Электрохемилюминесцентная ячейка Советский патент 1984 года по МПК G01N21/66 A61B10/00 

f Изобретение относится к технической физике, а именно к лаборатор ной диагностической технике, предназначенной для измерения сверхслабого свечения жидкофаёных объектов, и может быть использовано в биологи медицине и физикохимии для исследования свободнорадикальных реакций. Известная электрохемилюминёсцент ная ячейка, имеющая оптически прозрачную кювету, внутрь которой вста лены рабочий электрод из платины и коаксиально расположенный относител но его вспомогательный электрод из молибдена. Оба электрода укреплены на стеклянном держателе и соединены с электрическим генератором разнополярньк импульсов f1J. Однако данное устройство не обладает достаточной жесткостью конструкции, что затрудняет использование его при крупносерийных клинических исследованиях бйопроб, так как перед каждым измерением необходима тщательная очистка поверхности электродов, а даже незначительное изменение конфигурации элек тродов вносит существенные погрешности в результаты измерения. Кроме того, использование известной электрохемилюминесцентной ячейки требует достаточно больщого объема жидко фазной биопробы (от 1 ,5 мл и более что ограничивает использование этого устройства в медицинскИ:Х клиника при исследовании электрохемилюминес ценции сыворотки крови. Наиболее блиэкой к предлагаемой является электрохемилюминесцентНая ячейка, имеющая оптически прозрачну кювету, внутрь которой вставлены укрепленные на держателе из диэлектрика платиновые электроды, соединенные с электрическим генератором переменного синусоидального Известная электрохемилюминесцент ная ячейка также не обладает достаточной жесткостью конструкции электродов, из-за чего это устройство н позволяет производить измерения электрохемилюминесценции жидкофазных биопроб с высокой точностью. Наряду с этим применение данного ус ройства требует использования значительного объема биологической-жид кости - 1,5 мл. Цель изобретения - увеличение точности измерения и уменьшение объ ема исследуемой биопробы. 22 Указанная цель достигается тем, что в электрохемилюминесцентной ячейке, имеющей оптически прозрачную кювету, внутрь которой вставлены укрепленные на держателе из диэлектрика платиновые электроды, соединенные с электрическим генератором переменного синусоидального тока, в углублении основания держателя, выполненного в виде цилиндра из фторопласта с вертикальными каналами, размещают в пазах по диаметру центральный и на равном максимально возможном от него расстояНИИ по обе стороны параллельно ему электрически связанные и равные по рабочей площади боковые проволочные электроды, причем рабочая площадь центрального электрода вдвое больше рабочей площади каждого из боковых. Геометрия взаимного расположения, электрические и электрохимические связи электродов в предлагаемом устройстве, где на месте диаметра в углублении основания цилиндрического держателя находится центральный (электрод и иа равном максимально возможном от него paccVoянии (размер лимитируется величиной диаметра держателя ) по обе стороны параллельно ему электрически связанные и равные по рабочей площади боковые проволочные электроды, позволяют схватывать процессом электрогенерирования практически весь тонкий (I мм)слой исследуемОй жидкофазной биопробы. Это позволяет уменьшить поглощение света в самой биопробе и сокращает расстояние фотометра до электродов, где происходит максимальное световое излучение, интенсивность которого обратно пропорционально зависит от квадрата расстояния. Отношение размеров рабочей площади бокового электрода к центральному, равное 1/2, обусловлено характером электрохинической связи, так как в проведенных исследованиях электрохемилюминесценции сыворотки крови при 1/ 7В; f 15 Гц максимальный световой поток при минимальном выделении газов наблюдался именно при таком соотношении площадей, что обусловлено свойствами электрогенерируемых ион-радикалов. Использование фторопласта в качестве держателя электродов вызвано его высокой электрохимической инертностью и высокой 3 световой отражательной способностью Наличие нескольких вертикальных каналов в фторопластовом цилиндрическом держателе исключает образование пузырьков воздуха в исследуемой жид кофазной биопробе при ее заливке в камеру электрохемилюминесцентной ячейки, тем самым исключается воз можная ошибка измерения, вызванная гетерогенностью образца. Камера, образованная из углубления основания фторопластового держателя и основания оптически прозрачной кюветы, позволяет исключить ошибки при измерении электрохемилюминесценции, вызванные неточностью дозирования объема исследуемой жидкофазной пробы, так как в данном устройстве избыточный объем остается в вертикаль ных каналах держателя. Предлагаемое устройство обладает достаточно жест кой конструкцией, так как проволочные платиновые электроды жестко закреплены в пазах фторопластового держателя, что позволяет тщательно очищать рабочую поверхность лейтро дов без нарушения их конфигурации. На фиг.1 изображена электрохемипюминёсцентная ячейка, вид сверху; на фиг.2 - то же, вид сбоку, разрез Ячейка содержит оптически прозрачную кювету 1 с исследуемой жидкофазной биопробой 2, внутрь кото- рой вставлен фторопластовый цилиндрический держатель 3 с вертикальны ми каналами 4, в углублении основания которого в пазах по диаметру ра мещен центральный электрод 5, изготовленный из платиновой проволоки, И на равном от него расстоянии по обе стороны параллельно ему в пазах злектрически связанные и равные по рабочей площади боковые платиновые 24 проволочные электроды 6, причем рабочая площадь центрального электрода вдвое больше рабочей площади каждого из боковых электродов и все они связаны с генератором 7 электрических переменных синусоидальных сигналов. Для измерения свечения жидкофазной биопробы 2 ее заливают с помощью дозатора в один из вертикальных каналов 4 в камеру, образованную из углубления основания фторопластового держателя 3 и дна оптически прозрачной кюветы 1, биопроба 2, заполняя полностью камеру, выдавливает воздух через другой вертикальный канал 4. Затем регистрируют спонтан ную хемилюминесценцию исследуемого объекта с помощью фотометра через дно оптически прозрачной кюветы 1, после чего проводят поляризацию электродов 5 и 6 переменным синусоидальным электрическим током генератора 7. В результате электролиза жидкофазной биопрюбы 2 в ней образуются электрогенерированные ионрадикалы, взаимодействие которых сопровождается электрохемилюминесценцией, которую также регистрируют фотометром через дно оптически прозрачной кюветы I. Исследуемый объем может быть равен 0,5 мл, тогда как в известных устройствах он бьш не менее .1,5 мл. При этом существенно повышается точность измерений, так как исключаются случайные ошибки, обусловленное слабой жесткостью электродовj нестабильностью в дозировке биопробы, гетерогенностью жцдкости, и увеличивается величина полезного сигнала светового потока.

ЭЛЕКТРОХЕМИЛЮТдаНЕСЦЕНТНАЯ ЯЧЕЙКА, содержащая оптически прозрачную кювету, внутрь которой вставлены укрепленные на держателе из диэлектрика платиновые электроды, соединенные с электрическим генератором переменного синусоидального тока,о тл ич ающая ся тем, что, с целью увеличения точности измерения и уменьшения объема исследуемой биопробы в углублении основания держателя, выполненного в виде цилиндра из фторопласта с вертикальными каналами, размещают в пазах по диаметру центральный и на равном максимально возможном от него расстоянии по обе стороны параллельно ему электрически связанные и равные по рабочей площади боg ковые проволочные электроды, причем рабочая площадь центрального электрода вдвое больше рабочей площади каждого из боковых. 00 со о ю