專利名稱：溫度調制柱端安培檢測電極及其制造方法
技術領域：
本發明涉及一種可實現與分離技術聯用的溫度調制柱端安培檢測電極及其制作
方式。該電極不僅能能消除加熱電流對安培檢測信號的干擾，大大增強檢測靈敏度，同時具 有極高的穩定性和重現性。
背景技術：
在分析化學分離技術領域，檢測器是分離裝置的重要組成部分。目前常用的檢測 器有光學檢測器(如紫外一可見光檢測器、示差折光檢測器、熒光檢測器等)、電化學檢測 器、質譜、核磁共振、火焰離子化檢測、光電二極管陣列等。電化學檢測器具有死體積小、響 應速度快、造價低、靈敏度高、選擇性好、方便靈活等優點，將它與分離技術聯用，在分析化 學研究領域有著廣泛的應用。柱端安培法是目前應用最廣泛的電化學檢測方法。
但是目前柱端安培檢測法在分離技術方面的應用由于在靈敏度、穩定性、應用范 圍上還存在一些急需解決的問題。在毛細管電泳、微流控芯片以及毛細管電色譜領域，由于 安培檢測是根據電活性物質在工作電極表面發生氧化還原反應時產生的電流進行檢測的 方法，分離高壓對檢測系統具有很大的干擾，因此柱端檢測被應用于消除了分離電場對終 柱電化學檢測的影響。雖然柱端檢測能夠消除電場方面有很大優勢，但是它還存在兩個缺 點。其一是電極在連續進行安培檢測過程中，由于電極表面對反應物以及其產物的吸附作 用，使電極發生鈍化從而大大降低了電極檢測的靈敏度和重現性。其二是柱端檢測作為一 種離柱檢測模式，由于檢測物質在流出毛細管之后發生擴散，使得其安培檢測效率比較低， 從而進一步影響了電極檢測的靈敏度。 在液相色譜領域，大多數蛋白質、類脂和表面活性劑時常常遇到電極響應應的穩 定和檢測下限達不到要求等困難，這是因為大分子物質或其反應產物吸附到了電表面，使 電極表面被污染和去活化。同時許多生物和環境中的化合物由于在固體電極上有較高的過 電位，所以在一般的電位范圍內沒有電化學響應。因此，對于這些化合物直接進行電化學檢 測一般需要采用較高的電位，這必然會產生較大的背景電流及共存物的干擾，影響了分析 的檢測限。 因此如何提高電極靈敏度、增強穩定性、降低過電位對于電化學檢測器在分離領 域的應用具有極其重要的意義。 溫度調制是通過加熱電流對工作電極進行加熱使電極能夠在高溫下進行工作。電 極的溫度可以通過調節電流的大小來精確調制。在高溫下，電極表面的擴散層粘度大大減 少，對流增強，電解質傳質速率提高同時可以降低檢測物質在電極上的氧化電勢，這大大提 高了安培檢測信號強度，同時保證了電極表面的清潔。 把熱電極作為柱端安培檢測器應用于分離領域，有望可以解決上述提到的電化學 檢測器存在的缺點。已有的熱電極加熱方式是利用高頻交流電對工作電極進行加熱(張 蘭；宋子旺；陳國南.毛細管電泳-熱工作電極-安培檢測裝置及熱工作電極制作方法[P]. 中國專利CN101140259， 2008-03-12.)。由于分離裝置電化學檢測器的安培檢測信號一般是在nA級別，加熱交流電對安培檢測信號會有很大的干擾，這限制了熱電極技術在毛細管 電泳柱端安培檢測中的應用。 為了消除加熱交流電流對安培檢測信號的干擾，本發明提出了雙線纏繞法并利用 直流電流來加熱電極。利用本發明，電極溫度可以精確控制，在提高靈敏度的同時，可以消 除加熱電流對安培檢測信號的影響和大大增強檢測器的穩定性。
發明內容
本發明的目的是提供一種溫度調制柱端安培檢測電極，其可以大大降低加熱電流 對安培檢測信號的干擾，在大大提高靈敏度的同時還能保持檢測信號極高的穩定性和重現 性。 為實現上述目的，本發明采用以下方案一種溫度調制柱端安培檢測電極，其特征 在于其由檢測電極和加熱裝置組成；所述的檢測電極為一導電體，所述的加熱裝置由加 熱線圈和直流加熱電源組成，所述的加熱線圈是由導線折成平行的兩條纏繞在所述檢測電 極上；所述加熱線圈的一端與直流加熱電源連接。 本發明另一目的是提供一種上述溫度調制柱端安培檢測電極的制造方法，該方法 不僅簡單實用，且按照該方法設計的檢測器能大大降低加熱電流對安培信號的干擾。
為實現上述目的，本發明采用以下方案一種上述熱電極-柱端安培檢測器的制 造方法，其特征在于包括以下步驟 (1)提供一種導電體作為檢測電極和用來制作加熱線圈的導線； (2)將導線折成平行的兩條纏繞在檢測電極上，形成兩個電流回路方向相反并排
在一起的加熱線圈。
(3)將加熱線圈與一直流加熱電源的輸出端相連。將纏繞好的電極和加熱線圈放
入一根管套內，利用環氧樹脂膠與所述粗導體固定。 所述的電極導電體、加熱線圈用導線的表面涂有絕緣漆。 本發明的有益效果是可以通過控制加熱電流很容易實現對電極溫度的控制，可以 完全消除磁場對安培檢測的干擾，而且該加熱方式結構簡單，容易微型化。
圖1為本發明的檢測電極結構示意圖。
圖2為本發明的檢測電極磁場分布示意圖。
附圖中 1、檢測電極2、環氧樹脂膠3、加熱線圈4、套管5、工作電極表面
6、加熱線圈連接直流電源的接線端7、工作電極連接電化學工作站的接線端
具體實施例方式
下面結合附圖及實施例子對本發明做進一步說明。 如圖1所示，本發明提供一種溫度調制柱端安培檢測電極，其特征在于其由檢測 電極1和加熱裝置組成；所述的檢測電極1為一根涂有絕緣漆的導體，所述的加熱裝置由加 熱線圈3和直流加熱電源組成，所述的加熱線圈3是由一條涂有絕緣漆的導體折成平行的兩條纏繞在所述檢測電極上；所述加熱線圈的一端(即加熱線圈連接直流電源的接線端6) 與直流加熱電源連接；所述纏好的檢測電極表面套設有套管4，所述套管4通過環氧樹脂膠 2與檢測電極固定。 此外，本發明提供一種上述溫度調制柱端安培檢測電極的制造方法，其特征在于 包括以下步驟 (1)、提供一種導電體作為檢測電極和用來制作加熱線圈的導線； (2)、將導線折成平行的兩條纏繞在粗導體上，形成兩個回路方向相反并排在一起
的加熱線圈； (3)、將加熱線圈與一直流加熱電源的輸出端相連；所述加熱線圈所產生的磁場相 互抵消。 最后將纏繞好的電極和加熱線圈放入一根管套內，利用環氧樹脂膠與所述粗導體 固定。 具體的，請繼續參照圖1所示 1、首先取一根長10cm的直徑為360iim的銅漆包線(工作電極)，將其兩端固定， 并保持整個制作過程中銅漆包線均處于伸直狀態，然后用無水乙醇將要纏繞上加熱線圈的 一段銅漆包線清晰干凈。 2、取一根大約長50cm的75 y m的銅漆包線，將其從中間位置折成平行的兩條線 (線沒有斷開)，然后將其中間折點的一端先用502膠固定在360ym的銅漆包線上，再將 75 ii m的銅漆包線均勻的平行纏繞在360 y m的銅漆包線，纏繞至線圈長度為2cm，最后將整 個纏繞的線圈拉緊密并用502膠將其固定好。 3、將步驟2中纏繞好加熱線圈的360 y m的銅漆包線(工作電極)先用無水乙醇
把纏繞有加熱線圈部分的電極清洗干凈，插入直徑為900微米的塑料套管內，并固定好使
其工作電極位置處于套管的中間，再將混合好的環氧樹脂膠均勻灌入套管內，在室溫下放
置0. 5-2小時后，再將整個套管放入45-75度恒溫箱中加熱3-6小時。 4、將工作電極另一端和加熱線圈引線除去絕緣漆并和導線焊接好，分別作為連接
電化學工作站和直流電源的引線，將用環氧樹脂固化好的電極在其檢測端用砂紙磨平，使
檢測電極工作面露出而加熱線圈不外露，放入二次水中超聲5-20min，取出晾干備用。 如圖2所示，圖2為本實施例子加熱線圈在施加直流電時產生的感應磁場示意圖，
從圖中可以看出，雙線纏繞的線圈施加電流后產生方向相反的兩個磁場，這樣可以使得整
個加熱線圈的磁場被抵消掉，使電極表面附近的磁場消失。 以上所述僅為本發明的較佳實施例，凡依本發明申請專利范圍所做的均等變化與 修飾，皆應屬本發明的涵蓋范圍。
權利要求
一種溫度調制柱端安培檢測電極，其特征在于其由檢測電極和加熱裝置組成；所述的檢測電極為一導電體，所述的加熱裝置由加熱線圈和直流加熱電源組成，所述的加熱線圈是由導線折成平行的兩條纏繞在所述檢測電極上；所述加熱線圈的兩端端與直流加熱電源連接。
2. 根據權利要求1所述的溫度調制柱端安培檢測電極，其特征在于所述纏好的檢測 電極表面套設有管套，所述管套通過環氧樹脂膠與檢測電極固定。
3. 根據權利要求1或2所述的溫度調制柱端安培檢測電極，其特征在于所述的檢測 電極是一根導電體，電極材料包括金屬導體、碳質導體、多元復合導體、半導體。
4. 根據權利要求1或2所述的溫度調制柱端安培檢測電極，其特征在于所述的加熱 線圈是一條導線繞制而成。
5. —種上述溫度調制柱端安培檢測電極的制造方法，其特征在于包括以下步驟(1) 提供一種導電體作為檢測電極和用來制作加熱線圈的導線；(2) 將所述導線折成平行的兩條纏繞在檢測電極上，形成兩個電流回路方向相反并排 在一起的加熱線圈。(3) 將加熱線圈與一直流加熱電源的輸出端相連；所述加熱線圈所產生的磁場相互抵消。
6. 根據權利要求5所述的溫度調制柱端安培檢測電極的制造方法，其特征在于進一步 包括將纏繞好的電極和加熱線圈放入一根管套內，利用環氧樹脂膠與所述粗導體固定。
7. 根據權利要求5或6所述的溫度調制柱端安培檢測電極制造方法，其特征在于所 述的電極導電體、加熱線圈用導線的表面涂有絕緣漆。
全文摘要
本發明涉及一種溫度調制柱端安培檢測電極及其制造方法，其由檢測電極和加熱裝置組成；所述的檢測電極為一根導電體，所述的加熱裝置由加熱線圈和直流加熱電源組成，所述的加熱線圈是由導線折成平行的兩條纏繞在所述檢測電極上；所述加熱線圈與直流加熱電源連接。本發明可以通過控制加熱電流很容易實現對電極溫度的調制，可以完全消除磁場對安培檢測的干擾，提高信噪比，增加檢測靈敏度并具有極高的重現性和穩定性；而且該加熱方式結構簡單，容易微型化。
文檔編號G01N27/30GK101726523SQ20091025126
公開日2010年6月9日 申請日期2009年12月1日 優先權日2009年12月1日
發明者孫建軍, 陳啟振, 陳國南 申請人:福州大學