Электрохемилюминесцентная ячейка

 

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

COOS СОВЕТСКИХ

ОМА

РЕСПУБЛИН

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И. ОТНРИТЮ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPTMOMV CBMBBTBllbCTBV

Äèã.1 (21) 3600262/18-25 (22) 03.06.83 (46) 15.10.84. Бюл. М 38 (72) В.А.Барабой, В.Л.Ганул, И.М.Карнаух, Л.П.Киндэельский, В.Э.Орел, А.Ю.Ратманский и Ю.д.усенко (53) 535.376-535.379(088.8) (56) !. Леонов Л.П, О выборе ° системы электродов при исследовании хемилюминесценции.-"Прикладная спек" троскопия", Т.23, 1975, И 3, с.495497.

2. Авторское свидетельство СССР

В 698485, кл. А 61 В 10/00, 1977 (прототип). (54)(57) ЭЛЕКТРОХЕИИЛЮИИНЕСЦЕНТНАЯ

ЯЧЕЙКА, содержащая оптически прозрачную кювету, внутрь которой вставлены укрепленные на держателе из.„SU.„ i 118902 А у!! С Ol N 2! /66> А 61 В 1.0/00 диэлектрика платиновые электроды, соединенные с электрическим генератором переменного синусоидального тока, отличающаяся тем, чтo, с целью увеличения тоМности измерения и уменьшення объема иссле" дуемой биопробы в углублении основания держателя, выполненного в виде цилиндра из фторопласта с вертикальными каналами, размещают в па- зах по диаметру центральный и на равном максимально возможном от него расстоянии по обе стороны параллельно ему электрически связан- ные и равные по рабочей площади боковые проволочные электроды, причем рабочая площадь центрального электрода вдвое больше рабочей площади каждого из боковых.

Ф 11 1,8

Изобретение относится к технической физике, а именно к лабораторной диагностической технике, предназначенной для измерения сверхслабого свечения жидкофазных объектов, и может быть использовано в биологии, медицине и физикохимии для исследования свободнорадикальных реакций.

Известная электрохемилюминесцентная ячейка, имеющая оптически прозрачную кювету, внутрь которой вставлены рабочий электрод из платины и коаксиально расположенный относительно его вспомогательный электрод из молибдена. Оба электрода укреплены на стеклянном держателе и соединены с электрическим генератором разнополярнык импульсов (1 ).

Однако данное устройство не обладает достаточной жесткостью конструкции, что затрудняет использование его при крупносерийных клинических исследованиях биопроб, так как перед каждым измерением необходима тщательная очистка поверхности электродов, а даже незначительное изменение конфигурации электродов вносит существенные погрешности в результаты измерения. Кроме того, исполЬзование известной электрохемилюминесцентной ячейки требует достаточно большого объема жидкофаэной биопробы (от 1,5 мл и более ), что ограничивает использование этого устройства в медицинских клиниках при исследовании электрохемилюминес- З5 ценции сыворотки крови.

Наиболее близкой к предлагаемой является электрохемилюминесцентная ячейка, имеющая оптически прозрачную кювету, внутрь которой вставлены укрепленные на держателе иэ диэлектрика платиновые электроды, соединенные с электрическим генератором переменного синусоидального тока(2).

Известная электрохемилюминесцент- Ю ная ячейка также не обладает доста- точной жесткостью конструкции электродов, из-за чего это устройство не позволяет производить измерения электрохемилюминесценции жидкофаз- 5О ных биопроб с высокой точностью.

Наряду с. этим применение данного устройства требует использования значительного объема биологической жидкости — 1,5 мл. 55

Цель изобретения — увеличение точности измерения и уменьшение объема исследуемой биопробы.

902 2

Указанная цель достигается тем, что в электрохемилюминесцентной ячейке, имеющей оптически прозрачную кювету, внутрь которой вставлены укрепленные на держателе иэ 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 расстоя, нии 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

1 углублении основания цилиндрического держателя находится центральный

Еэлектрод и иа равном максимально возможном от него расстоянии (размер лимитируется величиной диаметра держателя ) по обе стороны параллельно ему электрически связанные и равные по рабочей плоЩади боковые проволочйые электроды, позволяют схватывать процессом электрогенерирования практически весь тонкий (I ммЕслой 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

3/2 ° обусловлено характером электрохнмической связи, так как в проведенных исследованиях электрохемилюминесценции сыворотки крови при У =

=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 11189 световой отражательной способностью.

Наличие нескольких вертикальных ка- . налов в фторопластовом цилиндричес- ком держателе исключает образование пузырьков воздуха в исследуемой жид» кофазной биопробе при ее заливке в камеру электрохемилюминесцентной ячейки, тем самым исключается возможная ошибка измерения, вызванная гетерогенностью образца. Камера, образованная из углубления основания фторопластового держателя и основания оптически прозрачной кюве- ты, позволяет исключить ошибки при измерении электрохемилюминесценции, вызванные неточностью дозирования объема исследуемой жидкофаэной пробы, так как в данном устройстве избыточный объем остается в вертикаль-. ных каналах держателя. Предлагаемое устройство обладает достаточно жесткой конструкцией, так как проволоч- ные платиновые электроды жестко закреплены в пазах фторопластового держателя, что позволяет тщательно очищать рабочую поверхность электродов без нарушения их конфигурации.

На фиг.l изображена электрохемипюминесцентная ячейка, вид сверху, на фиг.2 — то же, вид сбоку, разрез.

Ячейка содержит оптически про" зрачную кювету 1 с исследуемой жидкофазной биопробой 2, внутрь которой вставлен фторопластовый цилин дрический держатель 3 с вертикальными каналами 4, в углублении основания которого в пазах по диаметру размещен центральный электрод 5, изготовленный из платиновой проволоки, и на равном от него расстоянии по обе стороны параллельно ему в пазах в О электрически связанные и равные по рабочей площади боковые платиновые

02 4 проволочные электроды 6, причем рабочая площадь центрального электрода вдвое больше рабочей площади каждого иэ 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 жидкофаэной биопробы 2 в ней образуются электрогенерированные ионрадикалы, взаимодействие которых сопровождается электрохемилюминесценцией, которую также регистрируют фотометром через дно оптически прозрачной кюветы 1.

Исследуемый объем может быть равен

0,5 мл, тогда как в известных устройствах он был не менее,l,5 мл.

При этом существенно повышается точ" ность измерений, так как исключаются случайные ошибки, обусловленные слабой жесткостью электродов, нестабильностью в дозировке биопробы, гетерогениостью жидкости,. и увеличивается величина полезного сигнала светового потока.

1118902

Составитель Н.Зоров

Редактор М.Петрова Техред С.Мигунова Корректор В,Бутяга

Заказ 7444/31 Тираж 822 Подписное

ВНИИПИ Государственного, комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r Ужгород, ул. Проектная, 4