一种热电子发光分析仪制造技术

本发明专利技术涉及一种热电子发光分析仪，属于电化学仪器技术领域。本发明专利技术的热电子发光分析仪包括：处理器，信号发生器，电流检测器，发光检测器，数据采集器，电化学发光池，热电子注入器，与所述处理器连接的通信接口。本发明专利技术采用热电子注入器对工作电极施加负电位脉冲的方式，在电化学发光池内工作电极激发出热电子，由于电场和隧道效应的共同作用，热电子可越过绝缘层进入电解液，然后与电解液内的发光试剂结合实现电化学发光，这样既实现了发光检测，又避免了工作电极直接接触电解液，减少了工作电极与电解液除电子以外的物质交换，保持电极表面状态稳定，进而提高检测的可靠性和重现性。性。性。

【技术实现步骤摘要】
一种热电子发光分析仪


[0001]本专利技术涉及电化学发光仪器
，具体涉及一种热电子发光分析仪。

技术介绍

[0002]电化学发光分析法具有灵敏度高、仪器设备简单、操作方便、易于实现自动化等特点，广泛地应用于生物、医学、药学、临床、环境、食品、免疫和核酸杂交分析和工业分析等领域。传统电化学发光仪器是通过对工作电极施加正电位实现电化学发光，但因发光物质直接与电极表面交换电子，工作电极需要直接接触电解液，电极表面可能会在测量过程中发生变化，从而影响结果的可靠性和重现性。
[0003]针对现有电化学发光仪器的不足，迫切需求一种工作电极表面与电解液隔离的电化学发光仪器。

技术实现思路

[0004]本专利技术要解决现有技术中的技术问题，提供一种热电子发光分析仪。与现有的电化学发光分析仪对工作电极施加正电位不同，本专利技术采用对工作电极施加负电位脉冲的方式，在工作电极内激发出热电子，由于电场和隧道效应的共同作用，热电子可越过绝缘层进入电解液，然后与电解液内的发光试剂结合实现电化学发光，这样既实现了发光检测，又避免了工作电极直接接触电解液，减少了工作电极与电解液除电子以外的物质交换，保持电极表面状态稳定，进而提高检测的可靠性和重现性。
[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术的技术方案具体如下：
[0006]本专利技术提供一种热电子发光分析仪，包括：依次连接的电化学发光池、电流检测器、数据采集器、处理器、信号发生器和热电子注入器，及与所述数据采集器和所述电化学发光池连接的发光检测器，和与所述处理器连接的通信接口，所述热电子注入器还与所述电化学发光池连接；
[0007]所述电流检测器用于测量注入外部电化学发光池的电量，所述发光检测器用于测量外部电化学发光池的电化学发光信号，所述数据采集器用于采集发光检测器及电流检测器的数据，所述处理器内部存储有热电子发光分析程序，能够产生信号发生器需要的数据，储存及处理来自数据采集器的数据或者通过所述通信接口将数据传输到计算机，所述信号发生器用于接收所述处理器的数据并将该数据转化为控制波形，所述热电子注入器根据所述信号发生器的波形施加激励信号到外部电化学发光池，施加的激励信号为指定范围的负电位，在该电位范围内电子从电极通过隧道效应进入电解液，并和电解液内的发光试剂结合实现电化学发光。
[0008]在上述技术方案中，所述处理器内部存储的热电子发光分析程序包括线性变高脉冲程序、阶梯变高脉冲程序、变宽脉冲程序和等宽脉冲程序中的一种或多种。
[0009]在上述技术方案中，所述热电子注入器采用大功率运算放大器、或者采用高速MOS功率开关和程控高压电源配合。
[0010]在上述技术方案中，所述热电子注入器采用大功率运算放大器，输出2A的电流，输出电压为正负10V。
[0011]在上述技术方案中，所述电流检测器采用硬件积分电路或者采用监测电流波形用软件进行积分。
[0012]在上述技术方案中，所述电流检测器采样电阻为100毫欧，电流测量范围为
‑
2A至2A，通过对电流波形用软件进行积分得到电量。
[0013]在上述技术方案中，所述通信接口是USB接口、RS232接口、WIFI或蓝牙等无线接口。
[0014]在上述技术方案中，所述电化学发光池内包含工作电极、辅助电极、以及电解液；所述工作电极的表面覆盖有绝缘层；热电子注入器施加激励信号到外部电化学发光池的工作电极，由于隧道效应，工作电极内激发的热电子在电场的作用下穿透绝缘层进入电解液，同电解液内的发光试剂结合实现电化学发光；辅助电极流出的电流信号连接到电流检测器。
[0015]本专利技术的有益效果是：
[0016]与现有的电化学发光分析仪对工作电极施加正电位不同，本专利技术采用热电子注入器对工作电极施加负电位脉冲的方式，在工作电极内激发出热电子，由于电场和隧道效应的共同作用，热电子可越过绝缘层进入电解液，然后与电解液内的发光试剂结合实现电化学发光，这样既实现了发光检测，又避免了工作电极直接接触电解液，减少了工作电极与电解液除电子以外的物质交换，保持电极表面状态稳定，进而提高检测的可靠性和重现性。
[0017]本专利技术的热电子发光分析仪，一方面将工作电极表面与电解液隔离，提高了电极寿命及检测的重现性和可靠性；另一方面利用隧道效应穿透绝缘膜注入热电子实现电化学发光，通过测量电化学信号和发光信号来实现分析测试或研究发光机理，拓展了电化学发光方法的应用范围。
附图说明
[0018]下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细说明。
[0019]图1为本专利技术的热电子发光分析仪的结构示意图。
[0020]图2为本专利技术的热电子发光分析仪的一个具体实施例的结构示意图。
[0021]图3为图2的热电子发光分析仪的实验结果图。
[0022]图中的附图标记表示为：
[0023]10
‑
热电子注入器，20
‑
电化学发光池，30
‑
电流检测器，40
‑
发光检测器，50
‑
数据采集器，60
‑
处理器，70
‑
信号发生器，80
‑
通信接口；
[0024]21
‑
工作电极，22
‑
辅助电极，23
‑
电解液，24
‑
绝缘层。
具体实施方式
[0025]结合图1具体说明本专利技术提供的一种热电子发光分析仪包括：处理器60，信号发生器70，电流检测器30，发光检测器40，数据采集器50，以及外部的电化学发光池20，热电子注入器10，与所述处理器60连接的通信接口80。电流检测器30与电化学发光池20连接，用于测量注入外部电化学发光池20的电量；发光检测器40与电化学发光池20连接，用于测量外部
电化学发光池20的电化学发光信号；数据采集器50与发光检测器40及电流检测器30连接，用于采集发光检测器40及电流检测器30的数据。数据采集器50与处理器60连接，处理器60与信号发生器70连接；处理器60内部存储了热电子发光分析方法的程序，可以产生信号发生器70需要的数据，储存及处理来自数据采集器50的数据；所述的处理器60通过通信接口80与计算机交换数据，通信接口80可以是USB接口、RS232接口、WIFI或蓝牙等无线接口；或者不连接计算机独立工作。信号发生器70用于接收处理器60的数据并将该数据转化为控制波形；热电子注入器10与信号发生器70和电化学发光池20连接，可以根据信号发生器70的波形施加激励信号到外部电化学发光池20；施加的激励信号为指定范围的负电位，在该电位范围内电子可以从电极通过隧道效应进入电解液，并和电解液内的发光试剂结合实现电化学发光。
[0026]所述的处理器60内存储的热电子发光分析程序包括线性变高脉冲程序，阶梯变高脉冲程序，变宽脉冲程序和等宽脉冲程序中的一种或多种。
[0027本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种热电子发光分析仪，其特征在于，包括：依次连接的电化学发光池(20)、电流检测器(30)、数据采集器(50)、处理器(60)、信号发生器(70)和热电子注入器(10)，及与所述数据采集器(50)和所述电化学发光池(20)连接的发光检测器(40)，和与所述处理器(60)连接的通信接口(80)，所述热电子注入器(10)还与所述电化学发光池(20)连接；所述电流检测器(30)用于测量注入外部电化学发光池(20)的电量，所述发光检测器(40)用于测量外部电化学发光池(20)的电化学发光信号，所述数据采集器(50)用于采集发光检测器(40)及电流检测器(30)的数据，所述处理器(60)内部存储有热电子发光分析程序，能够产生信号发生器(70)需要的数据，储存及处理来自数据采集器(50)的数据或者通过所述通信接口(80)将数据传输到计算机，所述信号发生器(70)用于接收所述处理器(60)的数据并将该数据转化为控制波形，所述热电子注入器(10)根据所述信号发生器(70)的波形施加激励信号到外部电化学发光池(20)，施加的激励信号为指定范围的负电位，在该电位范围内电子从电极通过隧道效应进入电解液，并和电解液内的发光试剂结合实现电化学发光。2.根据权利要求1所述的热电子发光分析仪，其特征在于，所述处理器(60)内部存储的热电子发光分析程序包括线性变高脉冲程序、阶梯变高脉冲程序、变宽脉冲程序和等宽脉冲程序中的一种或多...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏勇，薛原，韩彦超，李敬，汪尔康，
申请(专利权)人：中国科学院长春应用化学研究所，
类型：发明
国别省市：