[实用新型]电化学检测装置及其电极芯片

说明书

本申请涉及电化学检测领域，公开了电化学检测装置及其电极芯片，该电极非由丝网印刷制造而成，该电极芯片包括：基底，该基底由绝缘材料制成；工作电极、对电极和参比电极，该工作电极、对电极和参比电极彼此相邻且间隔地固定设置于所述基底的表面上；其中，所述工作电极由金或铂制成，厚度为0.01mm至1mm；或所述对电极由金或铂制成，厚度为0.01mm至1mm；或所述参比电极由银或银和氯化银的混合物制成，厚度为0.01mm至1mm，所述参比电极的外表面上覆有氯化银。根据本申请提供了一种适用于重复使用的电极芯片方案。

技术领域

本申请涉及电化学检测领域，更具体地说，涉及一种电化学检测装置以及用于该电化学检测装置的电极芯片。

背景技术

近来，电化学检测技术已经越来越多地广泛应用于生物、医学、药学、临床、环境、食品、免疫和核酸杂交分析和工业分析等多个技术领域的检测工作。一般来说，电化学检测技术可以检测微量的目标分析物，如微生物、药物、激素、病毒、抗体、核酸及其他各种蛋白质，不但能够做出目标分析物是否存在的定性判断，也能够对其浓度或含量进行精准的定量分析。

在电化学技术进行检测的测量阶段，电源会将预先设定的电压波形施加到布置于检测池的电极芯片上，产生测量信号。因此，对于电化学检测装置来说，检测池以及布置于检测池的电极都是非常重要的核心部件。对于电极芯片的制作，基本上都采用传统的丝网印刷技术，而且这已经成为行业内非常普遍的常规生产制作方案。这是因为，丝网印刷技术本身已经非常成熟，另外其所需原料和工艺过程相对简单且成本低廉。

然而，在电化学检测领域，丝网印刷制造的电极芯片的缺点也较为明显，即为电极重复使用时检测结果一致性较差，不能满足重复使用的要求，因此目前利用丝网印刷技术制造的电极芯片均作为一次性耗材来使用。这就给原材料、生产和使用成本以及检测工作效率等因素带来较大的问题。

例如，在电化学发光检测仪上使得三联吡啶钌进行氧化还原反应产生光信号。在电化学反应和随后的电极活化和清洗步骤，需要反复使用-2.5～+2.5V的电压。在这样超强的氧化还原反应条件下，丝网印刷的金电极和银电极会很快损坏脱落。银电极表面也会迅速被氧化成氧化银从而失去导电性。采用铜片、不锈钢等金属材料制造的电极，也无法在这种检测条件下进行反复使用。

因此，如何为提供一种适用于重复使用的电极芯片方案成为本领域需要解决的技术问题。

实用新型内容

本申请的研发团队经过对传统丝网印刷的电极芯片的反复深入研究后发现，之所以传统丝网印刷制造的电极芯片的可重复性较差，其本质原因在于：利用传统的丝网印刷工艺，只能将很薄的一层电极材料(通常为几微米厚，例如由金、铂等粉末与粘性油墨材料混合而成)印到基底材料上。每一次对电极通电进行电化学反应时，电极材料都会有一些损失或损伤(例如金属粉末会有部分脱落)。研究中还意外的发现，与传统上导体材料在微观层面上的损耗不会影响导体的导电性能的观点不同的是，在丝网印刷的电极中，上述电极材料的微观损耗会直接影响电极的整体结构的完整性，从而影响其电学参数(尤其是电阻)。而且，由于微观层面的损耗具有一定的随机性，因此导致丝网印刷制得的电极的电学特性也会发生随机性较大的变化。因而，同一个电极不同使用次数间的电极材料的损伤程度不同，导致电极的电学参数也有所不同，进而导致检测结果的一致性较差。这也正是目前丝网印刷制得的电极均按照一次性耗材设计，不用于反复使用的主要原因。

而在本申请的技术方案中，恰恰是打破了用于电化学检测的电极芯片采用丝网印刷的技术常规操作，反其道而行之，摈弃丝网印刷的制造工艺，从而实现一种能重复使用的电极芯片制造方案。