[发明专利]温度调制柱端安培检测电极及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种可实现与分离技术联用的温度调制柱端安培检测电极及其制作方式。该 电极不仅能能消除加热电流对安培检测信号的干扰，大大增强检测灵敏度，同时具有极高的 稳定性和重现性。

背景技术

在分析化学分离技术领域，检测器是分离装置的重要组成部分。目前常用的检测器有光 学检测器(如紫外一可见光检测器、示差折光检测器、荧光检测器等)、电化学检测器、质谱、 核磁共振、火焰离子化检测、光电二极管阵列等。电化学检测器具有死体积小、响应速度快、 造价低、灵敏度高、选择性好、方便灵活等优点，将它与分离技术联用，在分析化学研究领 域有着广泛的应用。柱端安培法是目前应用最广泛的电化学检测方法。

但是目前柱端安培检测法在分离技术方面的应用由于在灵敏度、稳定性、应用范围上还 存在一些急需解决的问题。在毛细管电泳、微流控芯片以及毛细管电色谱领域，由于安培检 测是根据电活性物质在工作电极表面发生氧化还原反应时产生的电流进行检测的方法，分离 高压对检测系统具有很大的干扰，因此柱端检测被应用于消除了分离电场对终柱电化学检测 的影响。虽然柱端检测能够消除电场方面有很大优势，但是它还存在两个缺点。其一是电极 在连续进行安培检测过程中，由于电极表面对反应物以及其产物的吸附作用，使电极发生钝 化从而大大降低了电极检测的灵敏度和重现性。其二是柱端检测作为一种离柱检测模式，由 于检测物质在流出毛细管之后发生扩散，使得其安培检测效率比较低，从而进一步影响了电 极检测的灵敏度。

在液相色谱领域，大多数蛋白质、类脂和表面活性剂时常常遇到电极响应应的稳定和检 测下限达不到要求等困难，这是因为大分子物质或其反应产物吸附到了电表面，使电极表面 被污染和去活化。同时许多生物和环境中的化合物由于在固体电极上有较高的过电位，所以 在一般的电位范围内没有电化学响应。因此，对于这些化合物直接进行电化学检测一般需要 采用较高的电位，这必然会产生较大的背景电流及共存物的干扰，影响了分析的检测限。

因此如何提高电极灵敏度、增强稳定性、降低过电位对于电化学检测器在分离领域的应 用具有极其重要的意义。

温度调制是通过加热电流对工作电极进行加热使电极能够在高温下进行工作。电极的温 度可以通过调节电流的大小来精确调制。在高温下，电极表面的扩散层粘度大大减少，对流 增强，电解质传质速率提高同时可以降低检测物质在电极上的氧化电势，这大大提高了安培 检测信号强度，同时保证了电极表面的清洁。

把热电极作为柱端安培检测器应用于分离领域，有望可以解决上述提到的电化学检测器 存在的缺点。已有的热电极加热方式是利用高频交流电对工作电极进行加热(张兰；宋子旺； 陈国南.毛细管电泳-热工作电极-安培检测装置及热工作电极制作方法[P].中国专 利：CN101140259，2008-03-12.)。由于分离装置电化学检测器的安培检测信号一般是在nA级 别，加热交流电对安培检测信号会有很大的干扰，这限制了热电极技术在毛细管电泳柱端安 培检测中的应用。

为了消除加热交流电流对安培检测信号的干扰，本发明提出了双线缠绕法并利用直流电流 来加热电极。利用本发明，电极温度可以精确控制，在提高灵敏度的同时，可以消除加热电 流对安培检测信号的影响和大大增强检测器的稳定性。

发明内容

本发明的目的是提供一种温度调制柱端安培检测电极，其可以大大降低加热电流对安培 检测信号的干扰，在大大提高灵敏度的同时还能保持检测信号极高的稳定性和重现性。

为实现上述目的，本发明采用以下方案：一种温度调制柱端安培检测电极，其特征在于： 其由检测电极和加热装置组成；所述的检测电极为一导电体，所述的加热装置由加热线圈和 直流加热电源组成，所述的加热线圈是由导线折成平行的两条缠绕在所述检测电极上；所述 加热线圈的一端与直流加热电源连接。

本发明另一目的是提供一种上述温度调制柱端安培检测电极的制造方法，该方法不仅简 单实用，且按照该方法设计的检测器能大大降低加热电流对安培信号的干扰。

为实现上述目的，本发明采用以下方案：一种上述热电极-柱端安培检测器的制造方法， 其特征在于包括以下步骤：

(1)提供一种导电体作为检测电极和用来制作加热线圈的导线；

(2)将导线折成平行的两条缠绕在检测电极上，形成两个电流回路方向相反并排在一起 的加热线圈。