一种电化学发光装置及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电化学技术，更具体的说，是涉及一种电化学发光装置及方法。
【背景技术】
[0002]电致化学发光(ECL)，是电化学和化学发光相结合的产物。它是指通过电极表面的电子转移反应生成激发态，当其返回基态时产生光辐射的现象。ECL经历两个过程:电化学反应和化学发光反应。相对于光致发光分析，ECL是电启动的，无需激发光源，有效避免了杂散光及光源不纯所产生的干扰，极大增加了分析的灵敏度。
[0003]另一方面，作为电致化学发光技术中重要的载体，半导体纳米晶体，即量子点，具有独特的光电性质，被广泛应用于发光二极管、光电转换材料、荧光探针以及生物成像领域。它作为一种新兴的ECL发光体，量子点ECL分析成为电分析化学领域中一个十分活跃的研宄热点，在ECL生物传感策略的构建过程中发挥了重要作用。
[0004]目前已有各种大小、形貌不同的量子点被用作ECL的发光体，用于生物分析检测领域，为构建新型ECL生物传感器提供了一个良好的平台。尽管如此，与传统的ECL体系(Ru(bpy)32+/三丙胺)相比，量子点的ECL依然存在诸多不足之处。量子点ECL强度弱，ECL光谱宽等问题的存在，严重制约了其在生物分析领域中的进一步发展。
[0005]电化学发光检测仪是电致发光技术中重要的测量仪器，具有操作简单，灵敏度和准确度高，选择性好等优点。但由于在量子点浓度一定的情况下，发光强度无法继续增加；另外，在目前所用的电化学发光仪器中，没有光学聚焦系统，在电极表面产生的光子，向四周传播，仅很少一部分可到达光电倍增管的检测光极上，未能充分利用电化学反应所产生的发光信号，在很大程度上限制了检测灵敏度的进一步提高，不利于痕量组分的测定。
【发明内容】
[0006]有鉴于此，本发明提供了一种电化学发光装置及方法，以进一步提高现有电化学发光仪器与方法的检测灵敏度。
[0007]为实现上述目的，本发明提供如下技术方案:
[0008]—种电化学发光装置，在电化学发光检测仪的光电倍增管暗盒中装有特定焦距的凸透镜组，使其满足1/u (物距)+l/v (像距)=Ι/f (透镜焦距)的成像条件，将电极表面所发出的光信号汇聚成像在光电倍增管的敏感光极上，在原有装置保持不变以及相同的检测条件下，大幅度提高了仪器的灵敏度，实现对痕量组分的准确测量。
[0009]为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案:
[0010]一种电化学发光装置，包括光电倍增管、凸透镜体系和电化学发光池；其中，凸透镜系统设置于电化学发光池与光电倍增管之间，形成一条直线；电化学发光池发出的光通过凸透镜系统全部聚焦在光电倍增管的光敏电极上；凸透镜系统的焦距满足凸透镜成像条件:1/物距+1/像距=I/透镜焦距，电化学发光池中设置有三电极系统，工作电极高度可调，以获得最佳聚光效果。
[0011]所述三电极系统、电化学发光池、凸透镜体系和光电倍增管均设置于暗盒内，暗盒内对应通过导线连接电致发光检测仪，电致发光检测仪连接电致发光分析仪，电致发光分析仪连接计算机进行参数设置与数据采集。
[0012]所述凸透镜体系包括两个上下分布的凸透镜，其中置于上端的凸透镜位置可调。
[0013]所述凸透镜材料为石英、玻璃或塑料。
[0014]所述三电极系统，包括工作电极、参比电极和对电极，均放置在电化学发光池中，接触电化学发光池中的电化学发光分析溶液。
[0015]优选的，所述工作电极为玻碳电极、金电极，参比电极为Ag-AgCl电极、饱和甘汞电极，对电极为铂电极。
[0016]优选的，所述玻碳电极的直径为5.0_。
[0017]所述光电倍增管的电压设为400V?600V，发光级数为I?3级。
[0018]所述暗盒为金属壳体。
[0019]一种基于上述装置的使用方法，包括以下步骤:
[0020](I)连接整个装置，进行仪器预热；
[0021](2)清洗电化学发光池，将设定量的量子点、共反应剂、缓冲溶液和待测物混合均匀，静置，放入电化学发光池；
[0022](3)将三电极系统放入盛有待测液的电化学发光池中，放入暗盒中，与暗盒中的导线相连，关闭暗盒；
[0023](4)设定电化学参数、光电倍增管电压和发光级数，进行测定；
[0024](5)存储分析数据，清洗电极以及电化学发光池。
[0025]所述步骤⑵的具体方法为:用18.25ΜΩ的超纯水将电化学发光池清洗干净；在测定待测物质含量之前，所有溶液都需要用超纯水现配现用；配制好的混合溶液再通入氮气除氧；将电化学发光池放入暗盒中，每次测定的位置都应保持一致。
[0026]所述步骤(2)中，量子点、共反应剂、缓冲溶液，其体积比适当即可，所述的量子点为CdSeXdTe或CdS，浓度最终在0.71umol/L以下；所述缓冲液包括PBS缓冲溶液、Tris缓冲溶液、碳酸缓冲溶液；所述共反应剂包括过硫酸铵、双氧水或草酸；最终定容缓冲液及共反应剂的浓度均为0.lmol/Lo
[0027]所述步骤(3)中，玻碳电极首先依次用1.0，0.3 μπι的a -Al2O3抛光粉抛光，然后用无水乙醇、超纯水依次冲洗，氮气吹干；接线过程中防止导线交叉，接错电极；三电极体系放入电化学发光池中，保持溶液中三电极下端在同一水平线上，将暗盒关闭，等待测定。
[0028]所述步骤(4)中，选择循环伏安法，电化学和ECL测试条件。
[0029]所述步骤⑷中，当测定抗坏血酸含量时:电势窗口为O?-1.6V，扫描方向为负，扫速为50mV/s，溶液通氮气15-20min，静置25?35s进行测试，测试时保持氮气氛围，光电倍增管高压设在600V，放大级数为I ;通过电化学工作站对待测液施加O?-1.6V的线性扫描电压产生ECL信号，用光学聚焦系统收集光信号至光电倍增管。
[0030]要说明的是，对不同物质的检测，条件的设定是不同的。
[0031]所述步骤(5)中，每次测定完毕，都要将电极、电化学发光池用超纯水清洗干净，以便进行下一次测量。
[0032]本发明的工作原理为:通过安装的特殊焦距的凸透镜，可将电化学发光池发出的分散光源完全聚焦到光电倍增管的感光区，从而提高信号强度；两凸透镜满足基本成像原理且1/u (物距)+l/v (像距)=Ι/f (透镜焦距)；测定时，因为待测物对量子点具有猝灭或增强作用，由此量子点的发光强度就会随着待测物浓度变化随之发生变化，在噪音不变的同时，信号被放大若干倍，大大的提高了信噪比，提高了灵敏度，降低了检测下限，使实验结果更加准确，可靠。
[0033]一种电化学发光装置及系统的有益效果为:
[0034](I)在不改变现有操作条件的基础上，提高可到达光电倍增管敏感光极的光信号强度，改善检测体系的信噪比，提高电化学发光法测定痕量组分的检测灵敏度；
[0035](2)有利于减小误差，提尚精确度；
[0036](3)在测定待测物含量时，因为待测物对量子点具有猝灭或增强作用，由此量子点的发光强度就会随着待测物浓度变化随之发生变化，在噪音不变的同时，信号被放大若干倍，大大的提高了信噪比，提高了灵敏度，降低了检测下限。
【附图说明】
[0037]图1为电化学发光装置及系统的结构示意图。
[0038]其中: