一种基于消除小分子电极的电化学装置的制作方法

技术特征：
1.一种基于消除小分子电极的电化学装置，其特征在于，在所述装置的外壳内包括底板、过滤膜a、清洗液进液口a、消除小分子反应室、废液排放口a、中层隔板、过滤膜b、清洗液进液口b、酶促反应室、废液排放口b、顶板，其中，底板上设置兼具进液口a和抽气孔a作用的孔，所述孔与抽气口管路相连，抽气口管路上设置有阀门，当需要待测发酵液进入消除小分子工作室时，打开阀门，待进样完成，则关闭阀门；中层隔板将消除小分子反应室和酶促反应室隔开，中层隔板分上、下层，上层设置兼具进液口b和抽气孔b的孔；顶板上设置抽气孔c和酶膜电极安装孔，抽气孔c外接抽气泵，通过抽压方式经抽气孔a和b，使电化学装置内部形成负压，使待测发酵液透过进液口a及过滤膜a进入消除小分子反应室中，中层隔板上层的抽气孔b为孔数大于1的多个小孔组成；消除小分子的电化学反应之后的反应液继续经抽气孔b通过抽压方式透过进样口b及过滤膜b进入酶促反应室；所述消除小分子反应室内依次包括设置在中层隔板下层的消除小分子电极、参比电极a、对电极a，所述参比电极a为银丝，所述对电极a为铂丝，消除小分子电极面积占中层隔板下层面积的1％
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90％，优选为70％，所述消除小分子电极选自镍、钛、不锈钢、碳等中的至少一种，电极形式为泡沫形式或者片层形式；所述酶促反应室内依次包括设置在顶板上作为工作电极的脱氢酶
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小分子酶膜电极、参比电极b、对电极b，所述参比电极b为银丝，所述对电极b为铂丝，所述脱氢酶
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小分子酶膜电极包括依次连接的基础电极、醋酸纤维素膜、固定化酶层、聚碳酸酯微孔膜和固定胶圈，此外，在消除小分子反应室一侧设有清洗液进液口a，另一侧设有废液排放口a；在酶促反应室一侧设有清洗液进液口b，另一侧设有废液排放口b，便于反应室的清洗，过滤膜a或b为微滤膜，消除小分子电极、脱氢酶
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小分子酶膜电极、参比电极a或b、对电极a或b分别通过导线连接电化学工作站，实现实时检测。2.根据权利要求1所述的电化学装置，其特征在于，所述外壳为有机玻璃材料，所述底板、中间隔板、顶板的形状选自圆形、椭圆形、多边形，在底板和顶板中央设置的抽气孔a或b的直径为1～5mm，优选为3mm。3.根据权利要求1所述的电化学装置，其特征在于，所述消除小分子反应室选用有机玻璃，体积即反应体积为300～600μl，优选为450μl。4.根据权利要求1所述的电化学装置，其特征在于，所述消除小分子的电化学方法选自恒电位法或循环伏安法；优选为循环伏安法，扫描范围为
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10v到 10v之间，优选
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3v到 3v之间；扫描速率为1mv/s到100mv/s之间，优选为100mv/s。5.根据权利要求1所述的电化学装置，其特征在于，所述基础电极为检测小分子的电极，所述基础电极包括纳米电催化剂或生物催化剂中的一种；优选地，所述纳米电催化剂选自铂、金、铂金合金、石墨烯、碳纳米管等中的至少一种；优选地，所述生物催化剂主要包括黄递酶(di)和电子中介体如维生素k3(vk3)、二氯异丙醚(dcip)、苄基紫晶(bv)、甲基紫晶(mv)等中的至少一种。6.根据权利要求1所述的电化学装置，其特征在于，所述固定化酶层包含选自木糖脱氢酶、苹果酸脱氢酶、葡萄糖脱氢酶、富马酸脱氢酶中的至少一种与小分子所构成的复合物、成膜剂、酶膜稳定剂及导电材料；优选地，所述成膜剂选自nafion、壳聚糖等中至少一种；优选地，所述酶膜稳定剂选自聚乙二醇辛基苯基醚(triton x
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100)、吐温(tween)、蔗糖(sucrose)、海藻糖(trehalose)、甘油(glycerol)、聚乙二醇(peg)、氯化钠(nacl)、硫酸
铵((nh4)2so4)中的至少一种；优选地，所述导电材料选自石墨烯、纳米管、碳气凝胶、聚吡咯、聚噻吩、聚苯胺、二硫化钼、二硫化钨、mofs、mxenes等中的至少一种。7.根据权利要求1所述的电化学装置，其特征在于，所述酶促反应室选用有机玻璃，体积为300～600μl，优选为450μl。8.根据权利要求1所述的电化学装置，其特征在于，所述清洗液进液口a或b、废液排放口a或b直径均为1～5mm，优选为2mm。9.根据权利要求1所述的电化学装置，其特征在于，所述微滤膜选自醋酸纤维素膜、醋酸
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硝酸纤维素混合膜、聚碳酸酯膜、聚酰胺膜中的至少一种。10.权利要求1所述的基于消除小分子电极的电化学装置在检测发酵液中目标物质中的应用。

技术总结
本发明公开了一种基于消除小分子电极的电化学装置。所述电化学装置的外壳内包括底板、过滤膜a、清洗液进液口a、消除小分子反应室、废液排放口a、中层隔板、过滤膜b、清洗液进液口b、酶促反应室、废液排放口b、顶板。其中，气孔外接抽压装置且贯穿于消除小分子反应室和酶促反应室，通过抽压方式使电化学装置内部形成负压，使待测发酵液依次进入消除小分子反应室和酶促反应室，通过脱氢酶


技术研发人员：朱之光 宋海燕 周希贵
受保护的技术使用者：中国科学院天津工业生物技术研究所
技术研发日：2021.05.24
技术公布日：2021/12/7