雙輸入電容耦合非接觸式電導(dǎo)檢測(cè)器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種雙輸入電容耦合非接觸式電導(dǎo)檢測(cè)器，包括輸入電極(1)、輸入電極(2)、輸出電極(3)、檢測(cè)管(4)、信號(hào)發(fā)生器(5)、數(shù)據(jù)采集器(6)，所述的輸入電極(1)、輸入電極(2)分別連接到信號(hào)發(fā)生器(5)，所述的輸出電極(3)連接到數(shù)據(jù)采集器(6)，所述的輸入電極(1)、輸入電極(2)、輸出電極(3)分別連接到檢測(cè)管(4)。以及多輸入多輸出電容耦合非接觸式電導(dǎo)檢測(cè)器(7)。本發(fā)明的有益效果是，具有靈敏度高、拆卸組裝方便的特點(diǎn)。為生物、醫(yī)學(xué)和化學(xué)等學(xué)科提供了一種方便可操作的檢測(cè)手段?？勺鳛槲⒘骺匦酒?、液相色譜、離子色譜、毛細(xì)管電泳等分析儀器的檢測(cè)器。
【專利說明】雙輸入電容耦合非接觸式電導(dǎo)檢測(cè)器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及分析檢測(cè)儀器，特別涉及一種主要應(yīng)用于微流控芯片、液相色譜、離子色譜以及毛細(xì)管電泳等分析儀器的雙輸入電容耦合非接觸式電導(dǎo)檢測(cè)器。

【背景技術(shù)】
[0002]近年來，為適應(yīng)分析儀器微型化的發(fā)展趨勢(shì)，各類電導(dǎo)檢測(cè)器應(yīng)運(yùn)而生，高靈敏度的檢測(cè)方法一直是分析化學(xué)研究的重要內(nèi)容，因此提高檢測(cè)器的靈敏度已成為電導(dǎo)檢測(cè)器發(fā)展以及實(shí)現(xiàn)應(yīng)用的關(guān)鍵問題。電導(dǎo)檢測(cè)的原理是根據(jù)不同物質(zhì)的電導(dǎo)率不同來進(jìn)行測(cè)量的。因此，原則上電導(dǎo)檢測(cè)器是一種普遍的檢測(cè)器。但事實(shí)上，由于檢測(cè)靈敏度的原因，電導(dǎo)檢測(cè)器的檢測(cè)對(duì)象主要是離子化合物，尤其是無機(jī)離子等摩爾電導(dǎo)率較大的物質(zhì)。目前，電導(dǎo)檢測(cè)器在毛細(xì)管電泳中的應(yīng)用體現(xiàn)出的分析效率等優(yōu)點(diǎn)，使得科研人員越來越關(guān)注電導(dǎo)檢測(cè)的優(yōu)勢(shì)。
[0003]電導(dǎo)檢測(cè)從檢測(cè)方法來分又被分為接觸式以及非接觸式兩種情況。接觸式的電導(dǎo)檢測(cè)器是通過在毛細(xì)管的管壁上鉆孔，插入電極進(jìn)行進(jìn)一步的檢測(cè)，由于毛細(xì)管電泳需要高壓電源來驅(qū)動(dòng)溶液流動(dòng)，因此這種鉆孔的方式會(huì)導(dǎo)致很多問題，而且插入電極也容易污染電極，污染溶液。所以，電極的清洗以及更換同樣也是限制接觸式電導(dǎo)檢測(cè)器應(yīng)用的一方面原因。
[0004]經(jīng)過近幾年的發(fā)展，電導(dǎo)檢測(cè)器已經(jīng)由最初的⑶發(fā)展到現(xiàn)在的C4D。Zemann等人在1998年提出了電容耦合非接觸式電導(dǎo)檢測(cè)器(C4D)。Hauser等人又在2002年，使用450Vpp的高壓交流信號(hào)大大的提高C4D的靈敏度。Wang等人在2002年使用10-15 μ m的玻璃膜實(shí)現(xiàn)了非接觸式的測(cè)量。Laugere等人又設(shè)計(jì)了差分放大電路和四電極C4D用于檢測(cè)。
[0005]電容耦合非接觸電導(dǎo)檢測(cè)器近年來發(fā)展迅速，由于其電極結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，而且完全解決了電極的污染、分離高壓的干擾等問題，因此成為當(dāng)前電化學(xué)檢測(cè)的一個(gè)研究熱點(diǎn)。C4D使電導(dǎo)檢測(cè)方法真正的成為走向商業(yè)化的電化學(xué)檢測(cè)方法。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種具有高靈敏度的雙輸入電容耦合非接觸式電導(dǎo)檢測(cè)器，可以應(yīng)用于微流控芯片、液相色譜、離子色譜以及毛細(xì)管電泳等微柱分離系統(tǒng)。
[0007]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:本發(fā)明的雙輸入電容耦合非接觸式電導(dǎo)檢測(cè)器，包括信號(hào)輸入端，檢測(cè)池，信號(hào)采集端。其特征是:所述的信號(hào)輸入端的兩個(gè)輸入端口分別接入到檢測(cè)池的兩個(gè)輸入電極，所述的兩個(gè)輸入信號(hào)相角差調(diào)節(jié)到170°，檢測(cè)池的輸出電極接入到信號(hào)采集端。
[0008]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，為提高檢測(cè)池的靈敏度，以達(dá)到最佳的檢測(cè)效果，所述的三通玻璃管的三個(gè)角分別為120° ,120° ,120°這三種角度，所述的兩個(gè)輸入信號(hào)相角差調(diào)節(jié)到170° -180°，這樣可以在出峰信號(hào)不變的基礎(chǔ)上有效的降低檢測(cè)基線，從而提聞檢測(cè)靈敏度。
[0009]本發(fā)明的有益效果是，具靈敏度高、拆卸組裝方便的特點(diǎn)，有效地降低輸出電極的等效阻抗，從而提高溶液阻抗在整個(gè)裝置中的比例；同時(shí)又能在保持出峰高度不變的基礎(chǔ)上，大幅度地降低基線，從而進(jìn)一步提高檢測(cè)靈敏度。輸入以及輸出電極均采用銅箔，使得拆卸組裝方便可操作。本雙輸入電容耦合非接觸式電導(dǎo)檢測(cè)器有效地提高了靈敏度，為生物、醫(yī)學(xué)和化學(xué)等學(xué)科提供一種方便可操作的檢測(cè)手段。可與微流控芯片、液相色譜、離子色譜及毛細(xì)管電泳等分析系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)用。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1是本發(fā)明雙輸入電容耦合非接觸式電導(dǎo)檢測(cè)器與多輸入多輸出電容耦合非接觸式電導(dǎo)檢測(cè)器的裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
[0011]圖2是本發(fā)明雙輸入電容耦合非接觸式電導(dǎo)檢測(cè)器的等效電路圖。
[0012]圖3是本發(fā)明雙輸入電容耦合非接觸式電導(dǎo)檢測(cè)器對(duì)KCl各濃度對(duì)數(shù)的響應(yīng)曲線。
[0013]圖4是本發(fā)明雙輸入型三通電容耦合非接觸式電導(dǎo)檢測(cè)器的裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖5是本發(fā)明雙輸入型三通電容耦合非接觸式電導(dǎo)檢測(cè)器對(duì)KCl各濃度對(duì)數(shù)的響應(yīng)曲線。
具體實(shí)施方案
[0015]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例子對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。
[0016]參照?qǐng)D1，本發(fā)明的雙輸入電容耦合非接觸式電導(dǎo)檢測(cè)器，由信號(hào)發(fā)生器，檢測(cè)池，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)構(gòu)成。所述雙輸入電容耦合非接觸式電導(dǎo)檢測(cè)器包括輸入電極1，輸入電極2，輸出電極3，檢測(cè)管4，信號(hào)發(fā)生器5，N2000色譜工作站6。裝置檢測(cè)管采用的是內(nèi)徑3.5mm、外徑5 mm的玻璃管。三只電極是用銅箔緊密纏繞在玻璃管上，玻璃管長(zhǎng)度為20 cm，用鱷魚夾夾住銅箔，接到信號(hào)輸入輸出端。玻璃管一端封閉，一端開口，從開口端進(jìn)樣。電極用漆包線燒去外層的漆，緊密纏繞在玻璃管周圍。三只電極亦可用燒去外層漆的漆包線緊密纏繞在玻璃管周圍制得。在此基礎(chǔ)上，也構(gòu)建了多輸入多輸出電容耦合非接觸式電導(dǎo)檢測(cè)器。
[0017]參照?qǐng)D2，本發(fā)明的雙輸入電容耦合非接觸式電導(dǎo)檢測(cè)器，作為一種優(yōu)選的結(jié)構(gòu)，圖2中示出了雙輸入電容耦合非接觸式電導(dǎo)檢測(cè)器的電路結(jié)構(gòu)示意圖。圖中包含輸入電極電容，溶液電阻，溶液電容，輸出電極電容，采集端電阻。兩個(gè)輸入信號(hào)相角差調(diào)節(jié)到170°，兩個(gè)信號(hào)發(fā)生端首先分別傳導(dǎo)到兩個(gè)輸入電容，然后再經(jīng)過溶液傳導(dǎo)到輸出電容，兩個(gè)高頻正弦波信號(hào)在輸出電容處進(jìn)行干涉，干涉之后的信號(hào)通過測(cè)量端的電阻，最后被數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采集。圖中示出了整個(gè)檢測(cè)池的等效電路，主要是由電容以及電阻構(gòu)成。
[0018]參照?qǐng)D3，作為本發(fā)明的雙輸入電容耦合非接觸式電導(dǎo)檢測(cè)器的實(shí)施例，圖中示出了電容耦合非接觸式電導(dǎo)檢測(cè)器與雙輸入電容耦合非接觸式電導(dǎo)檢測(cè)器的氯化鉀溶液濃度對(duì)數(shù)的響應(yīng)曲線圖。我們分別配置不同濃度的氯化鉀溶液，采取流動(dòng)注射的方式，分別測(cè)得各個(gè)濃度下的響應(yīng)變化值。從圖中可以看到雙輸入電容耦合非接觸式電導(dǎo)檢測(cè)器較之電容耦合非接觸式電導(dǎo)檢測(cè)器在濃度響應(yīng)曲線有明顯的優(yōu)勢(shì)，而且雙輸入電容耦合非接觸式電導(dǎo)檢測(cè)器的檢測(cè)下限也有所降低?？傮w而言，電容耦合非接觸式電導(dǎo)檢測(cè)器的靈敏度有了較明顯的提高。
[0019]參照?qǐng)D4，本發(fā)明的雙輸入型三通電容耦合非接觸式電導(dǎo)檢測(cè)器，由信號(hào)發(fā)生器，檢測(cè)池，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)構(gòu)成。所述雙輸入電容耦合非接觸式電導(dǎo)檢測(cè)器檢測(cè)池包括輸入電極1，輸入電極2，輸出電極3，三通管檢測(cè)管4。裝置三通檢測(cè)管采用的是內(nèi)徑1.5 mm、夕卜徑3 mm的三通玻璃管。三只電極是用銅箔緊密纏繞在玻璃管上，用鱷魚夾夾住銅箔，接到信號(hào)輸入輸出端。此三通玻璃管的三個(gè)角度有以下三種情況:120°，120° ,120° ；180°，90° ,90° ；135° ,135° ,90°。每種玻璃管有兩種連接方式，分別為:一端進(jìn)樣，兩端同時(shí)出樣；一端進(jìn)樣，一端堵住，一端出樣?；谛阅艿谋容^，我們選擇三個(gè)角度為120°，120° , 120° ,一端進(jìn)樣,一端堵住,一端出樣的三通玻璃管,兩個(gè)輸入信號(hào)相角差調(diào)節(jié)到170。 -180。。
[0020]參照?qǐng)D5，作為本發(fā)明的雙輸入型三通電容耦合非接觸式電導(dǎo)檢測(cè)器的實(shí)施例，圖中示出了電容耦合非接觸式電導(dǎo)檢測(cè)器與雙輸入三通電容耦合非接觸式電導(dǎo)檢測(cè)器對(duì)氯化鉀溶液濃度對(duì)數(shù)的響應(yīng)曲線圖。我們分別配制不同濃度的氯化鉀溶液，采取流動(dòng)注射的方式，分別測(cè)得各個(gè)濃度下的響應(yīng)變化值。從圖中可以看到雙輸入型三通電容耦合非接觸式電導(dǎo)檢測(cè)器較之電容耦合非接觸式電導(dǎo)檢測(cè)器在濃度響應(yīng)曲線有了更加明顯的優(yōu)勢(shì)，斜率有了較大的提升。雙輸入型三通電容耦合非接觸式電導(dǎo)檢測(cè)器的靈敏度有了較明顯的提聞。
【權(quán)利要求】
1.雙輸入電容稱合非接觸式電導(dǎo)檢測(cè)器，包括輸入電極(I)、輸入電極(2)、輸出電極(3)、檢測(cè)管(4)、信號(hào)發(fā)生器(5)、數(shù)據(jù)采集器￠)，以及多輸入多輸出電容耦合非接觸式電導(dǎo)檢測(cè)器(7)。
2.如權(quán)利要求1所述的雙輸入電容耦合非接觸式電導(dǎo)檢測(cè)器，其特征是:所述的輸入電極(I)、輸入電極(2)、輸出電極(3)分別連接到檢測(cè)管(4)，檢測(cè)管(4)材質(zhì)可以是玻璃管、聚合物管等。
3.如權(quán)利要求1所述的雙輸入型三通電容耦合非接觸式電導(dǎo)檢測(cè)器，其特征是:所述的輸入電極(15)連接到檢測(cè)管(19)的端口一，輸入電極(16)連接到三通檢測(cè)管(19)的端口二，輸出電極(17)連接到三通檢測(cè)管(19)的端口三。
4.如權(quán)利要求3所述的雙輸入電容耦合非接觸式電導(dǎo)檢測(cè)器，其特征是:橡膠塞(18)堵住三通檢測(cè)管(19)的端口二。
5.如權(quán)利要求3所述的雙輸入型三通電容耦合非接觸式電導(dǎo)檢測(cè)器，其特征是:三通檢測(cè)管(19)的三端分別成120°，120。，120。三種角度及其他不等分角度。
6.如權(quán)利要求1、3所述的雙輸入電容耦合非接觸式電導(dǎo)檢測(cè)器，其特征是:輸入電極和輸出電極的材料為導(dǎo)電箔或者金屬絲。
7.如權(quán)利要求1、3所述的雙輸入電容耦合非接觸式電導(dǎo)檢測(cè)器，其特征是:雙輸入和多輸入電極的接入信號(hào)為交流信號(hào)。
8.如權(quán)利要求3所述的雙輸入型三通電容耦合非接觸式電導(dǎo)檢測(cè)器，其特征是:三通檢測(cè)管(19)的端口二內(nèi)注入空氣、液體或膠體等。
9.如權(quán)利要求1-7所述的雙輸入電容耦合非接觸式電導(dǎo)檢測(cè)器，其特征是:信號(hào)輸出端通過交流放大器、鎖相放大器等進(jìn)行信號(hào)放大和采集。
【文檔編號(hào)】G01N27/04GK104237322SQ201410515285
【公開日】2014年12月24日 申請(qǐng)日期:2014年9月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月30日
【發(fā)明者】肖丹, 袁紅雁, 鄭浩, 李猛, 冀紅云, 戴建遠(yuǎn), 趙虔 , 王真, 李秀婷 申請(qǐng)人:四川大學(xué)