[实用新型]一种动态采集化学发光和电致化学发光光谱信息的检测装置

说明书

本实用新型涉及一种动态采集化学发光和电致化学发光光谱信息的检测装置，包括CL/ECL辐射产生装置单元、光谱检测装置单元和数据处理与控制单元；CL/ECL辐射产生装置单元包括电化学分析仪和反应池，反应池内设置有工作电极、参比电极和对电极并分别与电化学分析仪连接；光谱检测装置单元包括准直镜、反射镜、收集物镜、光栅光谱仪和sCOMS相机，光栅光谱仪、sCOMS相机和电化学分析仪分别单独连接数据处理与控制单元，sCOMS相机和电化学分析仪之间通过TTL信号线连接。本实用新型可在300～1000nm的光谱范围内，实时、动态检CL与ECL的光谱信息，波长精度小于1nm，曝光时间宽幅0.4毫秒至10秒可控。

技术领域

本实用新型涉及一种可动态采集化学发光和电致化学发光光谱信息的检测装置，属于化学测量分析技术领域。

背景技术

化学发光(Chemiluminescence，CL)和电致化学发光(Electrochemiluminescence，ECL)采用化学或电化学方法使体系中某种物质达到激发态并产生光辐射，属于化学测量学类分析技术范畴。CL和ECL技术无需激发光源，具有信噪比高和灵敏度高的优点，已在多个研究领域得到应用。CL和ECL的辐射强度通常伴随相关化学反应或电化学反应的进行而发生变化，难以采用波长扫描的方式获得相关光谱。化学测量学领域通常以光电倍增管动态采集辐射总强度的方式实现CL与ECL分析应用。

中国专利文件CN205719945U公布了一种基于电化学设备和CCD光栅光谱仪同步运行方案的ECL光谱采集装置。该专利突破了学术界以将电荷耦合元件(Charge-coupledDevice，CCD)和单色仪简单耦合方式直接采集ECL光谱的局限性(J.Am.Chem.Soc.2016,138,1947；J.Am.Chem.Soc.2015,137,11266)，提高信号收集效率的方式实现了ECL光谱的准确采集以及光谱型ECL定量分析和多组分分析(Anal.Chem.2018,90,12361)。CN205719945U以高灵敏的液氮制冷CCD探测器作为光电转换元件，所构建光谱采集装置的曝光时间为1毫秒至1小时可控，可以在不同曝光时间水平上准确采集ECL的光谱信息。

虽然，CCD探测器能够实现长时间持续曝光，在构建高灵敏光谱采集装置领域颇具优势；但是，CCD探测器图像处理速度较慢、帧率低的特点限制了其在动态光谱采集领域的应用。同时，现有技术中ECL反应池与CCD光栅光谱仪是在竖直方向上连接，反应液容易滴落造成设备腐蚀。而且，没有对反应液进行排出和补充方面的设计，长时间运行后需要打开设备人工换液，操作灵活性和便利性有待进一步提高。

发明内容

针对现有技术的不足，本实用新型提供一种动态采集化学发光和电致化学发光光谱信息的检测装置。本实用新型采用sCOMS相机和焦长为320毫米的光栅光谱仪作为核心部件，基于科研级sCOMS相机的高分辨率、高帧速、高量子效率、高灵敏度及宽视场等特性，构建能够动态采集CL和ECL光谱信息的检测装置。

本实用新型的技术方案如下：

一种动态采集化学发光和电致化学发光光谱信息的检测装置，包括CL/ECL辐射产生装置单元、光谱检测装置单元和数据处理与控制单元；

所述的CL/ECL辐射产生装置单元包括电化学分析仪和反应池，所述的反应池内设置有工作电极、参比电极和对电极，所述的工作电极、参比电极和对电极分别与电化学分析仪连接；

所述的光谱检测装置单元包括沿光路设置的准直镜、反射镜、收集物镜、光栅光谱仪和sCOMS相机，所述的准直镜沿光路正对工作电极，所述的收集物镜固定于光栅光谱仪的入射狭缝的前端，收集物镜的焦点与入射狭缝重合，所述的sCOMS相机与光栅光谱仪的出射端口相连；

所述的光栅光谱仪、sCOMS相机和电化学分析仪分别单独连接数据处理与控制单元，所述的sCOMS相机和电化学分析仪之间通过TTL信号线连接。