專利名稱：基于阻抗測(cè)量的薄板層析檢測(cè)方法及薄板層析檢測(cè)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種化學(xué)分析方法以及根據(jù)該方法設(shè)計(jì)的分析裝置，具體地說，涉及一種基于阻抗測(cè)量的薄板層析檢測(cè)方法及根據(jù)該方法設(shè)計(jì)的薄板層析檢測(cè)裝置。
背景技術(shù)：
薄板層析是一種常用的化學(xué)分析方法，其基本原理是通過被測(cè)樣品中不同成分在固定相和移動(dòng)相之間的不同親和力來達(dá)到分離的目的。薄板層析只能分離被測(cè)樣品中的不同組分。各種組分分離之后，還需對(duì)每一組分進(jìn)行檢測(cè)。
目前，薄板層析中最常用的檢測(cè)方法是光學(xué)法。若組分本身就是有色的，則分離后組分會(huì)出現(xiàn)在層析板的不同位置，也即層析板的不同位置有不同的顏色，可以直接用肉眼觀察。若組分本身是無色的但是有熒光性的，則可以在紫外光下觀察以實(shí)施檢測(cè)。若組分本身即無色也無熒光，則需要尋找一種特定的試劑，使其和組分發(fā)生一定反應(yīng)以產(chǎn)生顏色或熒光性。很明顯，在自然界有很多物質(zhì)是即無色也無熒光性的。尋找特定的試劑使其和一物質(zhì)反應(yīng)以產(chǎn)生顏色或熒光也并不是總能成功的。
除了光學(xué)法，在一般的傳感器研究中，人們也往往用阻抗法來進(jìn)行檢測(cè)。阻抗傳感器一般由一對(duì)電極組成，電極的材料往往采用貴金屬材料如金，鉑等，以避免和被測(cè)成分發(fā)生反應(yīng)。在測(cè)試過程中，一交流電壓施加到兩電極上。這樣，就有一交流電流流過電極及電極問的被測(cè)物質(zhì)，電流的大小取決于被測(cè)物質(zhì)的阻抗的大小。阻抗法的優(yōu)點(diǎn)是實(shí)施簡(jiǎn)單，成本低，但是當(dāng)被測(cè)物質(zhì)中含有多種成分時(shí)，阻抗法只能對(duì)它們的總體特性進(jìn)行測(cè)量，而并不能對(duì)某以特定的成分進(jìn)行檢測(cè)。阻抗法的這一非特異性檢測(cè)的特性，限制了它的應(yīng)用范圍。但是，在薄板層析中，被測(cè)對(duì)象中的各種成分已經(jīng)通過層析分離開了，因此在層析檢測(cè)中，對(duì)檢測(cè)方法的特異性并不作過高的要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種阻抗傳感器應(yīng)用到薄板層析中來實(shí)現(xiàn)檢測(cè)的方法。采用阻抗傳感器連續(xù)檢測(cè)層析過程中層析薄板的阻抗，通過阻抗的變化來檢測(cè)被測(cè)樣品中的各種成分。
本發(fā)明還提供了一種實(shí)現(xiàn)上述檢測(cè)方法的裝置，通過該裝置，可方便地檢測(cè)被測(cè)樣品中的各種成分。
一種基于阻抗測(cè)量的薄板層析檢測(cè)方法，包括被測(cè)樣品隨移動(dòng)相液體在層析薄板上的運(yùn)動(dòng)，在層析薄板上不同組分被分離；通過設(shè)置在層析薄板的另一面的阻抗傳感器檢測(cè)分離后的不同組分的阻抗值；通過比較阻抗值，檢測(cè)分析出被測(cè)樣品的成分。
一種薄板層析檢測(cè)裝置，包括層析薄板，所述的層析薄板由基板和基板上層析薄膜組成，所述的基板的另一面設(shè)置若干組阻抗傳感器，每個(gè)阻抗傳感器由若干對(duì)電極組成，阻抗傳感器與阻抗檢測(cè)儀相連接。
所述的阻抗傳感器的位置接近層析薄板的頂部。
所述的電極的材料可以由鉑、金等貴金屬材料制成，也可由鉻，銅等一般金屬材料制成。
所述的電極可以用薄膜濺射、真空蒸鍍微電子半導(dǎo)體工藝制作，也可以用厚膜絲網(wǎng)印刷、化學(xué)鍍、電鍍工藝制作。
本發(fā)明設(shè)計(jì)了一種全新的基于阻抗測(cè)量的薄板層析檢測(cè)方法，能有效地檢測(cè)層析過程中的分離出的不同組分，極大地簡(jiǎn)化了現(xiàn)有的方法，和傳統(tǒng)的光學(xué)法薄板層析檢測(cè)方法相比，阻抗法不需要復(fù)雜的光學(xué)設(shè)備，實(shí)施簡(jiǎn)單，成本低，是一種有極大應(yīng)用價(jià)值的檢測(cè)方法。
本發(fā)明設(shè)計(jì)的基于阻抗測(cè)量的薄板層析檢測(cè)裝置，裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制作工藝簡(jiǎn)便，檢測(cè)十分方便，能有效地檢測(cè)出被測(cè)樣品中的不同組分。


圖1為一層析薄板的正面示意圖。
圖2為本發(fā)明的層析薄板的反面的示意圖。
圖3為圖2的層析薄板的橫截面的示意圖。
圖4為帶有樣品組分的本發(fā)明層析薄板的橫截面的示意圖。
圖5為一簡(jiǎn)化的阻抗傳感器等效電路。
圖6為本發(fā)明測(cè)試的一實(shí)驗(yàn)結(jié)果，圖示的凹峰對(duì)應(yīng)于在那特定的時(shí)間有纈氨酸通過。
圖7為本發(fā)明測(cè)試的另一實(shí)驗(yàn)結(jié)果，圖示的凹峰分別對(duì)應(yīng)于纈氨酸和組胺酸的通過。
具體實(shí)施例方式
如圖1，層析薄板一般由基板1和在基板1上的一薄層固定相層析薄膜2組成。在層析過程中，被測(cè)樣品3首先施加在固定相層析薄膜2的下部，然后層析薄板的底部浸沒在移動(dòng)相的液體4中。隨著移動(dòng)相液體的向上運(yùn)動(dòng)，被測(cè)樣品也會(huì)沿著薄板向上運(yùn)動(dòng)。樣品中不同組分的運(yùn)動(dòng)速度取決于該組分在移動(dòng)相和固定相之間的親和力。不同的組分有不同運(yùn)動(dòng)速度，這樣在層析過程中被測(cè)樣品中的不同組分就分離開了。
如圖2，在這里，阻抗傳感器被制作在層析薄板的基板1不帶薄膜的一面?；?不帶薄膜的一面制作了阻抗傳感器，該阻抗傳感器可以由兩電極5組成，也可以由四電極組成。
在本示意圖中，為了簡(jiǎn)便，我們顯示的是一兩電極的阻抗傳感器的結(jié)構(gòu)。電極5的材料可以是鉑，金等貴金屬材料。由于電極在層析板的背面，不和被測(cè)樣品接觸，所以電極也可以由鉻，銅等一般金屬組成，以降低成本。阻抗傳感器電極的制備可以用薄膜濺射，真空蒸鍍等微電子半導(dǎo)體工藝制作，也可以用厚膜絲網(wǎng)印刷，化學(xué)鍍，電鍍等工藝制作。
阻抗傳感器在層析板上的位置一般放置在比較靠近層析板頂部的位置。在這樣的位置，如圖4，被測(cè)樣品中的各種組分6已經(jīng)通過層析被分離開了，因此各組分通過阻抗傳感器的時(shí)間是不同，這樣就可以被阻抗傳感器一一檢測(cè)到。
在實(shí)際應(yīng)用中，也可以在層析板的背面制作多個(gè)阻抗傳感器，放置在不同的位置，這樣可以實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)的動(dòng)態(tài)測(cè)試。
在本發(fā)明中，在薄板層析的過程中，我們具體通過阻抗傳感器連續(xù)檢測(cè)層析板的阻抗。圖5為一簡(jiǎn)化的阻抗傳感器等效電路。阻抗傳感器所測(cè)的阻抗主要包含基板的阻抗R1和固定相薄膜的阻抗R2。當(dāng)被測(cè)樣品的某一組分經(jīng)過是，它會(huì)改變薄膜的阻抗。通過阻抗傳感器W，可以測(cè)出這阻抗變化，從而實(shí)現(xiàn)檢測(cè)的目的。
在本發(fā)明中，我們是通過阻抗測(cè)量來達(dá)到檢測(cè)目的的。從電子學(xué)的角度來講，阻抗有兩種不同的形式，即電阻和感抗。導(dǎo)電材料，如離子溶液等，其特性主要表現(xiàn)為電阻，而介電材料，其不能通過直流電流，則主要表現(xiàn)為容抗。從信號(hào)的檢測(cè)和放大的角度來講，電阻的變化比較容易檢測(cè)，而容抗變化的測(cè)量容易受許多因素的干擾。所以，在本發(fā)明中，若被測(cè)樣品是離子性的，則檢測(cè)靈敏度比較好。若被測(cè)樣品是介電性的，則檢測(cè)靈敏度會(huì)相對(duì)下降。這主要和后續(xù)的信號(hào)檢測(cè)和放大技術(shù)有關(guān)。本發(fā)明從原理上講，對(duì)導(dǎo)電物質(zhì)和介電物質(zhì)是同樣適用的。
另外，當(dāng)被測(cè)成分為電介質(zhì)時(shí)，這該成分不但可以改變阻抗的大小，也可以改變阻抗的相位。因此也可以通過相位的變化來實(shí)現(xiàn)檢測(cè)。
本發(fā)明中阻抗傳感器可以用薄膜或厚膜等工藝制作在層析板的背面。在這里給出一用厚膜工藝實(shí)施的實(shí)例。在厚度為1毫米，長(zhǎng)10厘米，寬4厘米的氧化鋁基底的一面用絲網(wǎng)印刷工藝首先印刷上金漿，電極的形狀及個(gè)數(shù)由絲網(wǎng)上的圖案決定。金漿印刷好之后，再在高溫?zé)Y(jié)爐內(nèi)燒結(jié)，就得到阻抗傳感器。在氧化鋁基底的另一面再抹上一薄層纖維素以用作層析時(shí)的固定相層析薄膜。
例如，對(duì)上述本發(fā)明裝置，欲測(cè)試的對(duì)象是L-纈氨酸，其濃度為0.1％，施加到層析板底部的纈氨酸溶液的量為3微升。所用的移動(dòng)相是14毫升的正丙烷和6毫升的水的混合液。在層析的過程中，一有效值為20毫伏的1000赫茲的正弦信號(hào)施加到阻抗傳感器上，HP4284阻抗分析儀用來檢測(cè)阻抗傳感器的輸出。當(dāng)沒有纈氨酸施加到層析板上時(shí)，所得到阻抗輸出基本為一直線，當(dāng)有纈氨酸施加到層析板上時(shí)，如圖6所示，為一典型的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，圖示的凹峰對(duì)應(yīng)于在那特定的時(shí)間有纈氨酸通過。
圖7所示為另一個(gè)分析實(shí)例，這里欲測(cè)對(duì)象為L(zhǎng)-纈氨酸和組胺酸的混合物，其濃度分別為0.1％，施加到層析板底部的混合液的量為6微升。所用的移動(dòng)相是14毫升的正丙烷和6毫升的水的混合液。在層析的過程中，一有效值為20毫伏的1000赫茲的正弦信號(hào)施加到阻抗傳感器上，HP4284阻抗分析儀用來檢測(cè)阻抗傳感器的輸出。圖示的凹峰分別對(duì)應(yīng)于纈氨酸和組胺酸的通過。
權(quán)利要求
1.一種基于阻抗測(cè)量的薄板層析檢測(cè)方法，包括被測(cè)樣品隨移動(dòng)相液體在層析薄板上運(yùn)動(dòng)，在層析薄板上被測(cè)樣品的不同組分被分離；通過設(shè)置在層析薄板另一面的阻抗傳感器檢測(cè)分離后的不同組分的阻抗值；通過比較阻抗值，檢測(cè)分析出被測(cè)樣品的成分。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄板層析檢測(cè)方法實(shí)施的薄板層析檢測(cè)裝置，該裝置包括層析薄板，所述的層析薄板由基板和基板上層析薄膜組成，其特征在于所述的基板的另一面設(shè)置若干組阻抗傳感器，阻抗傳感器由若干對(duì)電極組成，阻抗傳感器與阻抗檢測(cè)儀相連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的薄板層析檢測(cè)裝置，其特征在于所述的阻抗傳感器的設(shè)置接近層析薄板頂部的位置。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的薄板層析檢測(cè)裝置，其特征在于阻抗傳感器可以由兩電極組成，也可以由四電極組成。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的薄板層析檢測(cè)裝置，其特征在于所述的電極的材料可以由鉑、金貴金屬材料制成，也可由鉻，銅一般金屬材料制成。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的薄板層析檢測(cè)裝置，其特征在于所述的電極可以用薄膜濺射、真空蒸鍍微電子半導(dǎo)體工藝制作，也可以用厚膜絲網(wǎng)印刷、化學(xué)鍍、電鍍工藝制作。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于阻抗測(cè)量的薄板層析檢測(cè)方法，首先在層析薄板的背面制作阻抗傳感器，在層析的過程中，通過阻抗傳感器連續(xù)檢測(cè)層析薄板的阻抗，當(dāng)被分離的組分經(jīng)過阻抗傳感器所在的位置時(shí)，通過測(cè)定那位置層析板的阻抗的改變引起的阻抗傳感器的輸出的變化來實(shí)現(xiàn)被測(cè)成分的檢測(cè)。本發(fā)明還公開了實(shí)施上述方法的裝置，包括層析薄板，層析薄板由基板和基板上層析薄膜組成，基板的另一面設(shè)置若干組阻抗傳感器，阻抗傳感器由若干對(duì)電極組成，阻抗傳感器與阻抗檢測(cè)儀相連接。本發(fā)明和傳統(tǒng)的光學(xué)法薄板層析檢測(cè)方法相比，阻抗法不需要復(fù)雜的光學(xué)設(shè)備，實(shí)施簡(jiǎn)單，成本低，是一種有極大應(yīng)用價(jià)值的檢測(cè)方法。
文檔編號(hào)G01N27/12GK1696680SQ200510049998
公開日2005年11月16日 申請(qǐng)日期2005年6月8日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月8日
發(fā)明者吳堅(jiān) 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)