本發(fā)明專利技術(shù)公開(kāi)了一種用于電化學(xué)分析的可更新固體工作電極，由電極芯和電極頭兩大部分組成，其中電極芯內(nèi)包括卷送導(dǎo)電帶的供帶卷盤(pán)和回卷的導(dǎo)電帶收帶卷盤(pán)、能夠在上述供帶卷盤(pán)和收帶卷盤(pán)之間移動(dòng)電極帶而設(shè)置的主導(dǎo)軸、和將動(dòng)力付與上述主導(dǎo)軸的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。電極頭內(nèi)包括固定電極面積的橡皮圈、固定在橡皮圈兩側(cè)的彈簧、和帶動(dòng)上述橡皮環(huán)擠壓和離開(kāi)導(dǎo)電帶的可上下運(yùn)動(dòng)的拉桿。電極芯側(cè)面引出一根導(dǎo)線，在進(jìn)行測(cè)量時(shí)，與相應(yīng)的電化學(xué)分析儀接口相連。電極頭有一直徑為３ｍｍ的孔隙，這是導(dǎo)電帶暴露在外的工作面積。工作模式和休息模式交替進(jìn)行，形成可更新的工作電極。該電極分別進(jìn)行自動(dòng)或機(jī)械更新，可在自動(dòng)化在線電化學(xué)分析儀中獲得應(yīng)用。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及一種用于電化學(xué)分析的可更新固體工作電極，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)更新，用于 多種成分的多次同時(shí)重復(fù)測(cè)定，在電化學(xué)自動(dòng)在線分析領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用價(jià)值。
技術(shù)介紹
工作電極是電化學(xué)分析中一個(gè)必不可少的元件。電化學(xué)分析中常用的工作電極主 要有玻碳電極、懸汞電極和金電極、鉬電極等貴金屬電極。在每次測(cè)量結(jié)束進(jìn)行下一次測(cè) 量前，除懸汞電極外，都要對(duì)這些電極進(jìn)行清洗，以便在對(duì)同一溶液進(jìn)行測(cè)量時(shí)結(jié)果具有重 現(xiàn)性。這些電極通常是固封在一個(gè)圓柱狀的玻璃或塑料管內(nèi)，且受電極成本的限制，使得 這些電極無(wú)法發(fā)展成為免清洗電極。所以，近幾年來(lái)，電化學(xué)分析工作者越來(lái)越關(guān)注類似 于絲網(wǎng)印刷電極這樣的一次性電極片。這種一次性電極具有體積小、成本低、操作簡(jiǎn)便等優(yōu) 點(diǎn)。目前，市場(chǎng)化非常成功的絲網(wǎng)印刷電極就是血糖儀專用的血糖試紙電極片。專利申請(qǐng) 200420091585. 4公開(kāi)了一種能夠避免血液中物質(zhì)干擾的測(cè)定血糖的電極式一次性試條。此 外，專利申請(qǐng)86205046、88217747. 8,200520063615. 5都涉及到了一次性電極的制備。但是以上電極測(cè)試片是獨(dú)立、割裂的，在進(jìn)行每次測(cè)量時(shí)，都需要人工插入電極 片，無(wú)法實(shí)現(xiàn)無(wú)人在線監(jiān)測(cè)。專利申請(qǐng)02154767. X,02800194. X,00102876. 6,01136784. 9 中描述了一種卷狀電極及其在電池方面的應(yīng)用，該卷狀電極是先制備出電極膜，再將制 備得到的膜裁剪成一定寬度的帶條，并按要求卷成電極群，這些做法是為了有效地增大 電極面積。目前，成熟的膜制備技術(shù)有化學(xué)氣相沉積(例如專利申請(qǐng)200610118331.0、 98808023. 0,88101061,971160 62. 7,200680009747. 7,200580019114. 6 等)、物理氣相 沉積技術(shù)(例如專禾U 申請(qǐng) 87105946. 0,98800304. X,200910203731. 5,200810201997. 1、 94102085. 1,03135578. 1 等)、絲網(wǎng)印刷技術(shù)(例如專利申請(qǐng) 90103106. 2、02111330. 0、 200710070726. 2,200710124151. 8,200420008929. 0,200510025145. 8 等)、流延干燥成膜 (例如專利申請(qǐng)200680036792. 1)、熱壓成膜(例如專利申請(qǐng)02110569. 3)、先旋涂、噴涂、浸 泡或澆鑄再進(jìn)行化學(xué)還原或焙燒成膜(例如專利申請(qǐng)200910067707. 3)等。這種卷狀電極 極大地增加了電極的工作面積，這對(duì)電化學(xué)分析是十分不利的。因?yàn)榇蟮墓ぷ髅娣e造成大 的背景電流，無(wú)法對(duì)低濃度的離子進(jìn)行測(cè)量。專利申請(qǐng)02806634.0公開(kāi)了一種用于測(cè)量患者人體電阻的醫(yī)用電極，尤其涉及 一種阻抗心動(dòng)描記電極。此種帶狀電極一面帶有粘接劑，并不適合用作電化學(xué)分析用的工 作電極。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種電極的可更新化和固定面積時(shí)的高度精 確化的用于電化學(xué)分析的可更新固體工作電極。一種用于電化學(xué)分析的可更新固體工作電極，電極芯和電極頭對(duì)接，在所述的電 極芯內(nèi)設(shè)有卷送導(dǎo)電帶的供帶卷盤(pán)和回卷所述的導(dǎo)電帶的收帶卷盤(pán)、能夠在所述的供帶卷盤(pán)和收帶卷盤(pán)之間移動(dòng)所述的電極帶的主導(dǎo)軸和壓帶輪、將動(dòng)力付與所述的主導(dǎo)軸的驅(qū)動(dòng) 機(jī)構(gòu)；所述的電極頭的端部設(shè)有電極頭孔隙，在所述的電極頭內(nèi)設(shè)有固定電極面積的橡皮 圈，所述的橡皮圈的兩側(cè)與所述的電極頭側(cè)壁之間設(shè)有彈簧，所述的電極頭上設(shè)有導(dǎo)帶輪， 所述的導(dǎo)電帶經(jīng)所述的導(dǎo)向輪導(dǎo)向處于所述的橡皮圈與所述的電極頭孔隙之間，所述的橡 皮圈連接有帶動(dòng)其上下運(yùn)動(dòng)的拉桿，所述的拉桿與所述的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)傳動(dòng)連接，所述的橡皮 圈在所述的拉桿的驅(qū)動(dòng)下使所述的導(dǎo)電帶與所述的電極頭孔隙對(duì)接或離開(kāi)，在所述的電極 頭內(nèi)設(shè)有一與所述的導(dǎo)帶輪一起壓住所述的導(dǎo)電帶的導(dǎo)電壓帶輪，所述的導(dǎo)電壓帶輪連接 有與外電路接通的接線端。所述的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)是自動(dòng)電磁鐵器件，或者嚙合齒輪及與所述的嚙合齒輪傳動(dòng)連接 的按鈕。所述的電極頭是圓筒狀，其內(nèi)徑尺寸是10mm，壁厚1mm，長(zhǎng)度為10mm，所述的電極 芯是圓筒狀，且所述的電極芯與所述的電極頭同軸，所述的電極芯的內(nèi)徑尺寸是30mm，壁厚 Imm,長(zhǎng)度為 IOOmm0所述的導(dǎo)電帶的寬度為6mm，厚度為100 μ m。所述的導(dǎo)電帶的導(dǎo)電層上的導(dǎo)電物質(zhì)是石墨、導(dǎo)電有機(jī)物、金屬、金屬化合物或非 金屬導(dǎo)電化合物以及它們分別與生物活性物質(zhì)酶、抗體或DNA的混合物。所述的導(dǎo)電帶的軟基體材料是聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、乙烯的氟衍生物、二醋酸纖維素、部分皂化的三醋酸纖維素或聚對(duì)苯二甲酸乙二酯。所述的導(dǎo)電帶的導(dǎo)電膜制備方法采用化學(xué)氣相沉積、物理氣相沉積、絲網(wǎng)印刷、化 學(xué)鍍、微電子工藝技術(shù)、印制電路板技術(shù)、流延干燥成膜或熱壓成膜。所述的電極頭孔隙的直徑為3mm。所述的導(dǎo)電壓帶輪設(shè)置在所述的電極頭的底部臨近所述的電極頭孔隙。采用上述技術(shù)方案的用于電化學(xué)分析的可更新固體工作電極，處于工作模式時(shí)， 導(dǎo)電帶經(jīng)供帶卷盤(pán)引出，夾在壓帶輪與主導(dǎo)軸之間，使用導(dǎo)帶輪引入橡皮圈與電極頭底部 之間。橡皮圈由于受到固定在電極頭側(cè)壁和底部的壓縮彈簧的壓力，緊緊與底部壓合在一 起，使得導(dǎo)電帶在電極頭的電極頭孔隙處僅露出固定大小、密封性好的工作面。導(dǎo)電帶經(jīng)過(guò) 導(dǎo)帶輪引入另一側(cè)壓帶輪與主導(dǎo)軸之間，引出的導(dǎo)電帶固定在收帶卷盤(pán)上。此時(shí)，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu) 處于休息模式。可更新固體工作電極處于休息模式時(shí)，電極可以進(jìn)行自動(dòng)更新。此時(shí)，電極芯頂部 是電源開(kāi)關(guān)，與主導(dǎo)軸相連的是一個(gè)自動(dòng)電磁鐵器件。定時(shí)啟動(dòng)機(jī)構(gòu)開(kāi)啟，自動(dòng)電磁鐵器件 通電，電磁鐵產(chǎn)生強(qiáng)大磁場(chǎng)，銜鐵帶動(dòng)拉桿和橡皮圈，克服彈簧的壓縮力，向上運(yùn)動(dòng)，橡皮圈 和導(dǎo)電帶分離，相繼發(fā)動(dòng)自動(dòng)電磁鐵器件，主導(dǎo)軸開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)導(dǎo)電帶移動(dòng)一定距離，供 帶卷盤(pán)上的導(dǎo)電帶減少，收帶卷盤(pán)的導(dǎo)電帶增加。然后定時(shí)啟動(dòng)機(jī)構(gòu)關(guān)閉，可更新電極又進(jìn) 入工作模式。就這樣，可更新固體工作電極的工作模式和休息模式交替進(jìn)行，直到電極帶用 完，電源自動(dòng)斷開(kāi)。可更新固體工作電極處于休息模式時(shí)，電極還可以進(jìn)行機(jī)械更新。這時(shí)，電極芯最 上端設(shè)置了一個(gè)按鈕，按鈕連接著一個(gè)嚙合齒輪，該嚙合齒輪與主導(dǎo)軸安裝在同一轉(zhuǎn)動(dòng)軸 上，嚙合齒輪側(cè)邊連接著拉桿。按一下按鈕，嚙合齒輪旋轉(zhuǎn)一周，帶動(dòng)拉桿向上做機(jī)械運(yùn)動(dòng)， 同時(shí)驅(qū)動(dòng)主導(dǎo)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，使導(dǎo)電帶向前移動(dòng)，嚙合齒輪一周運(yùn)動(dòng)完成后，按鈕又回到原來(lái)的位置，可更新工作電極重新處于工作模式。本專利技術(shù)從電極芯的側(cè)面引出一個(gè)接線端，該接線端是將電極內(nèi)的導(dǎo)電帶與外部相 連的橋梁，接線端的另一端是與固定在電極頭側(cè)邊端角內(nèi)的導(dǎo)電壓帶輪相連，此處的導(dǎo)電 壓帶輪表面涂覆了一層導(dǎo)電物質(zhì)，導(dǎo)電壓帶輪與電極帶的導(dǎo)電面接觸，因此，在實(shí)際測(cè)量過(guò) 程中，本專利技術(shù)裝置中真正起作用的僅僅是從電極頭孔隙處固封的面積到導(dǎo)電壓帶輪之間的 電極帶，這就有效滿足了工作電極的阻值要求。本專利技術(shù)采用可批量生產(chǎn)的導(dǎo)電帶制作可更新固體工作電極，成本低，實(shí)現(xiàn)了電極 的可更新化和固定面積時(shí)的高度精確化，這樣獲得更新電極重現(xiàn)性好，與電化學(xué)分析儀器 進(jìn)行聯(lián)用時(shí)可以實(shí)現(xiàn)多種離子的同時(shí)連續(xù)監(jiān)測(cè)。且該電極小型輕巧，無(wú)需復(fù)雜器件，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn) 單，使用壽命長(zhǎng)。本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種用于電化學(xué)分析的可更新固體工作電極，其特征在于：電極芯（２）和電極頭（３）對(duì)接，在所述的電極芯（２）內(nèi)設(shè)有卷送導(dǎo)電帶（７）的供帶卷盤(pán)（６）和回卷所述的導(dǎo)電帶（７）的收帶卷盤(pán)（１４）、能夠在所述的供帶卷盤(pán)（６）和收帶卷盤(pán)（１４）之間移動(dòng)所述的電極帶（７）的主導(dǎo)軸（１２）和壓帶輪、將動(dòng)力付與所述的主導(dǎo)軸（１２）的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)；所述的電極頭（３）的端部設(shè)有電極頭孔隙（４），在所述的電極頭（３）內(nèi)設(shè)有固定電極面積的橡皮圈（１８），所述的橡皮圈（１８）的兩側(cè)與所述的電極頭（３）側(cè)壁之間設(shè)有彈簧，所述的電極頭（３）上設(shè)有導(dǎo)帶輪，所述的導(dǎo)電帶（７）經(jīng)過(guò)所述的導(dǎo)向輪導(dǎo)向處于所述的橡皮圈（１８）與所述的電極頭孔隙（４）之間，所述的橡皮圈（１８）連接有帶動(dòng)其上下運(yùn)動(dòng)的拉桿（１１），所述的拉桿（１１）與所述的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)傳動(dòng)連接，所述的橡皮圈（１８）在所述的拉桿（１１）的驅(qū)動(dòng)下使所述的導(dǎo)電帶（７）與所述的電極頭孔隙（４）對(duì)接或離開(kāi)，在所述的電極頭（３）內(nèi)設(shè)有一與所述的導(dǎo)帶輪一起壓住所述的導(dǎo)電帶（７）的導(dǎo)電壓帶輪（１９），所述的導(dǎo)電壓帶輪（１９）連接有與外電路接通的接線端（５）。
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：司士輝，喻鵬，羅岳平，秦迪嵐，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：中南大學(xué)，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：43[中國(guó)|湖南]
還沒(méi)有人留言評(píng)論。發(fā)表了對(duì)其他瀏覽者有用的留言會(huì)獲得科技券。