一种高精度检测钙离子的方法及其装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及钙离子检测，具体的说涉及一种高精度检测钙离子的方法及其装置。装置为电化学装置，其包括化学发光流动注射系统和电化学外部测量装置；电化学外部测量装置通过导线与化学发光流动注射系统中电极相连；化学发光流动注射系统由载液池、化学发光共反应剂池、蠕动泵、进样阀、化学发光测量装置和废液池组成；其中，载液池、化学发光共反应剂池的输出管路并联后通过总管路与化学发光测量装置一端连接，总管路上设有进样阀，化学发光测量装置另一端与废液池相连。利用装置结合流动注射系统，在外加恒电位的作用下控制释放光泽精在无离子载体敏感膜内的扩散，实现对钙离子的连续检测。本发明专利技术可以实现钙离子的高灵敏、高精度、高稳定性检测。高稳定性检测。高稳定性检测。

【技术实现步骤摘要】
一种高精度检测钙离子的方法及其装置


[0001]本专利技术涉及钙离子检测，具体的说涉及一种高精度检测钙离子的方法及其装置。

技术介绍

[0002]钙离子(Ca
2+
)作为海水中的常量阳离子之一，在海洋生物循环和矿物形成过程中发挥着重要作用。海水中Ca
2+
含量的微小变化很可能对贝壳和珊瑚的生长和分布产生明显的影响。另一方面，有报道称Ca
2+
也通过与碳酸根结合形成碳酸钙而参与到海洋碳酸盐体系中，其中，碳酸钙的沉淀和溶解又在海洋碳循环中起着重要作用。在碳酸盐体系中，二氧化碳与水反应生成碳酸根，碳酸氢根和碳酸，这一过程可以起到缓冲海水中的pH变化的作用。二氧化碳的持续增长，可以引起pH值下降和碳酸根浓度的降低，这一现象被称为海洋酸化。海洋酸化会降低海水中碳酸钙的饱和状态，削弱海洋生物(特别是贝类和壳类)形成钙质壳的能力，进而对海洋生态系统产生严重的负面影响。现有Ca
2+
分析技术或多或少存在着检测成本高、操作复杂、灵敏度低等问题，因此，有必要建立一种高效、高精度的Ca
2+
分析方法。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于克服现有分析技术的不足，提供一种高精度检测钙离子的方法及其装置。
[0004]为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为：
[0005]一种高精度检测钙离子的装置，装置为电化学装置，其包括化学发光流动注射系统和电化学外部测量装置；电化学外部测量装置通过导线与化学发光流动注射系统中电极相连；化学发光流动注射系统由载液池(1)、化学发光共反应剂池(2)、蠕动泵(4)、进样阀(5)、化学发光测量装置(6)和废液池(7)组成；其中，载液池(1)、化学发光共反应剂池(2)的输出管路并联后通过总管路与化学发光测量装置(6)一端连接，总管路上设有进样阀(5)，化学发光测量装置(6)另一端与废液池(7)相连。
[0006]所述载液池(1)、化学发光共反应剂池(2)的输出管路上分别设有蠕动泵；所述进样阀内设有两条通路和定量环，使载液和化学发光共反应剂分别通过不同通路定量输入至化学发光测量装置(6)。
[0007]所述化学发光测量装置(6)包括流通发光池(3)、样品检测池(12)和电极；流通发光池(3)和样品检测池(12)通过盐桥相连，流通发光池(3)底部沿横向设有化学发光通道，通道一端与总管路相连，另一端与废液池(7)相连，且流通发光池(3)纵向设有三个通道并分别与化学发光通道相连通，三个通道分别插入工作电极(8)、对电极(9)和盐桥；样品检测池(12)内插入参比电极(10)。
[0008]上述化学发光通道两侧通过密封方式与两端相连。
[0009]上述载液由主蠕动泵(4
‑
A)通过管路经进样阀进入流通发光池后流入1号废液池(7
‑
1)；化学发光共反应剂由副蠕动泵(4
‑
B)通过管路进入并充满进样阀后流入2号废液池(7
‑
2)；充满进样阀的化学发光共反应剂随载液一起进入流通发光池完成发光后流入废液
池1号；所述进样阀有两条通路，并设有定量载入化学发光共反应剂的定量环。
[0010]所述流通发光池底部透光，顶部分别设置的通道容纳盐桥、工作电极和对电极，盐桥、工作电极和对电极分别通过各自的通道抵入至化学发光通道内。
[0011]所述流通发光池为绝缘材料的实心圆柱体；绝缘材料可为聚乙烯(PE)，聚氯乙烯(PVC)或者聚丙烯(PP)。
[0012]一种利用所述装置进行高精度检测钙离子的方法，利用所述装置通过流动注射方式化学发光共反应剂，在外加恒电位的作用下控制含与化学发光共反应剂产生化学发光的内充液工作电极，使其内充液释放扩散，实现对钙离子的连续检测。
[0013]以含与化学发光共反应剂产生化学发光的内充液的无离子载体敏感膜电极作为工作电极，钙离子选择性敏感膜电极(Ca
2+
‑
ISE)作为参比电极，两电极之间设置外加恒电位，在外加恒电位的作用下，当参比电极在样品检测池中产生电位变化，工作电极处的电位由参比电极调控并驱使工作电极中内充液从无离子载体敏感膜内向膜外扩散，使其与随载液流入发光池管内的化学发光共反应剂反应进而产生化学发光，实现对样品中钙离子的连续检测。
[0014]具体检测过程：
[0015](1)采用化学发光读出方法检测Ca
2+
：无离子载体敏感膜电极与铂丝电极分别作为工作电极和对电极被放置于流通发光池中；Ca
2+
‑
ISE作为参比电极置于检测池中；所述两种敏感膜电极均采用Ag/AgCl(3M KCl)电极做内参比；所述流通发光池和外部检测池之间用一根盐桥连接；
[0016](2)在工作电极和参比电极之间施加固定恒电位，当不同浓度的CaCl2水溶液加入到外部检测池中后，Ca
2+
‑
ISE电位随之发生改变，由于设定了恒电位，工作电极处的电位受参比电极处电位调控也会产生相应的变化；工作电极处的电位变化越大越有利于驱动光泽精从无离子载体敏感膜内释放到膜外；氢氧化钠和过氧化氢的混合溶液随载液流入流通发光池后与释放在膜表面的光泽精迅速反应并产生了化学发光信号；
[0017](3)一个化学发光过程结束之后，重复(2)过程，可以对Ca
2+
进行连续检测；
[0018](4)根据加入的不同浓度CaCl2水溶液后产生的化学发光信号的强度大小进行Ca
2+
活度标准曲线的绘制；
[0019](5)实际样品检测同(2)过程所述，采用标准加入法获得标准曲线后计算即得实际样品中Ca
2+
的浓度。
[0020]所述以含与化学发光共反应剂产生化学发光的内充液的无离子载体敏感膜电极由电极腔体、内充液、内参比电极和敏感膜组成；其中，所述电极腔体内插入内参比电极，且底部紧贴有敏感膜，其中，所述内充液为10
‑5‑
10
‑1M的光泽精水溶液；内参比电极为Ag/AgCl(3M KCl)电极；所述敏感膜由四(十二烷基)
‑
四(4
‑
氯苯基)硼酸铵、二壬基萘磺酸、邻
‑
硝基苯辛醚以及聚氯乙烯组成，其重量百分比为1
‑
10:1
‑
10:40
‑
80:20
‑
50。
[0021]所述无离子载体敏感膜电极使用前在含有与内充液相同浓度的光泽精水溶液中活化1
‑
24h。
[0022]所述Ca
2+
‑
ISE由电极腔体、内充液、内参比电极和敏感膜组成；其中，所述电极腔体内插入内参比电极，且在管的底部紧贴有钙离子敏感膜，所述内充液为10
‑3‑
10
‑1M的CaCl2水溶液；其中，内参比电极为Ag/AgCl(3M本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高精度检测钙离子的装置，其特征在于：装置为电化学装置，其包括化学发光流动注射系统和电化学外部测量装置；电化学外部测量装置通过导线与化学发光流动注射系统中电极相连；化学发光流动注射系统由载液池(1)、化学发光共反应剂池(2)、蠕动泵(4)、进样阀(5)、化学发光测量装置(6)和废液池(7)组成；其中，载液池(1)、化学发光共反应剂池(2)的输出管路并联后通过总管路与化学发光测量装置(6)一端连接，总管路上设有进样阀(5)，化学发光测量装置(6)另一端与废液池(7)相连。2.按权利要求1所述的高精度检测钙离子的装置，其特征在于：所述载液池(1)、化学发光共反应剂池(2)的输出管路上分别设有蠕动泵；所述进样阀内设有两条通路和定量环，使载液和化学发光共反应剂分别通过不同通路定量输入至化学发光测量装置(6)。3.按权利要求1或2所述的高精度检测钙离子的装置，其特征在于：所述化学发光测量装置(6)包括流通发光池(3)、样品检测池(12)和电极；流通发光池(3)和样品检测池(12)通过盐桥相连，流通发光池(3)底部沿横向设有化学发光通道，通道一端与总管路相连，另一端与废液池(7)相连，且流通发光池(3)纵向设有三个通道并分别与化学发光通道相连通，三个通道分别插入工作电极(8)、对电极(9)和盐桥；样品检测池(12)内插入参比电极(10)。4.按权利要求3所述的高精度检测钙离子的装置，其特征在于：所述流通发光池底部透光，顶部分别设置的通道容纳盐桥、工作电极和对电极，盐桥、工作电极和对电极分别通过各自的通道抵入至化学发光通道内。5.一种利用权利要求1所述装置进行高精度检测钙离子的方法，其特征在于：利用权利要求1所述装置通过流动注射方式化学发光共反应剂，在外加恒电位的作用下控制含与化学发光共反应剂产生化学发光的内充液工作电极，使其内充液释放扩散，实现对钙离子的连续检测。6.按权利要求5所述的高精度检测钙离子的方法，其特征在于：以含与化学发光共反应剂产生化学发光的内充液的无离子载体敏感膜电极作为工作电极，钙离子选择性敏感膜电极(Ca
2+
‑
ISE)作为参比电极，两电极之间设置外加恒电位，在外加恒电位的作用下，当参比电极在样品检测池中产生电位变化，工作电极处的电位由参比电极...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦伟，高雪情，
申请(专利权)人：中国科学院烟台海岸带研究所，
类型：发明
国别省市：