制。 進一步的技術方案，所述發光部件的外部還設有屏蔽層。所述屏蔽的方式可以直
接在發光部件外面包裹屏蔽膜，也可以將發光部件放置於屏蔽箱中。
由於上述技術方案運用，本實用新型與現有技術相比具有的優點是 1、由於本實用新型在流動發光池的工作電極的正下方設置了自聚焦透鏡，因而能
將絕大部分的光信號收集起來，大大提高了整個分析系統的靈敏度。 2、本實用新型採用了光纖傳輸信號的方式，利用光纖傳輸到PMT並經計算機處理 後可以得到質量很高的數據信號，同時也實現了發光部件和發光檢測器的分離，從而方便 了操作，也提高了安全性。 3、本實用新型的流動發光池由上圓柱、下圓柱和外螺母螺紋連接，上下圓柱之間 夾設的聚二甲基矽氧烷膜可以更換，因而流動發光池的池體積由聚二甲基矽氧烷膜上所開 槽的尺寸決定，其可在O. 1微升到幾十微升範圍內靈活控制。 4、本實用新型流動發光池的下圓柱與光纖螺紋連接，因而通過調節螺紋，可使光纖 接收端和自聚焦透鏡的之間的距離恰好是自聚焦透鏡的焦距，以儘可能地減少光的損失。 5、本實用新型結構簡單，製造成本低，適合推廣使用。 6、本實用新型將光纖傳輸技術和流動檢測技術結合起來，因而大大改善了整個分 析系統的柔軟性和實用性，操作更加方便，並便於實現多樣品的連續測定。

圖1為本實用新型實施例一的結構示意圖； 圖2為本實用新型實施例一中發光部件的結構示意圖； 圖3為本實用新型實施例一中發光部件的分解圖； 圖4為圖3中上圓柱的俯視圖； 圖5為圖3中聚二甲基矽氧烷膜的俯視圖； 圖6為圖3中下圓柱的俯視圖； 圖7為圖3中下圓柱和光纖的剖視圖。 其中1、流動發光池；2、自聚焦透鏡；3、光纖；4、上圓柱；5、下圓柱；6、外螺母；7、 聚二甲基矽氧烷膜；8、流通通道。
具體實施方式
以下結合附圖及實施例對本實用新型作進一步描述
4[0026] 實施例一 參見附圖1 7所示，一種電化學發光分析系統，包括計算機、信號轉換系統、恆電 位儀、發光檢測器、發光部件和進樣系統，所述發光部件分別與進樣系統、恆電位儀和發光
檢測器連接，所述信號轉換系統分別與恆電位儀、發光檢測器的i/o埠相連，並與計算機
的通訊埠相連，所述發光部件包括流動發光池1和自聚焦透鏡2，所述自聚焦透鏡設於流 動發光池的流通通道的正下方；還設有光纖3，光纖的接收端位於所述透鏡的焦點，光纖的 另一端與所述發光檢測器連接；所述流動發光池的流通通道、自聚焦透鏡和光纖的接收端 位於同一直線上。所述發光部件的流動發光池l包括上圓柱4、下圓柱5和外螺母6，所述 上圓柱和下圓柱的外側面均設有外螺紋，外螺母的內側面設有配合的內螺紋；所述上圓柱 內設有由工作電極、參比電極及輔助電極組成的三電極體系，所述上圓柱和下圓柱之間夾 設有聚二甲基矽氧烷膜7，聚二甲基矽氧烷膜上設有與所述三電極體系對應的流通通道8 ; 所述下圓柱正對於流通通道的位置設有通孔，通孔的上端固定設有所述自聚焦透鏡，其下 端與所述光纖螺紋連接。 上文中，所述發光檢測器是現有技術，如可以採用光電倍增管PMT。所述信號轉換 系統一般包括D/A/D轉換模塊和信號處理裝置，D/A/D轉換模塊可實現兩個功能， 一是將計 算機送來的數字脈衝轉換成模擬信號作為恆電位模塊的信號源，二是對光檢測放大模塊輸 出的模擬電壓信號進行採樣轉換為數位訊號傳輸給計算機，該模塊是計算機和模擬設備間 的一個轉換界面。本分析系統可以通過計算機生成一個順序輸出的正矩形數字脈衝信號， 脈衝周期、佔空比、上限和下限電位均獨立用數字輸入，可根據需要生成所需的數字脈衝； 在發光檢測器上採集的光強信號同樣是脈衝信號，經過轉換後以數字脈衝的形式讀入計算 機中並可實時顯示，信號採集速率可由指令輸入控制，採入的光強數據脈衝可以由軟體處 理，採用兩種方式，一是由軟體讀出每個脈衝的峰高對時間作圖作為ECL測定曲線，二是對 每個脈衝進行積分對時間作圖作為ECL測定曲線。 所述進樣系統包括輸液系統，可以採用數控柱塞注射泵，可以很大範圍地調節流 速且輸出液流流速均勻，在流經電解池時不會引起擾流，樣品輸入採用六通閥實現，以六通 閥上的微量採樣管確定進樣量。 所述發光部件的流動發光池內設有流通通道和由工作電極、參比電極及輔助電極 組成的三電極體系，三個電極(工作電極、參比電極、輔助電極)可以根據需要被靈活地安裝 在上、下圓柱上，只要改變安裝電極的定位孔的位置，三電極之間的相對位置和距離就會隨之 變化，進樣管和出樣管在系統中的安排也是可以靈活控制的，二者可以被安在上圓柱內，也可 以分開放在上下圓柱上，和電極的相對位置可以有平行、垂直和相對三個方向。自聚焦透鏡就 安裝在和工作電極相對的圓柱上，和工作電極之間的距離恰好是電解池池體的厚度(深度)。 光纖的一端接至光電倍增管的光窗，另一端被非固定地安裝在自聚焦透鏡所在的圓柱上，通 過調節螺紋，使光纖頭和自聚焦透鏡的之間的距離恰好是自聚焦透鏡的焦距，以儘可能地減 少光的損失。這樣在電解池中產生的電化學發光信號最大程度地進入到光纖中被接收並傳輸 到PMT中。由於上、下圓柱之間夾設的聚二甲基矽氧烷膜可以更換，即流動發光池的池體積由 聚二甲基矽氧烷膜上所開槽的尺寸決定，其可在0. 1微升到幾十微升範圍內靈活控制。 進一步的技術方案，所述發光部件的外部還設有屏蔽層。所述屏蔽的方式可以直 接在發光部件外面包裹屏蔽膜，也可以將發光部件放置於屏蔽箱中。
權利要求一種電化學發光分析系統，包括計算機、信號轉換系統、恆電位儀、發光檢測器、發光部件和進樣系統，所述發光部件分別與進樣系統、恆電位儀和發光檢測器連接，所述信號轉換系統分別與恆電位儀、發光檢測器的I/O端相連，並與計算機的通訊埠相連，其特徵在於所述發光部件包括流動發光池(1)和自聚焦透鏡(2)，所述自聚焦透鏡設於流動發光池的工作電極的正下方；還設有光纖(3)，光纖的接收端位於所述透鏡的焦點，光纖的另一端與所述發光檢測器連接；所述流動發光池的工作電極、自聚焦透鏡和光纖的接收端位於同一直線上。
2. 根據權利要求1所述的電化學發光分析系統，其特徵在於所述發光部件的流動發 光池(1)包括上圓柱(4)、下圓柱(5)和外螺母(6)，所述上圓柱和下圓柱的外側面均設有 外螺紋，外螺母的內側面設有配合的內螺紋；所述上圓柱內設有由工作電極、參比電極及輔 助電極組成的三電極體系，所述上圓柱和下圓柱之間夾設有聚二甲基矽氧烷膜(7)，聚二甲 基矽氧烷膜上設有與所述三電極體系對應的流通通道(8);所述下圓柱正對於流通通道的 位置設有通孔，通孔的上端固定設有所述自聚焦透鏡，其下端與所述光纖螺紋連接。
3. 根據權利要求2所述的電化學發光分析系統，其特徵在於所述發光部件的外部還 設有屏蔽層。
專利摘要本實用新型公開了一種電化學發光分析系統，包括計算機、信號轉換系統、恆電位儀、發光檢測器、發光部件和進樣系統，所述發光部件分別與進樣系統、恆電位儀和發光檢測器連接，所述信號轉換系統分別與恆電位儀、發光檢測器的I/O端相連，並與計算機的通訊埠相連，所述發光部件包括流動發光池和自聚焦透鏡，所述自聚焦透鏡設於流動發光池的工作電極的正下方；還設有光纖，光纖的接收端位於所述透鏡的焦點，光纖的另一端與所述發光檢測器連接；所述流動發光池的工作電極、自聚焦透鏡和光纖的接收端位於同一直線上。本實用新型能將絕大部分的光信號收集起來，大大提高了整個分析系統的靈敏度，同時，整套系統連接簡易，使用方便。
文檔編號G01N21/01GK201503399SQ20092004900
公開日2010年6月9日 申請日期2009年10月9日 優先權日2009年10月9日
發明者屠一鋒, 郭文英 申請人:蘇州大學