[发明专利]光致电化学传感器

说明书

技术领域

本发明属于光致电化学传感器技术领域，具体涉及一种光致电化学传感器。

背景技术

光电化学过程是指分子、离子或半导体材料等因吸收光子而使电子受激发产生电荷传递，从而实现光能向电能的转化。光致电化学则是一些物质与激发态的光电材料之间发生了电子转移而引起光电流变化的光电化学现象。光致电化学分析法就是基于这种光电化学现象而发展起来的。它的原理可简单表述为具有光电化学活性物质的分子受到光激发后，其外层电子可从基态跃迁到激发态。由于激发态分子具有很强的活性，能够直接或间接通过电子调节机理将电子转移到半导体电极的导带或其它具有较低能量水平的电极上，从而产生光电流。开展光致电化学分析法的研究和应用需要在制备光电极的基础上构建一个光致电化学传感器作为实验装置或检测器。

光致电化学传感器一般由透光工作电极(光电极)、参比和辅助电极、光源以及外部设备如光电流(压)检测器等构成。光电极、参比和辅助电极置于一个带有光窗的电解池中，光照射电解池中光电极以激发其表面的物质而导致光致电化学反应。目前的光致电化学传感器工作电极插在电解池中，电解液具有溶蚀性，如果采用试纸型生物膜电极，电解液会溶蚀试纸，使试纸型电极表面的材料溶入电解液，导致样品浓度的稀释，降低传感器的检测灵敏度。因此，现有的光致电化学传感器难以使用试纸型电极，无法实现微少样品(＜10μL)的检测。另外，现有光致电化学电解池的尺寸和容积，不利于传感器的微型化，且浪费试剂。

发明内容

针对现有光致电化学实验装置存在无法使用试纸型电极，难以实现微少样品(＜10μL)的检测，不利于传感器的微型化，浪费试剂的上述问题，本发明提供一种光致电化学传感器，不设置电解池实体，工作电极水平设置，参比电极和辅助电极组成的复合电极竖直设置，以工作电极作为载样平台，滴在工作电极表面的样品溶液与电极形成微电解装置。光源从下向上透过工作电极照射样品构成光激发-电解系统，从而支持试纸型电极和微少样品的检测。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种光致电化学传感器，包括散热器、电源，光源设置在散热器上，所述光源上设置聚光装置，聚光装置的上方设置透光工作台；所述透光工作台上设有上下贯通的透光腔，透光工作台上还设置透光工作电极，透光工作电极的工作端为平面，并且工作面朝上设置在透光腔处；透光工作电极的上方设置由参比电极和辅助电极组成的复合电极。

进一步地，所述复合电极包括复合电极杆，复合电极杆内并列设置参比电极和辅助电极；

所述参比电极内设置内参比溶液腔，内参比溶液腔内充有内参比溶液，内参比溶液腔的开口设置在参比电极的一端，参比电极的另一端为工作端；内参比溶液腔内设置内电极，内电极的一端外接参比电极引线端，引线端设置防止参比溶液渗漏的堵头，堵头与内电极是一个整体，可从内参比溶液腔中拔出，即与复合电极杆之间可拆卸。

所述辅助电极一端为工作端，另一端连接辅助电极引线；

所述参比电极的工作端和辅助电极的工作端的材质均为惰性导电材料，设置在复合电极杆的同一端并且形成共平面。

进一步地，所述参比电极的工作端或辅助电极的工作端的材质为铂、金或不锈钢；所述内电极为银/氯化银电极、或汞/氯化亚汞电极、汞/硫酸亚汞电极、银/银离子电极。

进一步地，所述透光工作电极为片状。

进一步地，所述透光工作电极为玻璃电极、金丝或者铂丝编织的电极或者试纸型薄膜电极。

进一步地，所述透光工作电极可为生物膜修饰电极。

进一步地，所述透光工作电极通过电极固定件设置在透光工作台上，所述电极固定件由压片和调节旋钮构成，压片的一端设置通孔，另一端压在透光工作电极的导电端，调节旋钮穿过通孔与透光工作台螺纹连接。

进一步地，所述压片至少与透光工作电极接触的部分为导电材料，作为透光工作电极接线端与导线连接。

进一步地，透光工作台设置在工作台调节器上，工作台调节器上设有调节旋钮用于调节工作台的高度和水平位置；所述复合电极设置在复合电极调节架上，复合电极调节架包括水平设置的复合电极夹具和竖直设置的夹具支架，复合电极夹具的一端夹持复合电极，另一端夹持夹具支架，夹具支架上还设有调节复合电极夹具的旋钮。

进一步地，所述聚光装置包括设置在光源上方的聚光罩和设置在聚光罩上方的聚光镜头，聚光镜头设置在透光腔的下方；或者所述聚光装置包括设置在光源上方的聚光罩，光纤及光纤聚焦镜，光纤的一端连接聚光罩，另一端连接光纤聚焦镜，光纤聚焦镜设置在透光腔的下方。