[发明专利]光电化学电致变色间接分析检测装置及其制作方法

说明书

本发明涉及分析检测技术领域，公开了一种光电化学电致变色间接分析检测装置及其制作方法，该装置中第一控制电极位于第一电解池中的第一电解质内，第二控制电极位于第二电解池中第二电解质内，第一与第二电解池通过导体相连接，封闭式双极电极由导体、负载有电致变色试剂的信号电极和负载有光电半导体材料的光电极构成，信号电极和光电极分别位于第一和第二电解池内，特定波长的光源固定在光电极上方；外接电源通过导线与第一和第二控制电极连接，在特定电压下和光照条件下，待检测物质在光电极上发生的反应情况，可通过信号电极上电致变色试剂的颜色变化程度来反映，从而构建一种基于电致变色的异地间接分析检测装置。

技术领域

本发明涉及分析检测技术领域，特别涉及一种光电化学电致变色间接分析检测装置及其制作方法。

背景技术

近年来，基于光电化学的分析测试技术获得了长足的发展，应用范围越来越广泛。光电分析具有设备简单、操作易行、灵敏度高等一系列优点。目前光电分析的基本策略是通过特定波长的光照射修饰光电活性材料的电极表面，该过程中会有电能、化学能和光能之间的相互转化，检测物与光电半导体材料之间发生电子的转移从而产生光电流，通过光电流值的大小实现对目标物的检测。这一传统方式的不利之处就在于难以实现高通量的同时检测，极大地限制了光电化学分析的应用范围。

发明内容

发明目的：针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种光电化学电致变色间接分析检测装置及其制作方法，利用双极电极技术，基于电荷守恒的原理，通过信号电极上的电致变色试剂（如：普鲁士蓝）的颜色变化情况实现对目标物的高通量异地检测。

技术方案：本发明提供了一种光电化学电致变色间接分析检测装置，包括位于基片上的至少一个分析检测单元，每个所述分析检测单元均包括位于第一电解池中第一电解质内的第一控制电极，位于第二电解池中第二电解质内的第二控制电极，封闭式双极电极、光源以及外接电源；所述封闭式双极电极由导体、负载有电致变色试剂的信号电极和负载有光电半导体材料的光电极构成，所述信号电极位于所述第一电解池内，所述光电极位于所述第二电解池内，所述第一电解池与所述第二电解池通过所述导体电连接；所述光源固定在所述光电极上方；所述第二电解质内含有能够与所述光电半导体材料发生作用的待检测物质；所述外接电源通过导线与所述第一控制电极和第二控制电极电连接，对所述信号电极和光电极进行控制。

优选地，所述分析检测单元的数量为至少两个，各所述分析检测单元之间通过共用所述第一控制电极和所述第二控制电极的导线实现并联。

优选地，所述光电半导体材料为阳极光电半导体材料或阴极光电半导体材料。光电半导体材料负载于光电极上，可通过常用的如静电吸附、范德华力、化学键合等手段负载在光电极上，光电半导体材料可为无机、有机等各类常见的半导体材料，在特定波长照射下突破禁带产生光生空穴并形成光电流。优选光电半导体材料为硫化镉量子点。

优选地，所述第一电解池和所述第二电解池为由环状绝缘介质贴于所述基片上构成的电解池。第一电解池和第二电解池可以为普通的电解池，也可以为由环状绝缘介质贴于基片上构成的两个电解池。

优选地，所述第一控制电极和所述第二控制电极均为银/氯化银电极。第一控制电极和第二控制电极的目的是保持较为稳定的电位，使得电化学工作站在调节电位时主要控制封闭式双极电极上的信号电极和光电极的电位，排除其他因素的干扰。

优选地，所述信号电极和光电极由铟锡氧化物、金、铂或导电碳材料制成。

优选地，若待检测物质为还原性物质，则选择氧化性的所述电致变色试剂；若待检测物质为氧化性物质，则选择还原性的所述电致变色试剂。