[發明專利]用于電化學檢測的紙基電解池及其制作方法及三電極體系

無效

• 申請號: 201110401965.8
• 申請日: 2011-12-06
• 公開（公告）號: CN102495123A
• 公開（公告）日: 2012-06-13
• 發明（設計）人: 張慶;鮑寧;史傳國;白樺;王超;顧海鷹
• 申請（專利權）人: 中國檢驗檢疫科學研究院;南通大學;南通通大化學物安全性評價中心有限公司
• 主分類號: G01N27/416
• 分類號: G01N27/416;G01N27/28
• 代理公司: 北京雙收知識產權代理有限公司 11241
• 代理人: 郭鴻雁;解政文

技術領域

本發明屬于電化學領域，特別是涉及一種用于電化學檢測的紙基電解池及其制作方法及三電極體系。

背景技術

電化學檢測是指應用電化學一起給研究體系施加一定的激勵，并檢測其相應信號，對實驗數據進行分析。由電解池、工作電極、參比電極和對電極組成的所謂“三電極體系”是進行電化學檢測的關鍵部件。在三電極體系中，電解池用于容納工作電極、參比電極和對電極，并提供電化學反應的空間，是三電極體系的核心。目前，用于電化學檢測的電解池一般由玻璃、聚四氟乙烯、有機玻璃(聚甲基丙烯酸甲脂)、聚乙烯、聚苯乙烯、環氧樹脂、橡膠等材料制成，加工時需要專門設備，通常無法在實驗室自行制作，且都有一定體積，外出試驗攜帶不便。此外，由上述材料制作的電解池在進行電化學檢測時需要的溶液體積一般在幾至數十毫升，對于樣品量很少的樣品檢測，使用受局限。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種制作簡單、體積小、攜帶方便、對樣品使用量要求低的用于電化學檢測的紙基電解池。

為解決上述技術問題，本發明采用如下技術方案：

一種用于電化學檢測的紙基電解池，包括濾紙，濾紙上設有封閉的碳粉區域，碳粉區域圍成的區域為電解池區域。

本發明用于電化學檢測的紙基電解池，其中所述封閉的碳粉區域四周的寬度相等，寬度為0.5-2mm。

本發明用于電化學檢測的紙基電解池，其中所述封閉的碳粉區域設置在濾紙的中間位置。

本發明用于電化學檢測的紙基電解池，其中所述電解池區域的形狀為方形、圓形或三角形。

本發明用于電化學檢測的紙基電解池，其中所述濾紙的形狀是方形、圓形或三角形。

本發明還提供了上述用于電化學檢測的紙基電解池的制作方法，包括如下步驟：

(1)在電腦上制作出碳粉區域的圖案，

(2)采用分辨率≥300dpi的激光打印機在濾紙上打印出碳粉區域，

(3)用加熱裝置，將打印好圖案的濾紙在溫度120℃～180℃下加熱60～300分鐘，得到本發明的紙基電解池。

本發明紙基電解池的制作方法，其中步驟(3)中，將打印好圖案的濾紙在溫度140℃～160℃下加熱100～200分鐘。

本發明還提供了由上述紙基電解池構成的用于電化學檢測的三電極體系，包括紙基電解池、工作電極、參比電極、對電極，對電極、參比電極和工作電極分別固定在濾紙上，且各電極表面分別與電解池區域相接觸。

本發明提供的紙基電解池的原理主要是：通過激光打印機的碳粉在濾紙上形成毫米級至微米級的親水性通道，這樣溶液樣本就可以被限制在電解池區域及碳粉區域內，從而完成電化學及其他生化分析。

本發明用于電化學檢測的紙基電解池采用分辨率≥300dpi的激光打印機在濾紙上利用碳粉構建圖形，然后進行熱處理制得，具有以下優點：

1、加工所需設備簡單，可在普通實驗室實現；

2、用激光打印機快速、大批量制作圖案化紙基，精密度高，制作成本低，制作簡單速度快；

3、采用本發明三電極體系檢測樣品所需的樣品量僅需要1～100微升，使用范圍廣；

4、體積小，攜帶方便，適合于便攜式電化學檢測的需求，并且為可丟棄型。

下面結合附圖對本發明的用于電化學檢測的紙基電解池作進一步說明。

附圖說明

圖1為本發明用于電化學檢測的紙基電解池的結構示意圖；

圖2為本發明用于電化學檢測的三電極體系的結構示意圖；

圖3為本發明三電極體系檢測鉛含量得到的結果圖。

具體實施方式

如圖1所示，本發明用于電化學檢測的紙基電解池，包括濾紙1，濾紙1的中間位置設有封閉的碳粉區域2，碳粉區域2圍成的區域為電解池區域3。濾紙1的形狀可以是方形、圓形、三角形等，圖中所示為方形。電解池區域3的形狀可以是方形、圓形、三角形等，圖中所示為方形。相應封閉的碳粉區域2的形狀為由兩個同心的內、外矩形之間形成的區域，圓環形，或由兩個同心的內、外三角形之間形成的區域等，封閉的碳粉區域2四周的寬度相等，寬度為0.5-2mm。

本發明用于電化學檢測的紙基電解池的制作方法如下：

(1)在電腦上制作出碳粉區域，可采用WORD、CAD、畫圖等軟件制作，

(2)采用分辨率≥300dpi的普通辦公用激光打印機在濾紙上打印出碳粉區域，

(3)用烘箱或其他加熱裝置，將打印好圖案的濾紙在溫度120℃～180℃下加熱60～300分鐘，得到本發明的紙基電解池。