一种在线可控温电化学检测仪及其检测方法技术

本发明专利技术公开了一种在线可控温电化学检测仪，包括控温器件、电化学检测器件、控制电路。本发明专利技术所述在线可控温电化学检测仪及其检测方法，与现有的电化学检测产品比较，在检测过程中提供恒温的环境，直接对样品进行升降温处理，减少了温度校准这一环节，有效缩短温度预处理的时间、样品达到检测温度的平衡时间，很好地提高了检测的效率，使得计算样品浓度过程更为简单、可靠，从而保证检测结果的准确性和仪器的灵敏度，具有便携性、低能耗、高效控温、检测可靠准确、灵敏度高等特点，可广泛使用于各种环境及其他即时或床边的检测，适用于便携式电化学、荧光、光学等条件下的检测。

【技术实现步骤摘要】
一种在线可控温电化学检测仪及其检测方法
本专利技术涉及电化学检测
，具体地，涉及一种适用于便携式电化学及其他便携式检测仪的在线可控温传感器室的装置及其检测方法。
技术介绍
电化学检测广泛应用于重金属检测(阳极伏安溶出法)、库仑法、安培法、循环电势法等包括生物化学物质的检测。最近十几年，一次性的条形传感器和便携式检测仪的开发及应用，降低了仪器、及其使用和维护成本，生产出许多价廉、方便、和操作简单的系列电化学检测仪。现已成功生产的血糖仪及血铅检测仪成为目前最广泛应用的用于即时诊断(床边诊断)的医疗器械。电化学检测仪是测量物质的电信号变化，对具有氧化还原性质的化合物，如含硝基、氨基等有机化合物及无机阴、阳离子等物质进行检测。电化学检测仪是通过在两电极之间施加一恒定电位，当电活性组分经过电极表面时发生氧化还原反应(电极反应)，电量(Q)的大小符合法拉第定律：Q＝nFN。因此，反应的电流(I)为：I＝nFdN/dt，式中n为每摩尔物质在氧化还原过程中转移的电子数，F为法拉第常数，N为物质的摩尔数，t为时间。当流动相的流速一定时，dN/dt与组分在液相中的浓度有关。电化学检测器的优点是灵敏度很高，适用于微量组分分析，但缺点是干扰比较多，如生物样品或液相中的杂质、液相中溶解的氧气及温度的变化等都会对其产生较大的影响。电极对温度的变化比较敏感，因此大多数电化学检测器需要通过温度校准才能得到较为准确的结果。电化学检测仪的应用范围广，凡具氧化还原活性的物质都能进行检测，本身没有氧化还原活性的物质经过衍生化或酶促反应后也能进行检测。目前的电化学检测仪采用电化学分析中的三电极体系。三电极体系是相对于传统的两电极体系而言，包括，工作电极(WE)，参比电极(RE)和对电极(CE)(又叫计数器电极)。参比电极用来定点位零点，电流流经工作电极和参比电极构成一个不通或基本少通电的体系，利用参比电极电位的稳定性来测量工作电极的电极电势。工作电极和对电极构成一个通电的体系，用来测量工作电极通过的电流。市面上最广泛应用的电化学检测仪是作为即时诊断的血糖仪和血铅仪。血糖仪是通过测量血液中的葡萄糖与试纸中的葡萄糖氧化酶或葡萄糖脱氢酶反应产生的电流量测量血糖。目前市场上的血糖仪允许20％的误差结果。温度对酶促反应的影响较大，而葡萄糖氧化酶或葡萄糖脱氢酶的最适反应温度是在摄氏30度到50度之间，高于检测的环境温度，在环境温度不一样的情况下会造成较大的检测误差。血铅仪或其他重金属电化学检测仪是通过阳极伏安溶出法测定溶液中重金属离子的含量。在传感器上施加负电势，重金属离子还原成重金属原子附着在测试电极上(层积阶段)，然后在电极上逐步施加正电势，电极上的重金属原子氧化并从电极上溶出(溶出阶段)，所产生的电流与样品中的重金属含量直接成比例，从中计算溶液中重金属的含量。由于温度对重金属离子在层积阶段和溶出阶段有很大的影响，在不同温度下检测的结果有很大的差异，影响检测结果的准确性和重复性。尽管有些检测仪装有相应的温度传感器并通过测定的检测室的温度进行温度校准，检测的准确性和重复性也是差强人意。在生物或其他含不同物质的溶液中，电化学检测仪测定重金属含量，由于溶液中的重金属会与其他物质产生螯合或吸附而不与电极反应造成检测的灵敏度降低，测定的数值偏低，形成误差。电化学的血铅检测过程中，血铅含量的检测灵敏度较其他方法低，特别是在测定静脉血样品中更为明显。一般都会通过改变不同的处理试剂、延长处理时间来提高测定的灵敏度。加装温控装置后，可以通过提高或降低传感器装置(样品室)的温度，减少溶液中其他物质对重金属测定的干扰，减少环境温度对检测过程的影响，可以提高检测的准确度，重复性及灵敏度。随着便携式检测仪的发展，开发了越来越多的一次性使用的不同传感器，特别是一些生物传感器的开发，为电化学和其他如荧光检测仪等开拓了更广泛的应用。但是这些检测仪的准确性和可靠性依赖于检测时的环境温度，特别是生物传感器的温度一般都比环境温度高，且需要在一定温度下的反应时间。由于没有在线控温装置，仪器不能排除其他化学物质对所测样品的干扰，及不能对样品进行温度预处理，造成检测所需的时间过长，准确性和可靠性差。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种适用于便携式电化学及其他便携式检测仪的在线可控温传感器室的装置及其检测方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种在线可控温电化学检测仪，包括控温器件、电化学检测器件、控制电路；所述电化学检测器件包括样品传感器、样品传感器放置板，所述样品传感器设于所述样品传感器放置板上；所述控温器件包括温度传感器、样品传感器连接器板、连接器、传感器导板、加热制冷装置，所述温度传感器设于所述加热制冷装置上侧，所述样品传感器连接器板盖于所述传感器导板上侧，所述传感器导板设有供所述样品传感器放置板插入的导轨，所述导轨的外侧设有样品传感器放置板插口、末端设有连接器；所述样品传感器放置板插入所述导轨到位后，所述样品传感器与所述连接器电连接，所述连接器、温度传感器分别与所述控制电路电连接。这里，所述样品传感器为试纸型样品传感器，传感器放置板是由铝板组成，所述连接器为4线弹簧式连接器。优选的，所述加热制冷装置包括半导体加热制冷器，所述半导体加热制冷器对应设于所述样品传感器放置板下侧，所述温度传感器设于所述半导体加热制冷器上侧、所述样品传感器放置板下侧。所述半导体加热制冷器为低能耗帕尔贴(Peltier)板，功率＜15瓦，升降温速度可达5摄氏度/秒，改变输入电流的方向即可快速升降温，升降温的范围为15℃-60℃。由于帕尔贴板升降温的效率很高(＞1摄氏度/秒)，传感器上的样品液体的温度可在几秒内达到所设置的温度，使整个分析过程不致于过长。半导体加热制冷器在工作过程中产生一定的热量，如不能即时将产生的热量移除就会影响加热制冷器的效率。优选的，所述加热制冷装置还包括散热体、风扇、风扇固定板，所述散热体设于所述半导体加热制冷器下侧，所述风扇通过所述风扇固定板固定于所述散热体下侧。半导体加热制冷器下的散热器及风扇起着移除散热的作用。在加热过程中，风扇将散热体上由帕尔贴板产生的热吹走，保证帕尔贴板的工作效率。优选的，所述加热制冷装置设有隔热板，所述隔热板设于所述传感器导板下方，所述半导体加热制冷器固定于所述隔热板的凹槽内。这里，所述隔热板起作固定半导体加热制冷器及防止散热体的温度影响传感器连接器板的作用。优选的，所述控制电路包括控温电路，所述控温电路包括温度检测模块、半导体加热制冷器驱动模块、16位模数转换模块、显示模块、数据存储模块、蜂鸣器和CPU控制器，所述CPU控制器分别与所述16位模数转换模块、显示模块、数据存储模块、蜂鸣器电连接，通过电源供应模块与所述半导体加热制冷器驱动模块电连接，所述温度检测模块与所述温度传感器电连接，所述半导体加热制冷器驱动模块与所述半导体加热制冷器电连接。仪器启动时，控制电路根据预设的温度值及样品传感器底板下的温度传感器的数值，启动帕尔贴板进行加热或降温至所设温度点并维持不超过±0.1度的平衡。这里，所述显示模块为LCD显示器，所述LCD显示器设于所述样品传感器连接器板上，用于显示指令、操作信息、错误信息及分析结果。优选本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在线可控温电化学检测仪，其特征在于，包括控温器件、电化学检测器件、控制电路；所述电化学检测器件包括样品传感器、样品传感器放置板，所述样品传感器设于所述样品传感器放置板上；所述控温器件包括温度传感器、样品传感器连接器板、连接器、传感器导板、加热制冷装置，所述温度传感器设于所述加热制冷装置上侧，所述样品传感器连接器板盖于所述传感器导板上侧，所述传感器导板设有供所述样品传感器放置板插入的导轨，所述导轨的外侧设有样品传感器放置板插口、末端设有连接器；所述样品传感器放置板插入所述导轨到位后，所述样品传感器与所述连接器电连接，所述连接器、温度传感器分别与所述控制电路电连接。

【技术特征摘要】
1.一种在线可控温电化学检测仪，其特征在于，包括控温器件、电化学检测器件、控制电路；所述电化学检测器件包括样品传感器、样品传感器放置板，所述样品传感器设于所述样品传感器放置板上；所述控温器件包括温度传感器、样品传感器连接器板、连接器、传感器导板、加热制冷装置，所述温度传感器设于所述加热制冷装置上侧，所述样品传感器连接器板盖于所述传感器导板上侧，所述传感器导板设有供所述样品传感器放置板插入的导轨，所述导轨的外侧设有样品传感器放置板插口、末端设有连接器；所述样品传感器放置板插入所述导轨到位后，所述样品传感器与所述连接器电连接，所述连接器、温度传感器分别与所述控制电路电连接。2.根据权利要求1所述的在线可控温电化学检测仪，其特征在于，所述加热制冷装置包括半导体加热制冷器，所述半导体加热制冷器对应设于所述样品传感器放置板下侧，所述温度传感器设于所述半导体加热制冷器上侧、所述样品传感器放置板下侧。3.根据权利要求2所述的在线可控温电化学检测仪，其特征在于，所述半导体加热制冷器为低能耗帕尔贴板，功率＜15瓦，升降温速度可达5摄氏度/秒，改变输入电流的方向即可快速升降温，升降温的范围为15℃-60℃。4.根据权利要求1-3中任意一项所述的在线可控温电化学检测仪，其特征在于，所述加热制冷装置还包括散热体、风扇、风扇固定板，所述散热体设于所述半导体加热制冷器下侧，所述风扇通过所述风扇固定板固定于所述散热体下侧。5.根据权利要求4所述的在线可控温电化学检测仪，其特征在于，所述加热制冷装置设有隔热板，所述隔热板设于所述传感器导板下方，所述半导体加热制冷器固定于所述隔热板的凹槽内。6.根据权利要求1-3中任意一项所述的在线可控温电化学检测仪，其特征在于，所述控制电路包括控温电路，所述控温电路包括温度检测模块、半导体加热制冷器驱动模块、16位模数转换模块、显示模块、数据存储模块、蜂鸣器和CPU控制器，所述CPU控制器分别与所述16位模数转换模块、显示模块、数据存储模块、蜂鸣器电连接，通过电源供应模块与所述半导体加热制冷器驱动模块电连接，所述温度检测模块与所述温度传感器电连接，所述半导体加热制冷器驱动模块与所述半导体加热制冷器电连接。7.根据权利要求6所述的在线可控温电化学检测仪，其特征在于，所述控制电路还包括电化学检测电路，所述电化学检测电路包括三电极接口模块、校准数据输入模块、12位数模转换模块，所述CPU控制器与所述校准数据输入模块、12位数模转换模块电连接，所述样品传感器与所述三电极接口模块电连接，所述三电极接口模块分别与所述12位数模转换模块、16位模数转换模块电连接。8.根据权利要求7所述的在线可控温电化学检测仪，其特征在于，所述校准数据输入模块由校准器座及...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭确，林宝，
申请(专利权)人：国力天深圳科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44