專利名稱：電磁感應(yīng)檢測法及其裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種分析檢測技術(shù)及裝置。尤其一種適用于在線分離分析如毛細(xì)管電 泳、微流控芯片、高效液相色譜、氣相色譜等方法的檢測技術(shù)及裝置。
背景技術(shù)：
檢測技術(shù)是在線分離分析方法如毛細(xì)管電泳、微流控芯片、氣相色譜、高效液相色 譜等的核心技術(shù)之一，直接影響檢測對象、檢測靈敏度、線性范圍和儀器造價。目前的檢測 技術(shù)主要有紫外吸收法、激光誘導(dǎo)熒光法、電導(dǎo)法、安培法、質(zhì)譜法等。其中，紫外吸收檢測 和電導(dǎo)檢測較通用，但靈敏度較低；激光誘導(dǎo)熒光檢測和安培檢測靈敏度較高，但測定對象 不多；而質(zhì)譜法涉及到昂貴的儀器，成本很高。目前還未見有關(guān)在線分離分析的電磁感應(yīng)檢測法和電磁感應(yīng)檢測器的報導(dǎo)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種適用于在線分離分析方法如毛細(xì)管電泳、微流控芯片、 氣相色譜、高效液相色譜等的檢測技術(shù)及裝置。本發(fā)明的基本原理是每種物質(zhì)都有一定的磁化性能或?qū)Т判阅?。選擇合適的分 離介質(zhì)，使被測組分與分離介質(zhì)的導(dǎo)磁性能存在差異，在分離通道的末端或靠近末端處測 量導(dǎo)磁性能。當(dāng)分離后的被測組分流經(jīng)測定區(qū)域時，導(dǎo)磁性能發(fā)生變化。記錄分離分析過 程的導(dǎo)磁性能大小變化，可得到分離圖譜。這種檢測方法可用于毛細(xì)管電泳、微流控芯片、 氣相色譜、高效液相色譜等在線分離的檢測。所說的分離通道，是指毛細(xì)管電泳中的分離毛細(xì)管、微流控芯片中的分離微通道、 氣相色譜和高效液相色譜中的色譜柱等。本發(fā)明的基本技術(shù)方案是以分離通道的末端或近末端處為檢測區(qū)域，在檢測區(qū) 域設(shè)一電磁感應(yīng)線圈，電磁感應(yīng)線圈的磁路平行或垂直通過分離通道。電磁感應(yīng)線圈接往 電磁感應(yīng)變化測量裝置，電磁感應(yīng)變化測量裝置的輸出端接往記錄儀。混合組分經(jīng)分離通 道分離后，各組分流經(jīng)測定區(qū)域時，電磁感應(yīng)變化測量裝置的輸出信號發(fā)生變化，記錄儀記 錄色譜圖。由于被測組分流經(jīng)測定區(qū)域時，導(dǎo)磁性能的變化值很小，電磁感應(yīng)變化測量裝置 的輸出信號變化也很小。為了便于測量，電磁感應(yīng)變化測量裝置使用差示方式，用一電感 值與電磁感應(yīng)線圈電感值相同或相近的參比電感器，與電磁感應(yīng)線圈組成差示電路進(jìn)行測量。在直接電磁感應(yīng)檢測法中，當(dāng)導(dǎo)磁性能較大，即導(dǎo)磁能力較大的被測組分流經(jīng)電 磁感應(yīng)線圈時，電磁感應(yīng)變化測量裝置的輸出信號為正，分離圖譜出現(xiàn)正峰；對導(dǎo)磁能力小 于分離介質(zhì)的被測組分流經(jīng)電磁感應(yīng)線圈，電磁感應(yīng)變化測量裝置的輸出信號為負(fù)，分離 圖譜出現(xiàn)負(fù)峰。本發(fā)明的技術(shù)方案還包括間接電磁感應(yīng)檢測法對導(dǎo)磁能力很弱的物質(zhì)，可用導(dǎo)磁能力較大的物質(zhì)作為分離介質(zhì)。當(dāng)極弱導(dǎo)磁能力的被測物質(zhì)通過檢測器時，分離圖譜出 現(xiàn)負(fù)峰。本發(fā)明的方案還包括衍生電磁感應(yīng)檢測法對導(dǎo)磁能力極弱的物質(zhì)，以及那些導(dǎo) 磁能力與分離介質(zhì)非常接近的物質(zhì)，可考慮用衍生法。用導(dǎo)磁能力較大的衍生試劑，與導(dǎo)磁 能力極弱的被測物質(zhì)反應(yīng)，生成較強導(dǎo)磁能力的產(chǎn)物，以利于檢測。衍生電磁感應(yīng)檢測法擴(kuò) 大了電磁感應(yīng)檢測法及電磁感應(yīng)檢測器的應(yīng)用范圍。本發(fā)明的電磁感應(yīng)檢測器，包括電磁感應(yīng)線圈和電磁感應(yīng)變化測量裝置。電磁感 應(yīng)線圈置于分離通道的末端或近末端處，并使電磁感應(yīng)線圈緊靠分離通道，電磁感應(yīng)線圈 的軸線與分離通道平行或垂直，使電磁感應(yīng)線圈的磁路平行或垂直通過分離通道。電磁感 應(yīng)線圈的軸線與分離通道垂直時，電磁感應(yīng)線圈內(nèi)可放置柱型或環(huán)型磁芯，以聚集磁力線。 電磁感應(yīng)線圈的軸線與分離通道平行時，電磁感應(yīng)線圈外可套置磁環(huán)。電磁感應(yīng)線圈接往 電磁感應(yīng)變化測量裝置，電磁感應(yīng)變化測量裝置的輸出端接往記錄儀。電磁感應(yīng)變化測量裝置，由交流信號發(fā)生器、參比電感器、差示電路、交流信號放 大器和整流器等組成。交流信號發(fā)生器產(chǎn)生的交流信號送經(jīng)電磁感應(yīng)線圈和參比電感器后 接往差示電路，差示電路平衡或抵消了電磁感應(yīng)線圈的感抗或分壓后，送給交流信號放大 器進(jìn)行放大，再由整流器整流，得到直流信號接往記錄儀。差示電路可用惠斯登電橋、反相參比疊加、平行分壓、或差分放大器等電路。本發(fā)明的優(yōu)點和積極效果體現(xiàn)在所有的物質(zhì)都有一定的導(dǎo)磁能力，具有一定的 導(dǎo)磁性能，只要選擇合適的分離介質(zhì)，使各組分與分離介質(zhì)的導(dǎo)磁能力存在差異，就能對各 種組分都有響應(yīng)。加上間接電磁感應(yīng)檢測和衍生電磁感應(yīng)檢測，使極弱導(dǎo)磁能力的組分也 能得到較強的信號。因此這種檢測方法和裝置具有較好的通用性。另外，本發(fā)明不象一般電化學(xué)檢測那樣由于電極與溶液接觸造成電極污染；也不 象光學(xué)檢測那樣需刮去某些分離通道外的保護(hù)層而容易使之折斷。本發(fā)明在應(yīng)用上也比較 簡便。


圖1為本發(fā)明電磁感應(yīng)線圈軸線與分離通道垂直的檢測方式示意圖。圖2為本發(fā)明電磁感應(yīng)線圈軸線與分離通道平行的一種檢測方式示意圖。圖3為本發(fā)明電磁感應(yīng)線圈(環(huán)型磁芯)軸線與分離通道垂直的檢測方式示意 圖。圖4為本發(fā)明電磁感應(yīng)檢測器的結(jié)構(gòu)示意圖。圖5為本發(fā)明使用惠斯登電橋作差示電路的電磁感應(yīng)檢測器電路圖。圖6為本發(fā)明使用反相參比疊加式差示電路的電磁感應(yīng)檢測器電路圖。圖7為圖3反相參比疊加式差示電路一種反相器的電路圖。圖8為本發(fā)明使用平行分壓式差示電路的電磁感應(yīng)檢測器電路圖。圖9為本發(fā)明使用差分放大器作差示電路的電磁感應(yīng)檢測器電路圖。圖中，1為分離通道，10為電磁感應(yīng)線圈，20為交流信號發(fā)生器，30為差示電路，40 為交流信號放大器，50為整流器。在30的差示電路中，31為參比電感器，32為反相器，33 為分路變壓器，34為差分放大器。
4
圖10、圖11和圖12為本發(fā)明分別應(yīng)用于無機(jī)離子、氨基酸和藥物成分的檢測。
具體實施例方式下面給出實施例，并對本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步的說明。參照圖1，本發(fā)明的電磁感應(yīng)線圈(10)置于分離通道(1)的末端或近末端處，并使 電磁感應(yīng)線圈緊靠分離通道；電磁感應(yīng)線圈的軸線與分離通道垂直，使電磁感應(yīng)線圈的磁 路垂直通過分離通道。參照圖2，本發(fā)明的電磁感應(yīng)線圈(10)置于分離通道(1)的末端或近末端處，并使 電磁感應(yīng)線圈緊靠分離通道；電磁感應(yīng)線圈與分離通道平行或共軸，使電磁感應(yīng)線圈的磁 路平行通過分離通道。參照圖3，本發(fā)明的電磁感應(yīng)線圈(10)置于分離通道(1)的末端或近末端處，電磁 感應(yīng)線圈內(nèi)置環(huán)型磁芯，并使電磁感應(yīng)線圈緊靠分離通道；其軸線與分離通道平行或垂直， 使電磁感應(yīng)線圈的磁路平行或垂直通過分離通道。參照圖4、圖5、圖6、圖8和圖9，本發(fā)明的電磁感應(yīng)檢測器，包括電磁感應(yīng)線圈 (10)和電磁感應(yīng)變化測量裝置。電磁感應(yīng)變化測量裝置，包括交流信號發(fā)生器(20)、差示 電路(30)、交流信號放大器(40)和整流器(50)等組成。交流信號發(fā)生器(20)產(chǎn)生的輸出 接往差示電路(30)，差示電路(30)的輸出接往交流信號放大器(40)，交流信號放大器(40) 的輸出接往整流器(50)。上述的交流信號發(fā)生器(20)、交流信號放大器(40)和整流器(50)為通用技術(shù)。圖5為使用惠斯登電橋作差示電路的電磁感應(yīng)檢測器實施電路圖。差示電路(30) 中，31為參比電感器。圖6為使用反相參比疊加式差示電路的電磁感應(yīng)檢測器實施電路圖。差示電路 (30)中，31為參比電感器，32為反相器。圖7為一種反相器的實施電路圖。圖8為使用平行分壓式差示電路的電磁感應(yīng)檢測器實施電路圖。差示電路(30) 中，31為參比電感器，33為分路變壓器。圖9為使用差分放大器作差示電路的電磁感應(yīng)檢測器實施電路圖。差示電路(30) 中，31為參比電感器，34為差分放大器。上述的參比電感器(31)，其電感值或感抗與電磁感應(yīng)線圈(10)的電感值或感抗 相同或接近。必要時，設(shè)一參比通道，將參比電感器(31)緊靠參比通道。參比通道的結(jié)構(gòu) 和通道內(nèi)的介質(zhì)與分離通道相同或相似。對不同電感值或感抗的電磁感應(yīng)線圈(10)和參比電感器(31)，組成電磁感應(yīng)檢 測器后，掃描其激勵頻率，響應(yīng)最大的激勵頻率，作為交流信號發(fā)生器(20)的工作頻率。下面列舉部分具體應(yīng)用，說明本發(fā)明的良好性能和實用性。圖10為使用圖1的方式和圖8的平行分壓式差示電路的電磁感應(yīng)檢測器應(yīng)用于 微流控芯片分離檢測無機(jī)離子的色譜圖。條件交流信號發(fā)生器型號DGlOll ；交流信號放大器型號HFJ-8B ；電磁感應(yīng)線圈 和參比電感器線圈700匝(直徑2mm磁芯)；頻率為1. IMHz ；PMMA芯片(蓋片50 μ m，通道 上寬 75 μ m，下寬 120 μ m，高度 30 μ m)，通道長度 45mm。樣品 200μπιο1 I^KCl+lOO μ mol L-1MnCl2 ；分離介質(zhì)20mmol/L 2-氮嗎菲林乙磺酸+20mmol/L組氨酸(pH = 6. 0)；分離電壓
52. OkV。圖11為使用圖2的方式和圖5的惠斯登電橋差示電路的電磁感應(yīng)檢測器應(yīng)用于 毛細(xì)管電泳分離檢測氨基酸的色譜圖。條件交流信號發(fā)生器型號re-161 ；交流信號放大器型號HFJ-8B ；電磁感應(yīng)線圈 和參比電感器線圈280匝；頻率10. OMHz ；毛細(xì)管內(nèi)徑150 μ m,外徑360 μ m,總長度為75cm， 有效長度為 65cm。樣品 5mmol/L Arg+5mmol/L Gly+5mmol/L Phe ；分離介質(zhì)20mmol/L2-氮 嗎菲林乙磺酸+20mmol/L組氨酸；分離電壓28kV。圖12為使用圖3的方式和圖5的惠斯登電橋差示電路的電磁感應(yīng)檢測器應(yīng)用于 毛細(xì)管電泳分離檢測藥物成分的色譜圖。條件交流信號發(fā)生器型號DGlOll ；交流信號放大器型號WY2271 ；電磁感應(yīng)線圈 和參比電感器線圈900匝；頻率285kHz ；毛細(xì)管內(nèi)徑150 μ m,外徑360 μ m,總長度為75cm， 有效長度為65cm。測試樣品阿司匹林和對乙酰氨基酚各200 μ mol/L的標(biāo)準(zhǔn)品溶液和成 藥阿咖酚散溶液；分離介質(zhì)32mmol/L Tris+8mmol/L H3B03+0. 2mmol/L CTAB (pH = 8. 6)； 分離電壓-20. OkV。色譜圖中，1為阿司匹林，2為對乙酰氨基酚；a為標(biāo)準(zhǔn)品，b為成藥阿咖 酚散。本發(fā)明不限于上述實施例。
權(quán)利要求
一種電磁感應(yīng)檢測法，其特征是，以分離通道的末端或近末端處為檢測區(qū)域，在檢測區(qū)域設(shè)一電磁感應(yīng)線圈，并使電磁感應(yīng)線圈緊靠分離通道，電磁感應(yīng)線圈的磁路平行或垂直通過分離通道，電磁感應(yīng)線圈接往電磁感應(yīng)變化測量裝置，電磁感應(yīng)變化測量裝置的輸出端接往記錄儀。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電磁感應(yīng)檢測法，其特征是，電磁感應(yīng)變化測量裝置使用差 示方式，用一電感值與電磁感應(yīng)線圈電感值相同或相近的參比電感器，與電磁感應(yīng)線圈組 成差示電路進(jìn)行測量。
3.一種電磁感應(yīng)檢測器，其特征是，由電磁感應(yīng)線圈(10)和電磁感應(yīng)變化測量裝置； 電磁感應(yīng)變化測量裝置，包括交流信號發(fā)生器(20)、差示電路(30)、交流信號放大器(40) 和整流器(50)組成；交流信號發(fā)生器(20)產(chǎn)生的輸出接往差示電路(30)，差示電路(30) 的輸出接往交流信號放大器(40)，交流信號放大器(40)的輸出接往整流器(50)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電磁感應(yīng)檢測器，其特征是，差示電路(30)用電磁感應(yīng)線圈 (10)和參比電感器(31)組成惠斯登電橋，或反相參比疊加電路，或平行分壓電路，或差分 放大器電路。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種分析檢測技術(shù)及裝置。以分離通道的末端或近末端處為檢測區(qū)域，在檢測區(qū)域設(shè)一電磁感應(yīng)線圈，并使電磁感應(yīng)線圈緊靠分離通道，電磁感應(yīng)線圈的磁路平行或垂直通過分離通道，電磁感應(yīng)線圈接往電磁感應(yīng)變化測量裝置，電磁感應(yīng)變化測量裝置的輸出端接往記錄儀。適用于在線分離分析如毛細(xì)管電泳、微流控芯片、氣相色譜、高效液相色譜等的檢測。具有通用性較好、不易污染、應(yīng)用比較簡便等優(yōu)點。發(fā)明為電磁感應(yīng)檢測法及其裝置。
文檔編號G01N30/02GK101957341SQ20091016074
公開日2011年1月26日 申請日期2009年7月13日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月13日
發(fā)明者劉翠, 李偶連, 楊秀娟, 陳纘法 申請人:中山大學(xué)