专利名称：磁性金工作电极的制作方法
技术领域：
本发明属于电化学分析领域，具体涉及一种工作电极，特别涉及一种具有磁性的金工作电极。
背景技术：
电极是电化学测定的重要组成部分，为电化学反应提供了一个得失电子的场所， 因此，研究电极及电极的制备方法显得特别重要。金是一种典型的贵金属，具有良好的生物相容性。近年来，随着自组装技术的发展，金电极及其制作方法得到了广泛地研究。目前， 金电极的制作主要是将一段圆柱形的金片，封装在一个惰性绝缘材料(如聚四氟乙烯等) 内，如中国科学院长春应用化学研究所发明的专利号02129017. 2公开的一种金盘电极。然而，此过程制作的金电极不具有磁性，不能吸附磁性颗粒，且尚未见有关磁性金电极制作研究的报道。磁性微/纳米颗粒是一种新型的功能性材料，其表面可修饰各种功能团，如羧基，氨基，链亲和素等。通过这些修饰的功能团，生物大分子，如酶、抗原、抗体、DNA、RNA 等，可共价或非共价结合到磁性微/纳米颗粒表面，在外磁铁的作用下，能同时对分析对象进行分离和富集，特别是实际样品中的分析对象。将磁性微纳米颗粒与电化学检测技术相结合是当前分析化学领域研究的热点问题之一，因为它可以同时实现分析对象的分离、富集和检测，故能有效提高分析对象检测的灵敏度、大大缩短分析时间，并能充分发挥电化学检测技术高效、快速、灵敏度高、所需样品量少、选择性佳的优点。现有的磁性电化学检测技术的实施方式主要有两种一种是在工作电极的上方或者下方放置一块永磁铁来吸附磁性微/纳米颗粒于检测表面；另一种是制作磁性工作电极来吸附磁性微/纳米颗粒于检测表面。前者为非一体化设计，磁铁与工作电极是分开的，；若采用一次性电极，则存在价格昂贵等缺陷。后者将磁铁和工作电极合为一体制成磁性工作电极，，操作简单方便。但是，目前文献报道的磁性工作电极过于单一，仅限于磁性碳糊工作电极(Chen等，2007 ；见附图4A ； Pividori等，2006;见附图4B)，且尚未见有商业化产品；其主要原因在于现有报道的磁性电极制作方法较为复杂以及磁铁的高阻抗特性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种磁性金工作电极，该电极不仅具有磁性，且电极检测表面的中心磁力强于周边磁力，磁性强度稳定，能吸附磁性微纳米材料颗粒于检测表面。此外，该电极磁力大小适中，电极处理方便。实现本发明的技术方案如下所述一种磁性金工作电极，其包括一段中空的圆柱形惰性绝缘塑料管，所述的空心圆柱形惰性绝缘塑料管优选为聚四氟乙烯管，其内装有圆柱形中空磁铁棒(铷铁硼永磁铁)， 所述的聚四氟乙烯管的一端封装有电极基体材料金片，导线(优选为铜丝或银丝)穿过所述的磁铁棒的中心，导线的一端焊接在所述的电极基体材料金片上，导线的另一端与外电路连接。作为本发明的优选方案，所述的磁铁棒的圆心直径小于2mm。本发明的优点在于本发明具有磁性，能够稳定的吸附磁性微/米颗粒于检测表面，实现分析对象的分离、富集和电化学检测；磁场强度中心强于四周，且磁场强度稳定； 制作成本低，实现磁性工作电极的一体化设计，使用方便，且能够作为普通金电极使用，具有很强的商业前景。
图1 本发明的磁性金工作电极的结构示意图。图2 本发明的磁性金工作电极的分解示意图。图3 现有技术的金工作电极与本发明的磁性金工作电极的结构对比示意图。图 3A是现有技术的金工作电极，图:3B是本发明的磁性金工作电极。图4 现有的磁性碳糊工作电极的结构示意图。图4A是现有的一种磁性碳糊工作电极；图4B是现有的另一种磁性碳糊工作电极，该电极是通过一个导电铜盘实现电极基体材料碳糊与外电路的连接，且片状的磁铁包埋在电极基体材料碳糊当中。图1-4中的编号定义1-电极基体材料(在本发明中申请人采用该编号1，将其定义为电极基体材料金片，以示对现有同类电极基体材料的区别)；2-导线；3-惰性绝缘塑料管；4-磁铁；5-导电铜盘。图5 现有技术的金工作电极与本发明的磁性金工作电极对磁性微/纳米颗粒吸附的实施效果图。图5A是现有的金工作电极在同样试验条件下，显示该电极检测表面金上未见吸附磁性微/纳米颗粒；图5B是本发明的磁性金工作电极在同样试验条件下，显示该电极检测表面金上可见吸附的磁性微/纳米颗粒。图6 本发明的磁性金工作电极检测表面的磁通量分布图。
具体实施例方式实施例1(制备实施例)由图1和图2，申请人设计了一种磁性金工作电极，其包括一段中空的圆柱形惰性绝缘塑料管3，该空心圆柱形惰性绝缘塑料管3优选为聚四氟乙烯管，其内装有圆柱形中空磁铁棒4(优选为铷铁硼永磁铁，其圆心的直径小于2mm)，该聚四氟乙烯管3的一端封装有电极基体材料金片1，导线2 (优选该导线为铜丝或银丝)穿过所述的磁铁棒4的中心，导线 2的一端焊接在所述的电极基体材料金片1上，导线2的另一端与外电路连接。本发明的在磁性金工作电极，能够吸附磁性微/纳米颗粒于检测表面，直接进行电化学检测。该磁性电极不仅能够吸附磁性微/纳米颗粒，也可作为普通的金工作电极使用。实施例2 (应用实施例)将本发明和普通金工作电极分别用来吸附磁性微/纳米颗粒，其吸附效果如图5 所示。磁性微/纳米材料可以被吸附在磁性金工作电极表面(见图5B)，而普通金电极表面未见任何被吸附的磁性微/纳米颗粒(见图5A)。在本发明的磁性金工作电极的检测表面上依次取点，用高斯计测定本发明不同位置的磁通量大�。觳饨峁缤�6。本发明的磁性金工作电极的中心磁通量大于周边的磁通量，因此本发明的磁性金工作电极能够吸附磁性微/纳米颗粒于检测表面。以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。主要参考文献UQU S. , Wang J.，Kong J.，Yang P.，Chen G.，2007，Talanta, 71,1096-1102.2、Zacco E.，Pividori Μ. I.，Alegret S.，2006，Anal. Chem.，78，1780—1788.
权利要求
1.一种磁性金工作电极，其包括一段中空的圆柱形惰性绝缘塑料管，其特征在于所述的空心圆柱形惰性绝缘塑料管为聚四氟乙烯管(3)，其内装有圆柱形中空磁铁棒，所述的聚四氟乙烯管(3)的一端封装有电极基体材料金片(1)，导线O)穿过所述的磁铁棒 (4)的中心，所述的导线O)的一端焊接在所述的电极基体材料金片(1)上，所述导线(2) 的另一端与外电路连接。
2.根据权利要求1所述的磁性金工作电极，其特征在于所述导线为铜丝或银丝。
3.根据权利要求1所述的磁性金工作电极，其特征在于所述磁铁棒为铷铁硼永磁铁。
4.根据权利要求1或3所述的磁性金工作电极，其特征在于所述磁铁棒的圆心直径小于2mm ο
全文摘要
本发明属于电化学技术领域，具体涉及一种磁性金工作电极。所述的磁性金工作电极包括一段中空的圆柱形惰性绝缘塑料管，该空心圆柱形惰性绝缘塑料管为聚四氟乙烯管，其内装有圆柱形中空磁铁棒，所述的聚四氟乙烯管的一端封装有电极基体材料金片，导线穿过所述的磁铁棒的中心，导线的一端焊接在所述的电极基体材料金片上，导线的另一端与外电路连接。该磁性金电极是磁铁和电极的一体化，它不仅具有磁性，且电极检测表面的中心磁力强于周边磁力，能吸附磁性颗粒于检测表面，磁场大小适中，电极处理方便。同时，该电极具有制作成本低，流程简单的优点，具有商业化应用前景。
文档编号G01N27/30GK102590300SQ201110006538
公开日2012年7月18日 申请日期2011年1月13日 优先权日2011年1月13日
发明者张慧婧, 李芳 , 胡涌刚 申请人:华中农业大学
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