[其他]薄層電池

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 101985000008081
• 申請日: 1985-11-05
• 公開（公告）號: CN85108081B
• 公開（公告）日: 1987-11-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張榮坤;包立源;羅穎華
• 申請（專利權(quán)）人: 廈門大學(xué)
• 代理公司: 廈門大學(xué)專利事務(wù)所
• 代理人: 馬應(yīng)森

本發(fā)明屬于分析化學(xué)電分析的一種微量分析技術(shù)。其電池池體采用平面夾層式結(jié)構(gòu)，夾層間采用薄膜墊片，以確定液層厚度并可隨意調(diào)節(jié)，選用陰離子交換膜作為參比電極與分析試液之間的隔離物，為適應(yīng)不同的分析對象，提供不同類型結(jié)構(gòu)的薄層電池系列。本發(fā)明具有微體積、超靈敏、高穩(wěn)定、再現(xiàn)性好、適應(yīng)性強、用途廣泛，結(jié)構(gòu)簡單等特點，是生化分析、環(huán)境保護、醫(yī)藥臨床體液分析、遺傳工程等的有效測試工具。

本發(fā)明屬于分析化學(xué)電分析的一種微量分析技術(shù)。

Anson和Schemidt最先提出薄層電池庫侖法，企圖解決庫侖分析在微體積方面的應(yīng)用，但由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜，操作不便以及靈敏度僅達10〈`;-3;`〉M級，而沒有受到重視。后來，某些學(xué)者依據(jù)分析工作的需要，制作了不同結(jié)構(gòu)的薄層電池。例如Yidiz提出金網(wǎng)或金膜平面型，Mark.Jr等的管狀薄柱面結(jié)構(gòu)，但是靈敏度低，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不易安裝，薄層的體積變動大，性能不夠穩(wěn)定。Siegenthaler和Brunt等提出與注流分析法相結(jié)合，F(xiàn)φnn和Bla-cdel提出用注流分析法與液相色譜法聯(lián)用，使分辨率和靈敏度有所提高。但是仍然存在試樣用量大，試液流速對測量的影響大，電極性能不穩(wěn)，靈敏度僅達10^-6〉M等缺點。

日本專利昭59-224551（A）提出了一種用于電化學(xué)伏安法測定的薄層電池，它采用平面夾層式結(jié)構(gòu)，電池池體由上、下兩塊樹脂板構(gòu)成，具有三種電極，即工作電極（設(shè)兩個）、參比電極和對極，夾層間有薄膜墊片。由于只有一個對極和一個參比電極，原理上仍屬于單電解池。另外，在參比電極與分析試液之間沒有隔離物，影響了靈敏度的提高。

美國專利US-4310400也公開了一種用于電化學(xué)伏安法測定的薄層電池。它采用了無底離子交換管作為隔離物，但整體結(jié)構(gòu)均為無細管式，定體積，間歇式操作，因此，電容充電電流干擾嚴重，靈敏度較低，同時結(jié)構(gòu)安裝、操作難度大，無實用性。

本發(fā)明的目的是對上述薄層電池的改進，提供一種微體積、超靈敏、高穩(wěn)定、再現(xiàn)性好、結(jié)構(gòu)簡單、易于裝拆和用途廣泛的薄層電池，作為生化分析、環(huán)保、醫(yī)藥臨床和體液分析等的有效測試工具，其解決案是在平面夾層式結(jié)構(gòu)的薄層電池中選用平面式陰離子交換膜作為隔離物，以隔離參比電極與分析試液，參比電極和工作陰極采用兩對，構(gòu)成雙電池薄層電池。

本發(fā)明的詳細內(nèi)容是：薄層電池由電池池體、工作陰極、參比電極、對極、夾層薄膜墊片、隔離物、分析試液、試液進出口等部分組成。電池池體采用平面夾層式結(jié)構(gòu)，由電池上主體和電池下主體組成，形狀可以任意，夾層表面光潔，易于加工、裝拆和清洗。池體可選用耐酸堿材料，例如有機玻璃、尼龍等高分子材料，一般采用聚四氟乙烯最好夾層間有挖洞的薄膜墊片，洞的大小以及墊片的厚度決定了電池分析試液薄層的厚度和分析試液的容積，因此，一旦選定了墊片的厚度和洞的大小，液層的厚度和試液的容積便固定，并可通過選擇不同厚度的墊片和洞的大小加以隨意調(diào)節(jié)。薄膜墊片的材料一般可用耐酸堿材料，例如塑料等，以聚四氟乙烯為佳。參比電極與分析試液之間有隔離物，通常選用陰離子交換膜作為隔離物為好，以便清除污染，保證工作電極性能長期穩(wěn)定。本發(fā)明可以是三電極（工作陰極、參比電極和對極）系統(tǒng)，也可以是二電極（工作陰極和參比電極）系統(tǒng)，其中以三電極系統(tǒng)的電化學(xué)性能較好。參比電極一般采用Ag/AgCl電極，工作陰極選用玻璃炭或金等平面材料，對極可用鉑或不銹鋼，通常選用蛇盤狀鉑絲最好。

本發(fā)明可以根據(jù)不同的分析對象，提供串聯(lián)式、并聯(lián)式和復(fù)合式以及單薄層式和雙薄層式電池結(jié)構(gòu)。本發(fā)明提供的附圖和實施例將給出更具體的說明。

圖1為本發(fā)明的一個實施例，即串聯(lián)式雙薄層電池。電池上主體6和電池下主體14組成電池池體，采用平面夾層式結(jié)構(gòu)，夾層平面平整光潔，池體形狀可根據(jù)需要和加工條件任意確定，例如圓柱體或長方體等，選用聚四氟乙烯材料為好。上、下主體6和14夾層間有薄膜墊片9，薄膜墊片9可選用聚四氟乙烯◆離物8可選用市售的陰離子交換膜。電池池體緊固后應(yīng)無縫隙，避免漏液，一般可用螺釘緊固，便于裝拆，工藝簡單。工作陰極10最好采用平面材料，以玻璃炭或金為佳，11為銅棒。參比電極1選用Ag/AgCl電極，并充入溶液4，一般采用KCl水溶液或KCl硼砂溶液。2為密封塞，3為參比電極裝溶液的容器，通常用聚四氟乙烯，7為0圈，5為參比電極溶液的出入口，12與13分別為分析試液進出口。各部件的尺寸可根據(jù)需要確定。