流动注射光纤电化学发光分析系统研制

　　1引言

　　电化学发光(Elee如ehemiluminescenee，ECL，或称电致(生)化学发光)分析是指对电极施加一定的电压以使溶液组分发生 电化学反应，反应产物本身或反应产物与体系中某组分发生化学反应而使溶液中的某种物质被激发，并以光辐射的形式释放能量而导致化学发光，用光电倍增管等光 学仪器测量发光光谱和强度，从而对痕量物质进行分析的一种方法。

　　由于电化学发光是利用电解技术在电极表面产生氧化还原物质而导致的化学发光，所以该方法较一般的化学发光方法具有装置简单、重现性好、可进行原位发光以及发光过程可控等特点〔‘〕。特别是对使用不稳定氧化物及产生短寿命激发态物质的化学发光反应，具有更高的灵敏度。

　　其优点主要包括以下方面〔’一4]:1、有极高的灵敏度及很宽的动力学响应范围，与其他电化学方法相比较，电化学发光法具有极高的灵敏度，现有 研究表明，其检测下限可达10一13m心L。动力学响应范围可以达3一6个数量级。2、重现性好，对于同一份样品可以连续重复测定多次，结果稳定。3、当 体系中有多种离子共存时，可利用施加不同波形、不同电压进行分离与富集，这不仅可提高选择性，而且还可利用富集方法提高灵敏度，并能为化学发光反应机理的 研究提供更多有用的信息。4、所用仪器简单、操作简便，并且易于自动化，易于与其他技术，如流动注射、高效液相色谱等联用。因此，有利于普及与推广。

　　ECL测定是基于电化学激发完成的化学发光过程，因此在测量设备上就必须包括有电化学分析和光谱分析两类分析仪器的功能，而国内目前此类仪器的 开发和销售较少，一般的研究工作都是借助原有的电化学和光学仪器联合使用，专门化程度低、性能尚待提高，在仪器连接和使用上也比较复杂，即使是有关仪器厂 商为该方法开发的设备也主要考虑适用于研究工作，许多功能还不完善[’一6〕。为此，作者结合多年从事ECL分析的经验，研究开发了一套专门用于ECL分 析的仪器系统，该系统的特点是采用计算机嵌人式设计，以流动注射为进样方式，ECL过程在微型流动池中完成，并以光纤作为光传输介质，使整套系统具有了优 异的分析性能和较好的实用性。

　　该系统由软件与数据处理功能模块、D/灯D转换一采样模块、恒电位模块、PMT一负高压与放大模块、流动注射一微型ECL池一光纤传输模块五个功能模块组成，其结构原理见图1。

　　2软件与数据处理功能模块

　　研究表明，ECL的激发信号以正矩形脉冲最理想。因此，本系统通过电脑生成一个顺序输出的正矩形数字脉冲信号，脉冲周期、占空比、上限和下限电 位均独立用数字输人，因此可根据需要生成所需的数字脉冲。在检测器上采集的光强信号同样是脉冲信号，经过转换后以数字脉冲的形式读人计算机中并可实时显 示，信号采集速率可由指令输人控制，采人的光强数据脉冲可以由软件处理，采用两种方式，一是由软件读出每个脉冲的峰高对时间作图作为ECL测定曲线，二是 对每个脉冲进行积分对时间作图作为ECL测定曲线。电脑通过串行口与D/灯D模块进行通讯。