[發明專利]一種基于雙活性工作電極的光電化學檢測裝置

有效

• 申請號: 201610061292.9
• 申請日: 2016-01-28
• 公開（公告）號: CN105588865B
• 公開（公告）日: 2019-05-21
• 發明（設計）人: 張楠;趙偉偉;徐靜娟;周明;陳洪淵
• 申請（專利權）人: 南京大學;南通明芯微電子有限公司
• 主分類號: G01N27/26
• 分類號: G01N27/26;G01N27/30
• 代理公司: 南京知識律師事務所 32207
• 代理人: 黃嘉棟

一種基于雙活性工作電極的光電化學(PEC)檢測裝置，其樣品池主要由具有光電活性和生物催化沉淀(BCP)活性的工作電極為特征的三電極體系組成。工作電極與激發光光源對準，三電極通過導線與電化學工作站相連。本發明基于雙活性的工作電極，布局新穎，檢測結果準確，結構簡單。

技術領域

本發明涉及分析儀器技術領域，是一種利用雙活性工作電極進行光電化學檢測的裝置。

背景技術

光電化學過程是指具有光電活性的物質吸收光子，使電子處于激發態而產生的電荷傳遞過程。光電化學免疫分析是建立在光電化學傳感與免疫技術基礎上的一種新型免疫方法，具備了光電化學傳感的高靈敏度和免疫反應的高特異性。

生物催化沉淀(BCP)反應，可以在生物催化劑——酶的作用下，在電極表面形成不溶性的絕緣層，阻止電子傳遞，從而進行有效的信號放大。

發明內容

本發明的目的是公開一種基于雙活性工作電極的光電化學(PEC)檢測裝置。本發明裝置將光信號轉換為與待測物濃度相關的電信號，并利用生物識別和催化作用，從而提高檢測的靈敏度和特異性。

本發明裝置由樣品池(由雙活性工作電極、鉑絲對電極、Ag/AgCl參比電極、特定電解液和導線構成)、光源、電化學工作站組成。在光照條件下，待測物與工作電極之間的物理、化學、生物作用，使得光信號轉換為與待測物濃度相關的電信號，從而實現特異性、高靈敏檢測。

本發明的技術方案如下：

一種基于雙活性工作電極的光電化學(PEC)檢測裝置，其特征是：在含有特定電解液的樣品池中，以具有雙活性的工作電極、鉑絲對電極、Ag/AgCl參比電極組成三電極體系。工作電極與激發光光源對準，三電極通過導線與電化學工作站相連。

上述的基于雙活性電極的光電化學檢測裝置，所述的雙活性電極為受到光照后能產生光生電子和光生空穴的、具有光電活性的電極。

上述的基于雙活性電極的光電化學檢測裝置，所述雙活性電極為表面修飾有待測物的三元免疫復合物、堿性磷酸酶(ALP)和硫化鎘量子點(CdS QDs)的氧化銦錫(ITO)電極，具有生物催化沉淀活性。

上述的基于雙活性電極的光電化學檢測裝置，所述電解液為能在光照條件下向電極傳遞電子的物質，它可以是抗壞血酸(AA)的PBS溶液，或AA的Tris-HCl溶液。

本發明的結構簡單，操作方便，檢測結果準確，且造價低廉。

附圖說明

圖1本發明的布局結構圖，其中1為光電極；2為參比電極；3為對電極；4為檢測池；5為電化學工作站；激發光為可見光。

圖2本發明實施實例原理示意圖，其中1為CdS/ITO光電極，2為β-HCG的三元免疫復合物，3為生物素-親和素復合物，4為堿性磷酸酶。

圖3本發明實施過程光電流表征圖，其中1為未修飾的CdS/ITO光電極；2為修飾了第一抗體的光電極；3為生物催化沉淀反應前的光電極；4為生物催化沉淀反應后的光電極。

圖4本發明中β-HCG的濃度與光電流信號變化關系圖，其中，光電流變化率＝(生物催化沉積前的光電流－生物催化沉積后的光電流)/生物催化沉積前的光電流。

具體實施方式

實施例1：基于雙活性電極的光電化學檢測裝置和人絨毛膜促性腺激素β亞單位(β-HCG)的檢測

該實例以人絨毛膜促性腺激素β亞單位(β-HCG)為模型蛋白。更換待測物及其對應的抗體，可以實現多種蛋白的含量檢測。

1、裝置制作方法：