电化学测定用电气电路及测定装置制造方法及图纸

提供一种使用于溶液的电化学测定的电气电路，具备：电压产生电路；运算放大器，具有输出(OUT)、非反相输入(+IN)、反相输入(‑IN)，输出(OUT)构成为连接于与溶液接触的对电极(CE)，反相输入(‑IN)构成为连接于与溶液接触的参比电极(RE)，非反相输入(+IN)连接于电压产生电路；电容器，连接在输出(OUT)与反相输入(‑IN)之间，具有1μF以上的容量；电流测定电路，构成为和与溶液接触的工作电极(WE)连接。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电化学测定用电气电路及测定装置
本公开涉及电化学测定用电气电路及测定装置。
技术介绍
在电化学领域中，测定由于溶液中的化学物质或生物体物质在电极表面或其附近发生的化学反应或生物化学反应而在溶液中流动的电流，从而对化学物质或生物体物质进行检测或定量。这样的测定广泛地使用例如三电极法等手法。三电极法是在容器内设置对电极、参比电极及工作电极，使对电极与工作电极之间具有规定的电位差，测定从对电极向工作电极流动的电流的方法。通常，当金属或金属氧化物等物质进入电解液时，在该物质与电解液之间产生称为界面电位的电位差。在考虑了该电位差的基础上，当向对电极与工作电极之间施加电压时，电流从对电极流动，对电极与溶液之间的电位差会变化。由于该电位差的变化，存在未能将所希望的电压向溶液准确地施加的情况。在三电极法中，为了避免该情况，测定参比电极处的电位，能够以该电位确定为所希望的值的方式控制向对电极施加的电压。而且，存在有将在参比电极处测定的电位向控制对电极的电路返回(反馈)的反馈电路。
技术实现思路
在本公开的一实施方式中，使用于溶液的电化学测定的电气电路具备：电压产生电路；运算放大器，具有输出(OUT)、非反相输入(+IN)、反相输入(-IN)，输出(OUT)构成为连接于与溶液接触的第一电极，反相输入(-IN)构成为连接于与溶液接触的第二电极，非反相输入(+IN)连接于电压产生电路；电容器，连接在输出(OUT)与反相输入(-IN)之间。本公开的某实施方式是使用于溶液的电化学测定的电气电路。该电气电路具备：电压产生电路；运算放大器，具有输出(OUT)、非反相输入(+IN)、反相输入(-IN)，输出(OUT)构成为连接于与溶液接触的对电极(CE)，反相输入(-IN)构成为连接于与溶液接触的参比电极(RE)，非反相输入(+IN)连接于电压产生电路；电容器，连接在输出(OUT)与反相输入(-IN)之间；电流测定电路，构成为连接于与溶液接触的工作电极(WE)。本公开的某实施方式是使用于溶液的电化学测定的电气电路。该电气电路具备：运算放大器，具有输出(OUT)、非反相输入(+IN)、反相输入(-IN)，输出(OUT)构成为连接于与溶液接触的对电极(CE)，反相输入(-IN)构成为连接于与溶液接触的参比电极(RE)，非反相输入(+IN)连接于电压产生电路；电容器，连接在输出(OUT)与反相输入(-IN)之间；配线，构成为将与溶液接触的工作电极(WE)和电流测定电路连接。电压产生电路可以连接于运算放大器的非反相输入(+IN)。电流测定电路可以与构成为与工作电极(WE)连接的配线连接。本公开的另一实施方式是溶液的电化学测定装置。该电化学测定装置具备：对电极(CE)，构成为与溶液接触；参比电极(RE)，构成为与溶液接触；工作电极(WE)，构成为与溶液接触；电压产生电路；运算放大器，具有输出(OUT)、非反相输入(+IN)、反相输入(-IN)，在输出(OUT)连接于对电极(CE)，在反相输入(-IN)连接于参比电极(RE)，在非反相输入(+IN)连接于电压产生电路；电容器，连接于运算放大器的输出(OUT)与反相输入(-IN)之间；电流测定电路，与工作电极(WE)连接。根据本公开，潜在性地或者作为一例，降低噪声对测定造成的影响，在溶液中的电化学测定中，能够提高由于化学反应及生物化学反应而产生的微小电流的测定精度。附图说明图1是表示第一实施方式的测定装置的结构的一例的电路框图。图2是表示未采取噪声对策地测定的电流的一例的波形图。图3是表示仅采取针对外部噪声的对策地测定的电流的一例的波形图。图4是表示第一实施方式的采取噪声对策地测定的电流的一例的波形图。图5是表示仅采取针对外部噪声的对策地测定的电流的一例的波形图。图6是表示第一实施方式的采取噪声对策地测定的电流的一例的波形图。图7是表示第二实施方式的测定装置的结构的一例的电路框图。图8是构成电流测定电路的典型的电路的一例。图9是用于说明反馈电路将噪声放大的机理的电路框图。图10是说明电气等效电路的转换的电路图。具体实施方式通常，进行电气测定的测定系统受到噪声的影响。作为噪声源，例如，可列举商用电源、开关电源、时钟脉冲、外部设备、静电及通信电波等。这些噪声的产生源能够确定。它们不是以下所述的电极或反馈环路等那样内置于测定系统的结构，而是存在于其外部的结构。因此，在本公开中，将它们总称为“外部噪声”。外部噪声的产生源比较容易确定。因此，如果切断从噪声的产生源向测定部传播的传播路径，则能够减少其影响。例如，如果通过屏蔽件覆盖测定系统，则能够大幅减少从外部设备传播的噪声、静电及通信电波产生的影响。而且，进入到测定设备的内部的以商用电源、开关电源、时钟脉冲等为起因的噪声的影响通过适当地配置测定设备的地线而能够减少。或者，除了静电和商用电源之外，上述的噪声的频率高，因此通过低通滤波器(LPF)等能够减少。而且，商用电源的频率在国家或地域中确定，决定为50Hz或60Hz。因此，通过进行与其周期相符的平均处理(例如，当对0.1秒钟的数据进行平均时，50Hz/60Hz的信号成为0)，能够进一步减少该噪声。静电虽然频率未确定，但是通常通过适当地实施屏蔽而能够充分地采取对策。另一方面，除了外部噪声以外，在测定装置内还存在热噪声、散粒噪声、闪变噪声(1/f噪声)等噪声。这些噪声作为物理现象而存在于测定装置内的器件、电气或电子元件的内部，因此屏蔽或地线的适当配置的话无法减少。而且，这些噪声由于遍及低频，因此通过平均处理的减少也变得困难。特别是闪变噪声(1/f噪声)由于在低频下噪声电力升高，因此通过平均处理难以减少。在电化学测定中，测定由于化学反应或生物化学反应而向工作电极流动的电流。在测定对象物质为低浓度的情况下，流动的电流微小。在这样的情况下，如果噪声大，则岂止是测定对象物质的定量，就连检测有时都无法进行。即使能够定量，定量后的值有时也极不准确。进行电化学性的测定的溶液可以是从生物体提取的液体。溶液可以是从生物体提取的液体其本身，也可以是从人体提取的液体。还可以是对于从生物体提取的液体进行了精制、稀释、与其他的液体的混合等处置后的液体或生物体由来的液体。进行电化学性的测定的溶液可以为体液。体液可以是细胞内液(ICF)，也可以是细胞外液(ECF)。体液可以为淋巴液，也可以为组织间液、细胞间液、间质液组等组织液，还可以为体腔液、浆膜腔液、胸水、腹水、心包液、脑脊髓液(髓液)、关节液(滑液)、眼房水(房水)。体液可以为唾液、胃液、胆汁、胰液、肠液等消化液，也可以为汗、泪、鼻涕、尿、精液、阴道液、羊水、乳汁。溶液可以是包含测定对象物质的磷酸缓冲生理食盐水(PBS)或N-三(羟甲基)甲基-2-氨基乙磺酸缓冲液(TES)等生理缓冲液。溶液可以包含测定对象物质。例如，溶液为泪，测定对象物质为泪含有的糖化白蛋白。或者，测定对象物可以为血液或血清中的葡萄糖、白蛋白、糖化白蛋白、尿本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电气电路，使用于溶液的电化学测定，其中，具备：/n电压产生电路；/n运算放大器，具有输出(OUT)、非反相输入(+IN)以及反相输入(-IN)，/n所述输出(OUT)构成为连接于与所述溶液接触的对电极(CE)，/n所述反相输入(-IN)构成为连接于与所述溶液接触的参比电极(RE)，/n所述非反相输入(+IN)连接于所述电压产生电路；/n电容器，连接于所述输出(OUT)与所述非反相输入(+IN)之间，具有1μF以上的容量；及/n电流测定电路，构成为和与所述溶液接触的工作电极(WE)连接。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180330 JP 2018-0665821.一种电气电路，使用于溶液的电化学测定，其中，具备：
电压产生电路；
运算放大器，具有输出(OUT)、非反相输入(+IN)以及反相输入(-IN)，
所述输出(OUT)构成为连接于与所述溶液接触的对电极(CE)，
所述反相输入(-IN)构成为连接于与所述溶液接触的参比电极(RE)，
所述非反相输入(+IN)连接于所述电压产生电路；
电容器，连接于所述输出(OUT)与所述非反相输入(+IN)之间，具有1μF以上的容量；及
电流测定电路，构成为和与所述溶液接触的工作电极(WE)连接。


2.根据权利要求1所述的电气电路，其中，
所述电容器的容量为10μF以上。


3.根据权利要求2所述的电气电路，其中，
所述电容器的容量为100μF以上。


4.根据权利要求1～3中任一项所述的电气电路，其中，
所述电容器的容量比测定过程中的对电极的界面的等效电路的静电容量大。


5.一种电气电路，使用于溶液的电化学测定，其中，具备：
电压产生电路；
电流测定电路，构成为和与所述溶液接触的工作电极(WE)连接；
运算放大器，具有输出(OUT)、非反相输入(+IN)以及反相输入(-IN)，
所述输出(OUT)构成为连接于与所述溶液接触的对电极(CE)，
所述反相输入(-IN)构成为连接于与所述溶液接触的参比电极(RE)，
所述非反相输入(+IN)连接于所述电压产生电路；
电容器，具有1μF以上的容量；
开关电路，具有第一输入端、第二输入端以及输出端；及
缓冲电路，具有输入端和输出端，
所述电容器在一端连接于所述运算放大器的输出(OUT)，在另一端连接于所述开关电路的输出端，
所述开关电路在第一输入端连接于所述缓冲电路的输出端，在第二输入端连接于与所述运算放大器的反相输入(-IN)之间，
所述缓冲电路在输入端连接于与所述运算放大器的反相输入(-IN)之间。


6.一种溶液的电化学测定装置，其中，具备：
对电极(CE)，构成为与所述溶液接触；
参比电极(RE)，...

【专利技术属性】
技术研发人员：柳本吉之，
申请(专利权)人：株式会社普欧威盖特，
类型：发明
国别省市：日本;JP