[發明專利]一種多功能流動薄層電化學池及其應用

有效

• 申請號: 202010616506.0
• 申請日: 2020-07-01
• 公開（公告）號: CN111855767B
• 公開（公告）日: 2022-10-11
• 發明（設計）人: 張自品;田蕾;張云靜;郗偉艷
• 申請（專利權）人: 安徽中醫藥大學
• 主分類號: G01N27/28
• 分類號: G01N27/28;G01N27/30;G01N27/36;G01N27/327;G01N21/25;G01N30/64
• 代理公司: 合肥九道和專利代理事務所(特殊普通合伙) 34154
• 代理人: 胡發丁

本發明提供一種多功能流動薄層電化學池及其應用。該電化學池包括依次布置的第一池體、薄膜墊片、工作電極以及第二池體，第一池體上設有第一光窗，第二池體上設有第二光窗，第一光窗中安裝有光窗晶體，薄膜墊片上設有通孔，第一光窗、通孔以及第二光窗順序構成透光通道，通孔邊緣分別與第一池體、工作電極形成密封接觸，第一池體上還設有參比電極插孔、進液孔以及出液孔，進液孔、出液孔分別連通至所述通孔并構成待測溶液流路。本發明是能同時適用于現場光譜電化學研究、活體在線電化學分析、HPLC?電化學檢測，且性能良好、多功能、普適性的薄層流動電化學池，以填補目前電化學聯用技術的通用型薄層電化學池的空白。

技術領域

本發明屬于分析化學技術領域，具體是涉及一種多功能流動薄層電化學池及其應用。

背景技術

電化學測量和其他技術方法聯用，兼備了電化學技術和其他技術方法的優勢，提高了單一技術方法的靈敏度和分辨率并擴展了各自的應用范圍，是現代分析化學、生命科學等相關研究領域中最具潛力的研究手段之一。電化學測量和光譜學技術聯用可形成光譜電化學技術，該技術已成為研究電極過程機理、電極表面特征、捕捉反應暫態、瞬態中間體、測定電化學動力學參數的重要技術和手段之一。電化學測量和活體微透析技術聯用可形成活體在線電化學分析系統，可實現諸如腦神經化學過程的活體、實時動態分析，可獲得測量的高時空分辨。電化學測量和色譜分離技術則形成色譜-電化學檢測系統，該技術克服了無光學信號物質檢測的困難。而電化學池作為電化學測量和其他技術方法聯用的接口，是實現上述聯用技術的關鍵。

現有技術中上述每種聯用技術使用專屬的薄層電化學池。目前商用的薄層光譜電化學池大多為比色皿型，薄層厚度為毫米級(規格為0.5mm或1mm)，薄層厚度較大，且可調范圍窄。該類薄層電化學池通常使用貴金屬網柵、ITO導電玻璃作為工作電極，在保證光路通暢的條件下設法將三電極體系樣品插入樣品池內。三電極的插入或者改變溶液薄層的厚度和光程長度從而導致測量過程中測定溶液的“量”或者光程長不可控，或者會阻擋大部分光學信號導致光譜信噪比差；同時由于電極在樣品池中的位置無法嚴格固定，從而導致實驗的重復性和重現性不理想；此外這種電化學池結構上缺乏溶液進出口以及無法密封，因而無法實現流動體系的連續分析測試。而其他商用公司的薄層光譜電化學流動池，其設計上要求其光學窗口需要裝入準直透鏡及光纖方可與具有特定接口的光纖型光譜儀器進行連接，其特殊設計限制了其對于普通商用光譜儀器的普適性。Denis Proshlyakov等報道的薄層光譜電化學池結構設計復雜，拆裝麻煩。其結構上具有兩對進出口，分別用于支持電解質溶液和樣品溶液的進出，并且支持電解質貯液腔和樣品貯液腔的溶液相互影響，因而無法實現流動體系準確的連續測定。目前配備于高效液相色譜(HPLC)-電化學檢測器(ECD)的電化學池，結構復雜，價格昂貴，并且只兼容特定型號的高效液相色譜儀器。目前用于活體在線分析的薄層流動電化學池僅有美國CH Instruments Ins公司薄層流動電化學池，其設計上具有可以和HPLC連接進行HPLC-電化學檢測的特征，但現有技術中，上述高效液相色譜(HPLC)-電化學檢測器(ECD)以及用于活體分析薄層流通電化學池結構上均缺乏光學窗口，并且其配備的工作電極為玻碳、金、鉑這些非光學透明電極，同時工作電極均鑲嵌于池體內部而使光無法“透過”工作電極，因而均無法進行光譜電化學測試，此外也無法根據實驗需要靈活更換不同材料電極，因此無法作為電化學聯用技術的通用薄層電化學池。

鑒于目前薄層電化學池的設計以及在電化學聯用技術的實際應用中面臨的上述問題，開發一種薄層厚度可調、能夠同時兼容多種儀器、能用于流動體系的連續測量、溶液更新以及清洗和拆裝方便、能夠同時適用于光譜電化學研究、活體在線電化學分析以及高效液相色譜(HPLC)-電化學檢測的通用型薄層流動電化學池，對于基于電化學方法和技術及其分析應用的研究具有重要意義。

發明內容

為了解決上述技術問題，本發明的首要目的是提供一種多功能流動薄層電化學池。本發明是能同時適用于現場光譜電化學研究、活體在線電化學分析、HPLC-電化學檢測，且性能良好、多功能、普適性的薄層流動電化學池，以填補目前電化學聯用技術的通用型薄層電化學池的空白。