[发明专利]一种三电极体系、电化学传感器及其制备方法、电化学工作站及其应用

说明书

本发明提供了一种三电极体系、电化学传感器及其制备方法、电化学工作站及其应用，所述三电极体系包括工作电极、对电极和参比电极，所述工作电极和对电极的工作面积区表面均设置有纳米不锈钢材料的碳浆油墨层；三电极体系能够通过将化学信号转化为电信号，具有较好的灵敏度和传感效果，对电流的变化具有较好的响应性和稳定性；电化学传感器具有较高的测试精度，较少的溶液污染，同时具有专一性强、灵敏度高且准确性好的优点，且通过设置围堰膜，可以进一步减少检测样品的使用，在保证较高的灵敏度和准确性的前提下，需要极微量的样品量即可；电化学工作站可用于食品中铅离子、镉离子和铜离子的同步检测，是一种具有发展前景的电化学检测体系。

技术领域

本发明属于检测领域，涉及一种三电极体系、电化学传感器及其制备方法、电化学工作站及其应用。

背景技术

重金属一般指比重大于5的金属，其中部分重金属如铅、镉等并非人类生命活动所必须。食品中的这类重金属容易通过食品进入人体内，由于这些重金属难以代谢出去，累积超标后会导致慢性中毒，导致人体免疫功能降低，甚至可能诱发癌症，或伤害人的中枢神经，对人体健康造成重大伤害。因此我国和国际上对不同食品中的重金属(尤其是镉铅等)的含量均有明确且严格的限量规定。

目前常用的重金属离子检测方法有原子发射光谱法(AES)、原子吸收光谱法(AAS)、电感耦合等离子体-质谱联用法(ICP-MS)等。但是这些方法由于操作复杂、仪器昂贵、携带不方便等原因，很难实现现场监测。电化学方法具有灵敏度高、选择性好、响应时间短等优点，被广泛应用于医疗检测、环境监测与控制、农业检测药物残留等分析领域。

但是现有的重金属电化学检测仪器通常使用的三电极一般是柱电极，这类电极一般使用前需要繁琐的打磨，抛光等预处理过程，并不能满足快速检测的需要。

CN109273588A公开了一种薄膜传感器，所述薄膜传感器包括：第一基板、第二基板、以及将所述第一基板和所述第二基板贴合的导电部件。所述第一基板包括：薄膜晶体管；所述第二基板包括：传感器件，所述薄膜晶体管与所述传感器件通过所述导电部件电连接；但是未公开该薄膜传感器能够用于检测金属离子的浓度。

CN103424456A公开了一种三电极电化学传感器，包括一个工作电极、一个参比电极和一个对电极，三个电极都和液相电解液相接触并通过电解液形成离子导通。所述工作电极由一个多孔的电子导体层组成；所述电子导体层中含有活性物质；所述活性物质选自锰化合物、钴化合物或铬化合物中的一种或多种的组合。该发明所述的电化学传感器用于检测有毒气体或胺类，但是未提及能够定量检测重金属离子的含量。

因此，开发一种能够准确快速检测食品中铅离子、镉离子和铜离子的电化学工作站迫在眉睫。

发明内容

本发明的目的在于提供一种三电极体系、传感器及其制备方法、电化学工作站及其应用，所述三电极体系通过将化学信号转化为电信号，具有较好的灵敏度和传感效果，对电流的变化具有较好的响应性和稳定性；包含三电极体系的电化学传感器具有较高的检测灵敏度、测试精度以及测试稳定性，且通过设置围堰膜，能够解决加样难以分散的问题，具有专一性强、灵敏度高以及准确性好的优点，且仅需极微量的样品即可检测；电化学传感器的制备方法简单、原料易得、价格低廉，易于实现，便于工业化大规模应用；此外，电化学工作站可同时用于检测食品中微量的铅离子、镉离子和铜离子，是一种高效的，快速的重金属离子检测设备。

为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：

本发明的目的之一在于提供一种三电极体系，所述三电极体系包括工作电极、对电极和参比电极，所述工作电极和对电极的工作面积区表面均设置有纳米不锈钢材料的碳浆油墨层。