[发明专利]一种光致电化学光电流检测装置

说明书

技术领域

本发明涉及分析仪器技术领域，是一种光致电化学光电流检测装置。 

背景技术

分析仪器的微型化是当前分析仪器发展的一个主要方向，微型化不仅减少了仪器的体积和重量，而且减小了仪器的功耗和物耗。 

光致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荷产生转移,从而实现光能向电能的转化过程。具有光电化学活性的物质受光激发后发生电荷分离或电荷传递过程,从而形成光电压或者光电流。 

光致电化学分析仪目前还没有商品化的仪器，实验仪器主要为自制，其结构主要为光源（氙灯）、单色器、检测池等。存在许多不足：一、其结构复杂、体积庞大，造价高，不便于推广。二、氙灯的光强不能调节，经单色器后得到的单色光能量不高（400μW/cm²）,这些影响了检测灵敏度的提高。三、目前的激发光方向与工作电极（检测电极）为互相垂直关系，这使得工作电极必须为片状电极，限制了普通电极的直接使用。目前使用较多的电极为ITO导电玻璃电极和钛片（TiO₂）电极。 

发明内容

本发明提供一种光电化学检测装置，其光路方向、光强和激发光光斑大小可以根据需要进行调节。分析物与光电化学活性物质之间的物理、化学相互作用，使得光电材料的光电流发生变化，从而对其进行检测。 

本发明的技术方案如下： 

一种光致电化学光电流检测装置，它有一个暗室7箱体，在暗室的底部装置有光路向上的发光二极管LED灯2，此LED灯2有导线连接的设在暗室7外的LED灯光强控制单元4，在LED灯2的光路上有LED灯聚光单元3，该聚光单元3能调节LED灯2的聚光光斑的大小，在聚光单元3的光路前方有一光电化学池支架，支架上平稳的、自由的放有光电化学池1，光电化学池1为石英材质制成，其受光面对准LED灯发出的激发光的中心，在光电化学池1中置有工作电极、参比电极和对电极组成的三电极体系，该三电极体系与设置在暗室7外的电化学工作站5相连；电化学工作站5向三电极体系提供能预设的恒定电压，并可记录相应产生的电化学电流（光电流）；电化学工作站与计算机6相连，计算机6用于光电流实验参数的设置和数据采集。（软件名为电化学工作站，。） 

上述的光致电化学光电流检测装置，所述的聚光单元3由可调支架、凸透镜和挡光板组成，提供均匀激发光。 

本发明的光致电化学光电流检测装置结构简单，操作方便，激发光的强度可调，且造价低廉。 

附图说明

图1为本发明的光致电化学光电流检测装置结构示意图，其中:1为光电化学池；2为发光二极管LED灯；3为LED灯聚光单元；4为LED灯光强控制单元；5为电化学工作站；6为计算机。 

图2为实施例2的光致电化学光电流信号图，a为固定前列腺癌抗原（PSA）前光电流信号图，b为固定PSA后的光电流信号图。 

具体实施方式

实施例1.光致电化学光电流检测装置和前列腺癌抗原（PSA）的检测 

1、仪器制作方法： 

聚光单元制作：在散热器上固定好功率为5W，额定电流700mA，发光波长为410nm的LED灯,在圆筒状支架一端固定好直径为35mm的单面凸透镜（焦距为15mm），另一端与LED灯散热片结合使LED灯位于支架的中心并距凸透镜约12mm。 

光强控制单元为可调直流电源（安泰信APS3005Dm可调直流电源）。 

电化学工作站由上海辰华仪器有限公司提供；工作电极为直径4mm金电极（武汉高仕睿联科技有限公司）、对极由直径0.5mm的铂丝制成（自制）、参比电极为Ag/AgCl(饱和氯化钾)（江苏泰州市金星玻璃制品有限公司） 

2、实验条件 

实验条件为：电极为直径2mm的金盘电极，光电活性材料为CdS量子点，电子供体为维生素C溶液（0.1M PBS pH7.0为支持缓冲液），PSA的浓度为4ngml^-1。 

3、实验过程. 

3.1CdS水溶性量子点的合成