一種同軸定位毛細管電泳-電化學集成檢測裝置製造方法

2023-05-20 15:14:41 1

一種同軸定位毛細管電泳-電化學集成檢測裝置製造方法
【專利摘要】本發明公開了一種同軸定位毛細管電泳-電化學集成檢測裝置，涉及電泳-電化學【技術領域】，包括同軸定位機構、電泳陰極和三電極體系，所述三電極體系由微圓盤電極、輔助電極和參比電極構成，所述同軸定位機構是由三根剛性玻璃棒環繞夾緊微圓盤電極引導管和毛細管引導管來實現這兩段引導管孔道的同軸對齊，這兩段引導管的內部孔道即為電化學檢測用微圓盤電極和電泳分離用毛細管的導入通道。本發明利用環繞玻璃棒對毛細管、電化學檢測用微圓盤電極的導入通道進行固定粘接，實現高精度同軸定位，可快速進行待測混合組分的柱端射壁式毛細管電泳-電化學檢測，結果準確可靠。
【專利說明】—種同軸定位毛細管電泳-電化學集成檢測裝置

【技術領域】
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[0001]本發明涉及電泳-電化學【技術領域】，具體涉及一種同軸定位毛細管電泳-電化學集成檢測裝置。

【背景技術】
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[0002]毛細管電泳是一類以高壓直流電場為驅動力、石英毛細管為分離通道，依據樣品中各組分間淌度(亦可包含分配行為)的差異實現高效分離的新型液相分離技術。其所用石英毛細管內表面S12水化形成矽羥基(S1-OH)，當管內充以pH>3的運行液，矽羥基便離解形成S1-Ο—。因此，電泳毛細管內壁帶有大量負電荷；而管內的運行液則帶正電荷，以維持體系的電中性。外加高壓直流電場時，管內運行液因其正電性而向負極端移動，形成的定向移動即為電滲流。電滲流的速率通常遠大於組分的電泳淌度，分離組分隨其先後到達負極端而被逐一檢測。
[0003]毛細管電泳最常見的檢測方法為紫外可見分光光度法、螢光光度法等光學測量方式。上世紀九十年代以來，基於分離組分電化學特性的電化學檢測獲得較為廣泛的研究。電化學測量的方式繁多，包括電流法、電位法、阻抗法等；其中以還原性待測組分在氧化過程中給出電流信號的方法較為理想，從早期複雜的超微電極(如碳纖維電極)到目前柱端射壁模式的圓盤電極(如銅圓盤電極)的應用。這一檢測方法的裝置一般由三電極體系(工作電極、參比電極、輔助電極)構成；其檢測過程的完成，有賴於手動三維調節儀(f)將圓盤電極直徑小於300 μ m的工作面(a)與電泳分離毛細管內徑小於100 μ m的出口端(d)準確對齊，其過程低效並缺乏可靠性。


【發明內容】

:
[0004]本發明所要解決的技術問題在於提供一種方便快捷、結果可靠的同軸定位毛細管電泳-電化學集成檢測裝置。
[0005]本發明所要解決的技術問題採用以下技術方案實現:
[0006]一種同軸定位毛細管電泳-電化學集成檢測裝置，包括同軸定位機構、電泳陰極和三電極體系，所述三電極體系由微圓盤電極、輔助電極和參比電極構成，所述同軸定位機構是由三根剛性玻璃棒環繞夾緊微圓盤電極引導管和毛細管引導管來實現這兩段引導管孔道的同軸對齊，這兩段引導管的內部孔道即為電化學檢測用微圓盤電極和電泳分離用毛細管的導入通道。
[0007]所述三根剛性玻璃棒與微圓盤電極引導管、毛細管引導管之間通過塗覆AB型環氧樹脂膠水實現牢固粘接。
[0008]所述微圓盤電極引導管和毛細管引導管為前端錐形並具有特定孔徑的細孔厚壁玻璃管。
[0009]所述微圓盤電極引導管、毛細管引導管末端分別設有較大孔徑的微圓盤電極輔助引導管和毛細管輔助引導管。
[0010]所述微圓盤電極引導管和毛細管引導管之間設有寬度為0.5mm的間隙。
[0011]所述同軸定位機構由透明玻璃材質構成。
[0012]所述三根剛性玻璃棒長度為兩短一長，以固定微圓盤電極引導管、毛細管引導管的空間位置；其中的長玻璃棒同時具有懸置裝置功能。
[0013]所述同軸定位機構的作用包括以下幾點:
[0014]I)三根剛性玻璃棒與微圓盤電極引導管、毛細管引導管間的六個牢固粘接點，實現了兩引導孔的嚴格同軸性(六點定軸)，確保電泳毛細管出口端(內徑通常為25?75 μ m)、微圓盤電極工作界面(直徑不超過300μπι)經過引導後的準確對齊；同時，便於檢測用微圓盤電極與分離用毛細管的更換、處理。
[0015]2)微圓盤電極引導管與毛細管引導管間留有0.5mm間隙，這可保證經引導後的電泳毛細管出口端、微圓盤電極工作界面對齊靠緊部分充分接觸電泳緩衝液，使得電泳分離電壓對微圓盤電極的工作電位幹擾甚微，獲得良好的檢測信號。
[0016]3)三根剛性玻璃棒中的一根相對較長，以便於使用時將本發明裝置懸置固定於電泳緩衝液中，實現電泳分離與檢測。
[0017]4)該定位機構在使用時將豎直懸置於電泳緩衝液中，上端引導孔放置微圓盤電極，下端引導孔導入電泳毛細管-由此藉助微圓盤電極的自身重力作用，進一步確保對齊後的微圓盤電極工作界面與電泳毛細管出口端的對齊靠緊。
[0018]5)使用中發現三根定位玻璃棒具有類似凸透鏡的作用-可對微圓盤電極工作界面與電泳毛細管出口端的對齊靠緊狀態進行放大觀察。
[0019]本發明以定位機構為基礎，附加集成了電化學檢測中常用的三電極體系，同時藉助定位用玻璃棒的光學放大作用，對工作電極與毛細管的對齊狀況進行觀察。
[0020]使用時，本發明裝置豎直懸置於電泳緩衝液中，由引導管的內部孔道分別導入微圓盤電極和毛細管，微圓盤電極即與輔助電極和參比電極構成三電極體系；待測混合組分在毛細管內，經由直流高壓電泳分離，形成單組分區帶；不同組分區帶先後流出毛細管，在其出口端接觸圓盤電極工作面而發生氧化還原反應過程，給出相關電化學信號(通常為電流信號)，這一柱端射壁式毛細管電泳-電化學檢測的實現，依賴於毛細管出口端與電極工作面的有效對齊與靠近。
[0021]本發明的有益效果是:
[0022]I)本發明裝置利用環繞玻璃棒對毛細管、電化學檢測用微圓盤電極的導入通道進行固定粘接，實現高精度同軸定位；
[0023]2)結合微圓盤電極的使用，可將毛細管、微圓盤電極快速準確對齊並便於二者的更換和處理；
[0024]3)快速進行待測混合組分的柱端射壁式毛細管電泳-電化學檢測，結果準確、可
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【專利附圖】

【附圖說明】
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[0025]圖1為本發明的結構三維立體圖；
[0026]圖2為本發明的結構俯視圖；
[0027]圖3為本發明同軸定位機構的結構三維立體圖；
[0028]圖4為本發明同軸定位機構的結構俯視圖；
[0029]圖5為本發明同軸定位機構的結構正面透視圖；
[0030]圖6為本發明同軸定位機構的結構側面透視圖；
[0031]其中:1_參比電極；2-輔助電極；3-電泳陰極；4-定位玻璃棒(長)；5_定位玻璃棒(短)；6_定位玻璃棒(短)；7_微圓盤電極輔助引導管；7』-毛細管輔助引導管；8-微圓盤電極引導管(細孔厚壁玻璃管)；8』_毛細管引導管(細孔厚壁玻璃管)；9_同軸孔道標示線。

【具體實施方式】
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[0032]為了使本發明實現的技術手段、創作特徵、達成目的與功效易於明白了解，下面結合具體圖示，進一步闡述本發明。
[0033]本發明的構造及使用過程如下:
[0034]I)選擇內徑接近石英毛細管外徑的兩段細孔厚壁玻璃管(孔徑360μπι)，將石英毛細管貫穿兩管自然伸直並使兩管前端靠近至0.5mm,令二者孔道同軸對齊。石英毛細管採用銳灃色譜器件有限公司(河北永年)YN-025365型(內徑25 μ m，外徑365 μ m，塗層25 μ m)，其外壁的聚合物塗層具有一定韌性。
[0035]2)將該同軸對齊的兩段細孔厚壁玻璃管(微圓盤電極引導管、石英毛細管引導管)連同預定位石英毛細管置於三根(兩短一長)玻璃棒間，令其平行環繞；玻璃棒與細孔厚壁玻璃管外壁接觸處塗覆AB型環氧樹脂膠水，靜置24小時固化後抽出預定位石英毛細管，同軸定位機構即構造完成。
[0036]3)在構造完成的兩段細孔厚壁玻璃管末端，分別以AB型環氧樹脂膠水粘接兩段漏鬥形輔助引導管(微圓盤電極輔助引導管、石英毛細管輔助引導管)，便於實驗操作過程中微圓盤電極、石英毛細管進入引導管的同軸細孔。
[0037]4)為實現毛細管電泳-電化學檢測操作的便利性，我們將毛細管電泳陰極(0.5mm鉬絲，圖1中2)、電化學檢測用三電極中的輔助電極(0.5mm鉬絲，圖1中2)與參比電極(飽和甘汞電極，圖1中I)粘接在定位機構玻璃棒側壁-構成結構緊湊、功能完備的毛細管電泳-電化學集成檢測裝置。
[0038]5)本發明裝置使用時，利用定位機構中較長的玻璃棒將其懸掛固定，浸置於電泳儲液池的緩衝溶液中；自上端輔助引導管(圖1中7)導入微圓盤電極，自下端輔助引導管(圖1中7』)導入石英毛細管-微圓盤電極工作面與石英毛細管出口端在兩厚壁引導管尖端相距0.5_的空隙間相向靠緊、對齊。這使得電泳毛細管出口端、微圓盤電極工作面充分接觸電泳緩衝液，減小電泳分離電壓對微圓盤電極工作電壓的幹擾，以獲得良好的檢測信號。
[0039]6)電泳系統由直流高壓電源、電泳陽極、石英毛細管、電泳陰極構成-其中與電化學檢測裝置相接觸的部分為石英毛細管出口端、電泳陰極。電泳操作時，僅需將石英毛細管經毛細管輔助引導孔(圖1中7』)插入至毛細管引導孔(圖1中8』)，將集成於本裝置中的電泳陰極(圖1中3)與直流高壓電源陰極導線連接即可。
[0040]7)柱端射壁式電化學檢測(如常規安培檢測、脈衝安培檢測等)需使用工作面直徑不超過300 μ m的微圓盤電極作為工作電極。實際操作中，我們另行製備了銅、金等微圓盤電極:工作面直徑200?300 μ m,電極外徑350 μ m左右-將其經微圓盤電極輔助引導孔(圖1中7)導入至微圓盤電極引導孔(圖1中8)內，即作為工作電極與集成在本裝置中的輔助電極(圖1中2)、參比電極(圖1中I)構成三電極體系。電化學檢測時僅需將微圓盤電極、輔助電極、參比電極的導線端與電化學工作站(CHI660C，上海辰華)連接即可。
[0041]8)因裝置豎直放置，工作電極由自身重力向下靠緊毛細管出口，可確保待測物到達電極工作面而被檢測；同時，工作電極工作面朝向下方，亦可減少溶液及空氣中沉降的微量雜質對電極工作面的汙染。
[0042]9)使用中發現，定位機構的三根環繞玻璃棒(圖1中4、5、6)具有類似凸透鏡的光學放大作用-便於工作電極與毛細管出口端靠緊對齊狀況的觀察，以確認裝置工作正常或做相關調整。
[0043]10)裝置使用過程中，可按需要對工作電極(微圓盤電極)進行更換或表面更新處理，對石英毛細管進行更換或衝洗-操作方便快捷，分離檢測結果可靠。
[0044]以上顯示和描述了本發明的基本原理、主要特徵和本發明的優點。本行業的技術人員應該了解，本發明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發明的原理，在不脫離本發明精神和範圍的前提下，本發明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發明範圍內。本發明要求保護範圍由所附的權利要求書及其等效物界定。
【權利要求】
1.一種同軸定位毛細管電泳-電化學集成檢測裝置，其特徵在於:包括同軸定位機構、電泳陰極和三電極體系，所述三電極體系由微圓盤電極、輔助電極和參比電極構成，所述同軸定位機構是由三根剛性玻璃棒環繞夾緊微圓盤電極引導管和毛細管引導管來實現這兩段引導管孔道的同軸對齊，這兩段引導管的內部孔道即為電化學檢測用微圓盤電極和電泳分離用毛細管的導入通道。
2.根據權利要求1所述的一種同軸定位毛細管電泳-電化學集成檢測裝置，其特徵在於:所述三根剛性玻璃棒與微圓盤電極引導管、毛細管引導管之間通過塗覆AB型環氧樹脂膠水實現牢固粘接。
3.根據權利要求1所述的一種同軸定位毛細管電泳-電化學集成檢測裝置，其特徵在於:所述微圓盤電極引導管和毛細管引導管為前端錐形並具有特定孔徑的細孔厚壁玻璃管。
4.根據權利要求1所述的一種同軸定位毛細管電泳-電化學集成檢測裝置，其特徵在於:所述微圓盤電極引導管、毛細管引導管末端分別設有較大孔徑的微圓盤電極輔助引導管和毛細管輔助引導管。
5.根據權利要求1所述的一種同軸定位毛細管電泳-電化學集成檢測裝置，其特徵在於:所述微圓盤電極引導管和毛細管引導管之間設有寬度為0.5mm的間隙。
6.根據權利要求1所述的一種同軸定位毛細管電泳-電化學集成檢測裝置，其特徵在於:所述同軸定位機構由透明玻璃材質構成。
7.根據權利要求1所述的一種同軸定位毛細管電泳-電化學集成檢測裝置，其特徵在於:所述三根剛性玻璃棒長度為兩短一長，以固定微圓盤電極引導管、毛細管引導管的空間位置；其中的長玻璃棒同時具有懸置裝置功能。
【文檔編號】G01N27/27GK104280434SQ201410455471
【公開日】2015年1月14日 申請日期:2014年9月9日 優先權日:2014年9月9日
【發明者】朱金坤, 方豔夕, 陳俊明, 程年壽, 唐婧, 呂佩 申請人:安徽科技學院