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安培檢測器

安培檢測器是為高效毛細管電泳分析專門設(shè)計的一種高選擇性電化學(xué)分析檢測器。它是國家"高效毛細管電泳儀的技術(shù)改造與開發(fā)"項目(96-A23-0106)的一個重要組成部分。

  安培檢測器是在中科院研究生院應(yīng)化所袁倬斌教授主持下,匯聚電分析化學(xué)、分離科學(xué)、電子工程、物理、自動化控制和機械加工等方面的專家及技術(shù)人員,歷時三年多研制而成,廣泛應(yīng)用于生命科學(xué)、醫(yī)藥科學(xué)、分子生物學(xué)、環(huán)境科學(xué)及單細胞、單分子分析等領(lǐng)域。

  工作原理

  當(dāng)被分離的電活性物質(zhì)流經(jīng)電極表面時,由于溶液與電極間有電勢差,電活性物質(zhì)就要得到或失去電子,被還原或氧化,因此,溶液和電極間發(fā)生電荷轉(zhuǎn)移,形成電流,該電流符合法拉第定律。記錄電流隨時間的變化,得到電泳譜圖。

  檢測模式

  安培檢測器最常用的檢測模式有離柱檢測和柱端檢測兩種。在離柱檢測模式中,分離和檢測毛細管間用導(dǎo)線連接消除安培檢測系統(tǒng)的分離電壓。在端柱檢測模式中,用一個微盤電極正對放置于分離毛細管出樣口處,而沒有任何連接。

  安培檢測器有許多優(yōu)點:

  ①靈敏度高。盡管僅有1%-10%被測定的電活性物質(zhì)得到轉(zhuǎn)化,但最小檢測限可達10^(-9)-10^(-12),且對各類電活性物質(zhì)靈敏度差別很小。例如,兒茶酚胺的最低檢測濃度小于100pmol/L。溶解氧和電極穩(wěn)定性的問題造成發(fā)生還原反應(yīng)的被測物質(zhì)的靈敏度較氧化反應(yīng)低一個數(shù)量級。

  ②選擇性高。一般只對電活性物質(zhì)有響應(yīng),適用于電活性物質(zhì)的痕量測定,而不受非電活性物質(zhì)的干擾。而且由于每種物質(zhì)的氧化還原反應(yīng)電位不同,對于具有不同電極電位的物質(zhì),只要在電解池的兩極間施加不同的電壓,就可控制電極反應(yīng),提高選擇性。在目前重要的分析領(lǐng)域,如生物、醫(yī)學(xué)、環(huán)境等,可測量復(fù)雜基體及大量非電活性物質(zhì)中的痕量活性物質(zhì),例如在生物體液和組織勻漿液中的數(shù)千種無關(guān)組分中,只對幾種物質(zhì)進行選擇性檢測。

  ③線性范圍寬。一般是! " # 個數(shù)量級,有的可達$ 個數(shù)量級。

 ?、芙Y(jié)構(gòu)簡單。不需要紫外% 可見光檢測器光學(xué)元件,造價和使用成本都很低。

 ?、輽z測池體積小,柱外效應(yīng)較小,噪聲低,響應(yīng)速度快。

  安培檢測器的測量原理本身也決定了它固有的局限性與不足。

  第一,電化學(xué)檢測器所使用的流動相必須具有導(dǎo)電性。安培檢測器采用的流動相中必須有常用濃度范圍為0.01mol/L-0.1mol/L 的電解質(zhì)(如含鹽的緩沖液)存在。流動相要有足夠高的介電常數(shù),使電解質(zhì)充分解離。流動相在電極表面呈電化學(xué)惰性,工作電壓下背景電流小。常用的反相液相色譜的極性溶劑或水溶液流動相和離子色譜的水溶液流動相大多適用于安培檢測器。

  第二,安培檢測器對流動相的流速、溫度、pH值等因素的變化比較敏感。

  第三,測量還原電流時,流動相中痕量的氧也可能發(fā)生電解反應(yīng),引起干擾。

  第四,由于電極表面可能會發(fā)生吸附、催化氧化還原等現(xiàn)象,因此都有一定的壽命。目前還沒有一種通用和可靠的方法能使電極表面完全再生,需要經(jīng)常清洗或更換。


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