毛細管電泳安培電化學檢測池的製作方法

2023-10-20 07:54:47

專利名稱：毛細管電泳安培電化學檢測池的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種壁噴式電流型電化學檢測裝置，具體地說，是毛細管電泳的一種電化學檢測器。
安培電化學檢測法作為毛細管電泳的一種檢測方式已在生命科學，特別是活體單細胞分析及活體藥物毒理研究領域顯示了重要作用及廣闊的前景。但由於毛細管內徑極小(25-50μm)。有效檢測的實施往往非常困難。目前所報導的各檢測方式只限於專業人員在各自實驗室中自行搭制試用。在所報導的這些檢測方式中，一般可分為二類。一類是「接口式」檢測方式。電泳之毛細管在其未端被折斷成二截，即較長的分離毛細管(50-80cm)與較短的檢測毛細管(1.5-2.0cm)。中間用導電材料製成一個接口裝置並由此構成電泳之迴路。其檢測任務通過將微電極扦入檢測毛細管出口端約300-400μm距離完成。另一類是「柱端式」檢測方式，即將微工作電極直接放置於毛細管出口端，無需接口裝置。這兩類檢測方式由於它們都使用極小的微柱狀電極，在操作的簡易性，檢測結果的穩定性與可靠性等方面都存在較大的問題。其主要問題在於(1)缺乏專門的微裝置，還需借用各種類型的微操作儀，使整個裝置結構複雜，體積龐大；(2)無專門的檢測池結構設計，毛細管和池體無可靠、方便的連接方法，裝置結構缺乏牢固性；(3)由於工作電極與毛細管呈水平對直放置，且浸沒於緩衝液中，因而更換電極易引起溶液洩漏，使用不便，影響測試結果。目前尚無結構固定，操作簡便，檢測結果穩定、可靠的商品化檢測器出現。
本實用新型的目的是提供一種能夠與普通的毛細管電泳儀聯用的，操作簡便，檢測結果穩定、可靠的毛細管電泳安培電化學檢測器。
本實用新型是以如下的技術方案完成的毛細管電泳安培電化學檢測器，有一個檢測池體(3)，檢測池上有一個蓋板(9，)通過蓋板(9)扦入電泳負極(5)，對電極(8)和參比電極(10)，分離毛細管(1)通過檢測池體(3)底部垂直地進入檢測池，工作電極(7)由盤狀小電極構成，直徑為100-300μm，垂直地直接置於分離毛細管出口端之上，工作電極有一個三維微調裝置，使工作電極能對準並貼近分離毛細管出口端。
三維微調裝置具有位移調節板(14)和工作電極板(12)，位移調節板(14)通過位移調節板微調螺絲(13)和位移調節板彈簧(17)的作用可在蓋板(9)上滑動位移，工作電極板(12)通過工作電極板調節螺絲(11)和工作電極板彈簧(15)的作用，可在位移調節板(14)滑動的水平垂直方向上作滑動位移，工作電極(7)固定在工作電極微調螺絲(6)中央，旋轉工作電極微調螺絲(6)可調節工作電極(7)的高低。
本實用新型在進行檢測時，電泳負極(5)使電泳分離體系形成迴路。工作電極(7)與分離毛細管出口成中心垂直對準。經分離毛細管分離後的樣品組分在管內電滲力的推動下，依次流出管口到達工作電極(7)表面，在一定的工作電位下發生氧化或還原反應，其反應電流與其濃度成正比，由此完成其檢測任務。同時存在於檢測池體(3)內的還有參比電極和對電極，它們與工作電極組成三電極檢測模式。
本實用新型的特點在於提供了一種結構緊湊、操作方便的，能與毛細管電泳儀聯用的一體化電化學檢測器。它的優點在於工作電極的位置三維可調，因而很容易與分離毛細管出口端對準、貼近，保證了檢測結果的穩定、可靠，同時工作電極與分離毛細管垂直放置。更換和維護工作電極時不會造成洩漏。若從理論上考慮，這种放置方式更有利於建立對稱的電扦移和擴散傳質的數學模型，適於進行有關的理論研究。
附圖是本實用新型的一個實施例。


圖1為本實用新型電化學檢測器的剖面示意圖；圖2為本實用新型工作電極三維微調裝置的示意圖。
圖3兒茶酚胺類物電泳譜圖(三次進樣)。
實施例1.電化學檢測器本實用新型的毛細管電泳安培電化學檢測器有一個檢測池體(3)，毛細管電泳儀的分離毛細管出口端從檢測池體(3)的底部，通過螺絲(2)垂直固定於檢測池中。檢測池有一個蓋板(9)電泳負極(5)，對電極(8)，參比電極(10)通過蓋板(9)上的電泳負極扦孔(16)，對電極扦孔(18)，參比電極扦孔(19)扦入檢測池空腔(4)。蓋板(9)上有一個方孔，方孔兩側有兩條平行的槽，位移調節板(14)可在槽內水平滑動，蓋板(9)兩條平行槽的中央、方孔的邊框上有一個螺紋孔。位移調節板微調螺絲(13)通過螺紋孔可以頂住位移調節板(14)，位移調節板(14)的另一側有兩個位移調節板彈簧(17)，因此轉動位移調節板微調螺絲(13)可以使位移調節板(14)在蓋板(9)上作水平滑動。位移調節板(14)高出蓋板(9)，中間也有一個方孔，方孔兩側也有兩條與檢測池蓋板(9)的平行槽方向垂直的槽，工作電極板(12)可在位移調節板(14)的平行槽內水平滑動。在位移調節板(14)平行槽中央，方孔邊框上有一個螺紋孔，工作電極板調節螺絲(11)通過此螺紋孔可以頂住工作電極板(7)，工作電極板(7)的另一側有兩個工作電極板彈簧(15)，因此轉動工作電極板調節螺絲(11)可以使工作電極板(12)在位移調節板(14)內作水平滑動，它的滑動方向與位移調節板(14)的滑動方向垂直，工作電極板(12)的中央有一個螺紋孔。螺紋孔內有一個工作電極微調螺絲(6)。製備好的盤狀工作電極(7)垂直地放入工作電極微調螺絲(6)的軸心，並用生料帶使其固定於螺絲中間。旋轉工作電極微調螺絲(6)可使工作電極(7)上下移動。從而實現工作電極(7)的三維調節功能。仔細調節三個螺絲(6)，(11)，(13)，並在放大鏡的幫助下，使工作電極(7)垂直對準並極其貼近分離毛細管的出口，達到穩定、可靠的檢測目的。更換電極時也不會導致檢測池內溶液的洩漏。工作電極(7)。對電極(8)，參比電極(10)分別與電化學檢測器儀表部分相連，電泳負極(5)直接與高壓電源負極(接地端)相連。
實施例2.本實用新型的實際效果測定以兒茶酚胺類物質為目標物，採用本實用新型電化學檢測器對其三種組分多巴胺(I)，去甲腎上腺素(II)和腎上腺素(III)進行分離測定。其實驗條件為分離電壓，12KV；石英毛細管，85cm×25μm；重力進樣，15s(高度15cm)；電解質溶液，0.02mol/L磷酸緩衝液(PH5.0)；檢測電位，+0.80V(vs.SCE)；工作電極，直徑200μm束狀碳纖維盤狀電極。
1.分離效率在以上實驗條件下，上述三種組分能達到基線分離，其理論塔板數分別為I∶210000；II250000；III210000。電泳譜圖見圖3。
2.線性關係實驗在大濃度範圍內，分別對三種組分進行線性回歸計算，結果見表1.說明無論在高濃度範圍還是低濃度範圍，均有良好的線性關係。
表1 線性關係參考濃度範圍 8.00-100μmol/L0.20-5.00μmol/LI II III I II III斜率(b) 0.182 0.209 0.2150.198 0.235 0.247截距(a)-0.282 -0.197 -0.0840 -0.0242 -0.0164 -0.0294相關係數(γ)0.9996 0.9997 0.9998 0.9993 0.9990 0.99953.重複性試驗實驗中以等摩爾標準混和溶液(5.00μmol/L)為樣品，連續十次分析得重複性情況見表2。
表2 重複性試驗I(nA)II(nA) III(nA)10.981.171.1820.961.161.1830.941.161.1440.971.181.2050.931.151.1460.921.131.1470.981.101.1180.961.061.0890.901.121.1310 0.881.081.084.檢測限實驗以二倍信噪比為基準，得到三種組分的最低檢測濃度均為0.01μmmol/l。根據進樣體積仨算，其最低檢測量為25amol。
實施例3.糖類的毛細管電泳電化學檢測法採用本實用新型的電化學檢測器，對7種單糖和二糖的混和物進行了分析。7種組分在此系統中得到完全分離和測定，其理論塔板數為82000-130000。以葡萄糖為例，其線性回歸係數為0.998。最低檢測濃度為20μmol/l。
實驗條件為分離電壓；15KV；石英毛細管，85cm×μm；重力進樣，15s(高度30cm)；電解質深夜，0.10mol/l NaOH溶液；檢測電位，+0.65V(vs.SCE)；工作電極，直徑200μm盤狀銅電極。
實施例4.胺基酸的毛細管電泳電化學檢測法。
採用本實用新型的電化學檢測器，對8種胺基酸的混合物進行了分析8種組分在此系統中得到完全分離和測定。
實驗條件分離電壓，12KV；石英毛細管，85cm×25μm；重力進樣，10s(高度15cm)；電解質溶液，0.05mol/l NaOH溶液；檢測電位，+0.62V(vs.SCE)；工作電極，直徑200μm盤狀銅電極。
權利要求1.一種毛細管電泳安培電化學檢測器，有一個檢測池體(3)，檢測池上有一個蓋板(9)，通過蓋板(9)扦入電泳負極(5)，對電極(8)和參比電極(10)，其特徵是分離毛細管(1)通過檢測池體(3)底部垂直進入檢測池，工作電極(7)垂直地直接置於分離毛細管出口端之上，工作電極(7)有一個三維微調裝置，使工作電極(7)能對準並貼近分離毛細管出口端。
2.根據權利要求1所述的電化學檢測器，其特徵是三維微調裝置具有位移調節板(14)和工作電極板(12)，位移調節板(14)通過位移調節板微調螺絲(13)和位移調節板彈簧(17)的作用，可在蓋板(9)上滑動位移，工作電極板(12)通過工作電極板調節螺絲(11)和工作電極板彈簧(15)的作用，可在位移調節板(14)滑動的水平垂直方向上作滑動位移，工作電極(7)固定在工作電極微調螺絲(6)的中央，旋轉工作電極微調螺絲(6)可調節工作電極(7)的高低。
專利摘要一種新型毛細管電泳安培電化學檢測器，其分離毛細管由檢測池體底部垂直進入檢測池，工作電極垂直地直接置於分離毛細管出口端之上，工作電極有一個三維微調裝置，使工作電極能對準並貼近分離毛細管出口端，保證了檢測結果的穩定，可靠，更換工作電極，不會造成緩衝液的洩漏。
文檔編號G01N27/447GK2261626SQ9524089
公開日1997年9月3日 申請日期1995年11月17日 優先權日1995年11月17日
發明者陳洪淵, 許丹科, 華林 申請人:南京大學