一种用于监测电化学发光强度及波长的方法技术

本发明专利技术提供了一种监测电化学发光强度及波长的方法，将工作电极、对电极和参比电极装配在电化学反应池中并分别与电化学测量系统相连，工作电极的工作面对准光谱分析仪的检测器；光谱分析仪为拉曼光谱仪、紫外可见分光光度计或荧光分光光度计；向电化学反应池中加入电解质溶液；待测电化学发光物质修饰在工作电极上或加入到电解质溶液液中；通过电化学工作站向工作电极施加电压，对待测电化学发光物质进行电激发，使用光谱分析仪采集电化学发光强度及波长。本发明专利技术可通过简便的仪器联用方法实时监测电化学发光的强度和波长，具有较高的检测灵敏度和波长分辨率，极大的提高了电化学发光的分析检测能力，具有快速、简单、准确且灵敏度高的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种用于监测电化学发光强度及波长的方法
本专利技术涉及电化学发光技术，具体涉及一种用于监测电化学发光强度及波长的方法。
技术介绍
电化学发光(ECL)技术具有装置简单、重现性好、可进行原位发光、灵敏度高等优点，随着对ECL反应机理研究的日趋成熟，其在分析化学上的应用正日益受到人们的重视。虽然当前的电化学发光检测仪可以检测到电化学发光性能较好的物质的发光行为，但是对于电化学发光信号较弱的物质，电化学发光检测仪的灵敏度还有待于进一步提高。此外，现有的电化学发光仪波长分辨能力较低，难以对样品的电化学发光波长进行实时监测，这限制了对电化学发光材料光学行为的研究。现有的拉曼光谱仪采集装备采用的是光纤探头，它的作用是采集散射光子，将光信号送入分光系统，分光系统将光信号按照不同的波长分开送入检测器，检测器记录下不同波长谱线所代表的光子强度。其采用的检测器为硅基CCD检测器，为多通道光子检测器，随着硅基CCD检测器的发展，CCD检测器已取代了单通道检测器(光电倍增管的崩溃光二极管)，它可以同时检测到400到1100nm之间的谱线，全光谱范围内可快速连续扫描，无接谱，极大地节省了分析时间(分析时间一般小于30秒)，光谱分辨率高于0.2nm。紫外可见分光光度计技术已经很成熟，可在紫外光、可见光和近红外光区任意检测不同波长的光，其检测范围更广，波长准确度好(0.3nm)，重复精度高(≤0.1nm)，光谱分辨率达0.1nm。在分析领域以及便携设备的设计上具有绝对的灵活性。荧光分光光度计利用的光电二极管参比检测器和精选R928P光电倍增管，光子计数检测器是通过分辨单个光子在检测器(光电倍增管)中激发出来的光电子脉冲，把光信号从热噪声中以数字化的方式提取出来，这种系统具有良好的长时间稳定性和很高的探测灵敏度，光谱分辨率1nm，是检测极微弱光的有力工具。因此，本专利技术利用这些光谱分析仪具有较高的检测灵敏度和波长分辨率的优势，通过简单的仪器联用，不但极大地提高了对电化学发光信号较弱的物质的信号响应，而且实现了对样品电化学发光波长的实时监测。
技术实现思路
专利技术目的：本专利技术目的是提供一种监测电化学发光强度及波长的方法，该方法在检测电化学发光信号较弱的物质时具有较高的灵敏度，并可对样品的电化学发光波长进行实时监测。技术方案：本专利技术的一个方面提供了一种监测电化学发光强度及波长的方法，包括以下步骤：1)将工作电极、对电极和参比电极装配在电化学反应池中并分别与电化学工作站相连，工作电极的工作面对准高分辨光谱分析仪的检测器；高分辨光谱分析仪为拉曼光谱仪、紫外可见分光光度计或荧光分光光度计；2)向电化学反应池中加入电解质溶液，使工作电极、对电极和参比电极分别浸入所述电解质溶液中；电解质溶液中含有共反应剂和待测电化学发光物质；3)通过电化学工作站向工作电极施加电压，对待测电化学发光物质进行电激发，使用高分辨光谱分析仪采集电化学发光强度及波长。本专利技术的另一个方面提供了另外一种监测电化学发光强度及波长的方法，包括以下步骤：1)在工作电极表面修饰待测电化学发光物质，得到修饰好的工作电极；将修饰好的工作电极、对电极和参比电极装配在电化学反应池中并分别与电化学工作站相连，将修饰好的工作电极中含有待测电化学发光物质的工作面对准高分辨光谱分析仪的检测器；高分辨光谱分析仪为拉曼光谱仪、紫外可见分光光度计或荧光分光光度计；2)向电化学反应池中加入电解质溶液，使工作电极、对电极和参比电极分别浸入所述电解质溶液中；电解质溶液中含有共反应剂；3)通过电化学工作站向工作电极施加电压，对待测电化学发光物质进行电激发，使用高分辨光谱分析仪采集电化学发光强度及波长。步骤1)中，工作电极可以采用任意一种惰性电极，优选地，工作电极为玻碳电极、金电极、铂电极或石墨电极；对电极可以采用常见的对电极，优选地，对电极为铂丝电极或碳电极；参比电极可以采用常见的参比电极，优选地，参比电极为银/氯化银电极或饱和甘汞电极。步骤2)中，共反应剂为草酸、双氧水、氧、三乙胺、过硫酸钾和过硫酸钠中的一种或多种；电解质溶液中的支持电解质为浓度为0.001～1M的KCl、浓度为0.001～1M的NaCl、浓度为0.001～1M磷酸盐缓冲溶液或Tris-HCl缓冲溶液。步骤3)中，通过电化学工作站施加恒电位或进行伏安扫描，对电化学发光物质进行电激发。上述方法可用于监测单一电化学发光物质的波长及强度，也可用于同时监测两种或两种以上电化学发光物质的波长及强度。本专利技术的工作原理是：通过电化学发光物质在电激发的情况下与电解质溶液中的共反应剂发生作用，发出荧光，通过具有较高检测灵敏度和波长辨率的光谱分析仪监测其信号强度及波长。有益效果：本专利技术将电化学发光技术与拉曼光谱仪、紫外可见分光光度计、荧光分光光度计等光谱分析技术联用，仪器之间线路连接简单，可通过简便的方法实时监测电化学发光的强度和波长，具有较高的检测灵敏度和波长分辨率，极大的提高了电化学发光的分析检测能力；对于相同电位下都具有电化学发光性能的物质，用常规的电化学发光检测仪很难区分其发射波长，通过本专利技术的方法可以区分不同电化学物质的电化学发光波长，这将有利于拓展电化学发光物质的检测应用。同时，本专利技术拓展了不同光谱分析仪的应用领域，将拉曼光谱仪、紫外可见分光光度计和荧光分光光度计应用到电化学发光领域，这种仪器联用的方法为解决类似问题拓宽了思路。本专利技术不仅能够实现技术上的突破，而且能极大促进电化学发光技术的发展，促进对电化学物质发光行为的研究。附图说明图1是实施例1测得的钌联吡啶电化学发光光谱图；图2是实施例2测得的钌联吡啶电化学发光光谱图；图3是实施例3测得的鲁米诺电化学发光光谱图；图4是实施例4测得的鲁米诺电化学发光光谱图；图5是对比例1取点检测钌联吡啶电化学发光强度绘制的光谱图；图6是对比例2取点检测鲁米诺电化学发光强度绘制的光谱图；图7是实施例5测得的CNNS和S-CNNS的电化学发光光谱示意图；图8是实施例6测得的钌联吡啶电化学发光光谱图；图9是实施例7测得的钌联吡啶电化学发光光谱图；图10是实施例8测得的钌联吡啶电化学发光光谱图；图11是本专利技术电化学反应池及其外部样品池结构示意图。具体实施方式实施例1用于监测电化学发光强度及波长的联用装置，包括电化学反应池、电化学工作站以及拉曼光谱仪；电化学反应池为三电极体系，其中工作电极为商业化L型玻碳电极，对电极为铂丝电极，参比电极为Ag/AgCl电极，将三电极分别与电化学工作站相连，工作电极的工作面对准拉曼光谱仪的检测器。装置的装配步骤如下：首先，用遮光板遮住拉曼光谱仪激发光源。接着，将对电极、参比电极和经抛光、洗涤处理的工作电极装配在电化学反应池中，工作电极的工作面对准拉曼光谱仪的检测器。将三电极分别与电化学工作站对应的电极线连接，即得联用装置。该联用装置中，对电化学反应池的结构没有特殊要求，只要使工作电极的工作面对准检测器即可。作为本专利技术电化学反应池的一个示例，如图11所示，电化学反应池的外部从上至下依次包括蠕动泵出口5、对电极接口3、工作电极接口1、参比电极接口2和蠕动泵接口4；电化学反应池外部设有样品室，样品室是由前置挡板6、底座7和后置挡板9构成的一个半封闭空间，底座7上设置槽口8，电化学反应池安放在样品室本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种监测电化学发光强度及波长的方法，其特征在于，包括以下步骤：1)将工作电极、对电极和参比电极装配在电化学反应池中并分别与电化学工作站相连，工作电极的工作面对准高分辨光谱分析仪的检测器；所述高分辨光谱分析仪为拉曼光谱仪、紫外可见分光光度计或荧光分光光度计；2)向电化学反应池中加入电解质溶液，使工作电极、对电极和参比电极分别浸入所述电解质溶液中；所述电解质溶液中含有共反应剂和待测电化学发光物质；3)通过电化学工作站向工作电极施加电压，对待测电化学发光物质进行电激发，使用所述高分辨光谱分析仪采集电化学发光强度及波长。

【技术特征摘要】
1.一种监测电化学发光强度及波长的方法，其特征在于，包括以下步骤：1)将工作电极、对电极和参比电极装配在电化学反应池中并分别与电化学工作站相连，工作电极的工作面对准高分辨光谱分析仪的检测器；所述高分辨光谱分析仪为拉曼光谱仪、紫外可见分光光度计或荧光分光光度计；2)向电化学反应池中加入电解质溶液，使工作电极、对电极和参比电极分别浸入所述电解质溶液中；所述电解质溶液中含有共反应剂和待测电化学发光物质；3)通过电化学工作站向工作电极施加电压，对待测电化学发光物质进行电激发，使用所述高分辨光谱分析仪采集电化学发光强度及波长。2.一种监测电化学发光强度及波长的方法，其特征在于，包括以下步骤：1)在工作电极表面修饰待测电化学发光物质，得到修饰好的工作电极；将修饰好的工作电极、对电极和参比电极装配在电化学反应池中并分别与电化学工作站相连，将修饰好的工作电极中含有待测电化学发光物质的工作面对准高分辨光谱分析仪的检测器；所述高分辨光谱分析仪为拉曼光谱仪、紫外可见分光光度计或荧光分光光度计；2)向电化学反应池中加入电解质溶液，使工作电极、对电极和参比电极分别浸入所述电解质溶液中；所述电解质溶液中含有共反应剂；3)通过电化学工作...

【专利技术属性】
技术研发人员：张袁健，吕燕芹，周志新，沈艳飞，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32