[發明專利]利用紫外臭氧修復微流控芯片內碳電極電化學性能的方法

有效

• 申請號: 202110146950.5
• 申請日: 2021-02-03
• 公開（公告）號: CN113009225B
• 公開（公告）日: 2023-01-10
• 發明（設計）人: 王敬
• 申請（專利權）人: 大連民族大學
• 主分類號: G01N27/02
• 分類號: G01N27/02;G01R27/02;G01N27/48
• 代理公司: 大連至誠專利代理事務所(特殊普通合伙) 21242
• 代理人: 杜廣虎;張海燕

1.一種利用紫外臭氧修復微流控芯片內碳電極電化學性能的方法，其特征在于：包括：

S1、將新的碳電極集成在微流控芯片內，對微流控芯片內所述碳電極在設定頻率下的界面阻抗進行測定獲得第一界面阻抗值；

使用上述微流控芯片進行重復性電化學實驗后，對微流控芯片內所述碳電極在所述設定頻率下的界面阻抗進行測定獲取第二界面阻抗值，并計算對應頻率下碳電極的界面阻抗均值和標準差；

將所述第二界面阻抗值與所述第一界面阻抗值進行比較，判定電化學實驗后所述碳電極是否為污染碳電極，若是，執行S2；

S2、將紫外臭氧輸入至微流控芯片內以對污染碳電極進行修復處理；

所述S2包括：

S20、在微流控芯片的入口設置真空泵，真空泵的氣體輸出口通過變徑軟管與所述微流控芯片的入口連接，真空泵的氣體輸入口連接塑料軟管，所述塑料軟管的另一端連接在紫外臭氧清洗機內；

S21、打開紫外臭氧清洗機，利用真空泵將紫外臭氧清洗機內產生的紫外臭氧氣流導入到微流控芯片內，對所述微流控芯片內的污染碳電極進行設定時間的紫外臭氧改性修復，然后關閉紫外臭氧清洗機；

S3、對修復后的微流控芯片進行電活性物質響應測試，獲取電活性物質響應電流，通過所述電活性物質響應電流衡量所述微流控芯片碳電極的修復性能。

2.根據權利要求1所述的利用紫外臭氧修復微流控芯片內碳電極電化學性能的方法，其特征在于：所述S3包括：

S30、使用100mM的磷酸鹽緩沖液配制濃度為1mM的還原型輔酶溶液；

S31、將集成在微流控芯片內的修復后碳電極與電化學工作站相連；

S32、利用注射泵將濃度為1mM的還原型輔酶溶液注入到微流控芯片中，待芯片內充滿溶液停止注射；

S33、使用電化學工作站測定修復后碳電極對還原型輔酶溶液的電化學響應，獲取電化學響應電流，通過所述電化學響應電流獲得碳電極修復性能。

3.根據權利要求2所述的利用紫外臭氧修復微流控芯片內碳電極電化學性能的方法，其特征在于：所述S33包括以下步驟：

通過公式(1)獲取還原型輔酶溶液在碳電極表面發生電化學氧化時的反應速率常數k：

根據所述反應速率常數k和電化學響應電流i通過公式(2)和公式(3)獲取修復后的碳電極的有效反應面積：

i＝kc (3)

式中，A為反應特征常數；R為氣體常數；T為熱力學溫度；Ea為電化學反應的活化能；n為電化學反應中產生的轉移電子個數；S為電極的有效反應面積；F為法拉第常數；D為擴散系數；c為電極表面反應物的濃度；δ為擴散層厚度。

4.根據權利要求1所述的利用紫外臭氧修復微流控芯片內碳電極電化學性能的方法，其特征在于：所述對微流控芯片內所述碳電極在設定頻率下的界面阻抗進行測定包括以下步驟：

S10、配制濃度為10mM的NaCl溶液；

S11、用注射泵將濃度為10mM的NaCl溶液通入到微流控芯片中，待芯片內充滿溶液停止注射；

S12、將集成在微流控芯片中碳電極與阻抗譜測量儀相連接，使用阻抗譜測量儀測定碳電極在設定頻率下的界面阻抗，獲得界面阻抗值；

S13、將芯片內的NaCl溶液排出。

5.根據權利要求1所述的利用紫外臭氧修復微流控芯片內碳電極電化學性能的方法，其特征在于：所述將所述第二界面阻抗值與所述第一界面阻抗值進行比較，所述判定電化學實驗后所述碳電極是否為污染碳電極為計算所述第二界面阻抗值相對于所述第一界面阻抗值增加幅值是否超過設定值，若是，判定電化學實驗后所述碳電極為污染碳電極。

6.根據權利要求5所述的利用紫外臭氧修復微流控芯片內碳電極電化學性能的方法，其特征在于：增加幅值的設定值為20％。