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原文传递用于分析物测定的系统和方法

专利名称：	用于分析物测定的系统和方法
摘要：	描述了用于简单且快速地测量液态样品，包括诸如葡萄酒或啤酒的饮料，中的诸如二氧化硫的分析物的系统和方法。所述系统和方法将伏安法与颗粒碳或铜电极一起使用，并且可在实验室之外使用小型便携式仪器或移动装置、利用例如二次谐波傅立叶变换(FT)交流伏安法在十至六十秒内进行。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	澳大利亚;AU
申请人：	拉筹伯大学
发明人：	C·霍根;D·埃尔顿;P·欧康海勒
专利状态：	有效
申请日期：	2020-05-15T00:00:00+0800
发布日期：	2022-03-04T00:00:00+0800
申请号：	CN202080050749.0
公开号：	CN114144666A
代理机构：	北京世峰知识产权代理有限公司
代理人：	卓霖;张春媛
分类号：	G01N27/30;G01N33/14;G01N27/413;G;G01;G01N;G01N27;G01N33;G01N27/30;G01N33/14;G01N27/413
申请人地址：	澳大利亚维多利亚
主权项：	1.一种用于通过电化学还原来检测或测量分析物的浓度的系统，所述系统包括： (a)时变伏安驱动电位源； (b)工作电极，所述工作电极具有活性表面，所述活性表面包括颗粒碳和铜中的一种或两种； (c)对电极；以及 (d)用于测量伏安响应波形的器件；其中，所述工作电极和所述对电极连接到所述时变伏安驱动电位源。 2.根据权利要求1所述的系统，还包括伏安池，所述池包括包含所述分析物的溶液。 3.根据权利要求2所述的系统，其中，所述工作电极和对电极被浸没在包含所述分析物的溶液中。 4.根据权利要求2所述的系统，其中，所述工作电极和对电极与包含电解质溶液的膜接触。 5.根据权利要求4所述的系统，其中，所述工作电极、对电极和所接触的包含电解质溶液的膜位于所述伏安池的顶部空间中。 6.根据权利要求1至5中任一项所述的系统，其中，所述时变伏安驱动电位源和用于测量伏安响应波形的器件包括恒电位仪，所述恒电位仪连接到所述工作电极和对电极。 7.根据权利要求1至5中任一项所述的系统，其中，所述时变伏安驱动电位源和用于测量伏安响应波形的器件包括移动计算装置，所述移动计算装置连接到所述工作电极和对电极。 8.根据权利要求7所述的系统，其中，所述工作电极和对电极无线地连接到所述移动计算装置。 9.根据权利要求7或权利要求8所述的系统，其中，所述移动计算装置是移动电话。 10.一种用于通过电化学还原来检测或测量分析物的浓度的方法，所述方法包括： (a)或者 (i)将工作电极和对电极引入包含所述分析物的溶液中，或者； (ii)将工作电极和对电极引入与包含分析物的溶液相邻的顶部空间中，所述工作电极和对电极与膜接触，所述膜包含电解质溶液；其中，在(i)和(ii)二者中，所述工作电极具有活性表面，所述活性表面包括颗粒碳和铜中的一种或两种； (b)在所述工作电极和对电极之间施加时变伏安驱动电位；以及 (c)测量产生的伏安响应波形。 11.根据权利要求10所述的方法，其中，通过恒电位仪来分别地施加时变伏安驱动电位和测量伏安响应波形。 12.根据权利要求10所述的方法，其中，通过移动计算装置来分别地施加时变伏安驱动电位和测量伏安响应波形。 13.根据权利要求12所述的方法，其中，无线地执行所述施加和测量。 14.根据权利要求12或权利要求13所述的方法，其中，所述移动计算装置是移动电话。 15.根据权利要求1至9中任一项所述的系统或根据权利要求10至14中任一项所述的方法，其中，所述工作电极不会产生与由于分析物的还原而引起的伏安响应明显重叠的由于分子氧的还原而引起的伏安响应。 16.根据权利要求1至9或15中任一项所述的系统或根据权利要求10至15中任一项所述的方法，其中，当所述分析物以5ppm的浓度存在时，在由于分析物的还原而引起的峰值伏安响应的电位下，由于分子氧的还原而引起的伏安响应的幅度小于由于分析物的还原而引起的响应的20％、或小于由于分析物的还原而引起的响应的10％、或小于由于分析物的还原而引起的响应的5％、或小于由于分析物的还原而引起的响应的2％、或小于由于分析物的还原而引起的响应的1％。 17.根据权利要求1至9、15或16中任一项所述的系统或根据权利要求10至16中任一项所述的方法，其中，所述工作电极在约0和约-1.0伏之间的电位下基本上不电化学还原分子氧。 18.根据权利要求1至9或15至17中任一项所述的系统或根据权利要求10至17中任一项所述的方法，其中，所述工作电极是丝网印刷型颗粒碳电极、石墨烯涂布的电极或铜电极。 19.根据权利要求1至9或15至18中任一项所述的系统或根据权利要求10至18中任一项所述的方法，其中，所述时变伏安驱动电位选自：直流斜坡，例如，线性扫描伏安法或循环伏安法；叠加在直流斜坡上的一系列方波脉冲，例如，方波伏安法；或叠加在直流斜坡上的交流波形，例如，交流伏安法。 20.根据权利要求19所述的系统或方法，其中，所述时变伏安驱动电位选自：叠加在直流斜坡上的一系列方波脉冲，例如，方波伏安法；或叠加在直流斜坡上的交流波形，例如，交流伏安法。 21.根据权利要求1至9或15至20中任一项所述的系统或根据权利要求10至20中任一项所述的方法，其中，所述系统或方法还包括参比电极。 22.根据权利要求2至9或15至21中任一项所述的系统或根据权利要求10至21中任一项所述的方法，其中，包含所述分析物的溶液的pH值在约0.5和约5之间，优选地在约0.6和约4之间，更优选地在约0.6和约3之间，最优选地在约0.6和约2之间。 23.根据权利要求2至9或15至22中任一项所述的系统或根据权利要求10至22中任一项所述的方法，其中，所述分析物的还原电位在约+0.2伏和约-0.7伏之间。 24.根据权利要求2至9或15至23中任一项所述的系统或根据权利要求10至23中任一项所述的方法，其中，包含所述分析物的溶液包含的分子氧小于约100ppm，或小于约50ppm，或小于约30ppm，或小于约20ppm，或小于约10ppm，或小于约5ppm。 25.根据权利要求2至9或15至23中任一项的系统或根据权利要求10至23中任一项所述的方法，其中，包含所述分析物的溶液包含在约1和约100ppm之间的分子氧，或在约1ppm和约50ppm之间的分子氧，或在约0.5ppm和约30ppm之间的分子氧，或在约0.5ppm和约20ppm之间的分子氧，或在约0.5ppm和约10ppm之间的分子氧，或在约0.5ppm和约5ppm之间的分子氧。 26.根据权利要求24或权利要求25所述的系统或方法，其中，所述分析物是游离二氧化硫。 27.根据权利要求26所述的系统或方法，其中，所述游离二氧化硫以在约1ppm和约50ppm之间的量存在并且分子氧以在约1ppm和约50ppm之间的量存在。 28.根据权利要求2至9或15至27中任一项所述的系统或根据权利要求10至27中任一项的方法，其中，包含所述分析物的溶液是液态食品。 29.根据权利要求28所述的系统或方法，其中，所述液态食品是饮料。 30.根据权利要求29所述的系统或方法，其中，所述饮料选自由葡萄酒和啤酒构成的组。 31.根据权利要求30所述的系统或方法，其中，所述葡萄酒包含约0.1g/L至约4g/L的多酚。 32.根据权利要求19至31中任一项所述的系统或方法，其中，交流或方波脉冲分量的频率在约10Hz与约200Hz之间。 33.根据权利要求19至32中任一项所述的系统或方法，其中，交流或方波脉冲分量的幅度在约5和约400mV之间。 34.根据权利要求19至33中任一项所述的系统或方法，其中，所述斜坡具有约100mV/s的数量级的直流扫描速率。 35.根据权利要求19至34中任一项所述的系统或方法，其中，从比约-0.3V更加正向的值至约-1.0V之间的任意值扫描电位。 36.根据权利要求4至9或15至35中任一项所述的系统或根据权利要求10至35中任一项的方法，其中，所述膜的厚度为约0.01微米至约1000微米，或约0.1微米至约500微米，或约1微米至约200微米，或约10微米至约100微米。 37.根据权利要求4至9或15至36中任一项所述的系统或根据权利要求10至36中任一项的方法，其中，所述膜是亲水性微孔膜。 38.根据权利要求4至9或15至37中任一项所述的系统或根据权利要求10至37中任一项的方法，其中，所述膜包含尼龙或纸。
所属类别：	发明专利