專利名稱：電磁感應檢測法及其裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種分析檢測技術及裝置。尤其一種適用于在線分離分析如毛細管電 泳、微流控芯片、高效液相色譜、氣相色譜等方法的檢測技術及裝置。
背景技術：
檢測技術是在線分離分析方法如毛細管電泳、微流控芯片、氣相色譜、高效液相色 譜等的核心技術之一，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 技術主要有紫外吸收法、激光誘導熒光法、電導法、安培法、質譜法等。其中，紫外吸收檢測 和電導檢測較通用，但靈敏度較低；激光誘導熒光檢測和安培檢測靈敏度較高，但測定對象 不多；而質譜法涉及到昂貴的儀器，成本很高。目前還未見有關在線分離分析的電磁感應檢測法和電磁感應檢測器的報導。
發明內容
本發明的目的是提供一種適用于在線分離分析方法如毛細管電泳、微流控芯片、 氣相色譜、高效液相色譜等的檢測技術及裝置。本發明的基本原理是每種物質都有一定的磁化性能或導磁性能。選擇合適的分 離介質，使被測組分與分離介質的導磁性能存在差異，在分離通道的末端或靠近末端處測 量導磁性能。當分離后的被測組分流經測定區域時，導磁性能發生變化。記錄分離分析過 程的導磁性能大小變化，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，是指毛細管電泳中的分離毛細管、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。本發明的基本技術方案是以分離通道的末端或近末端處為檢測區域，在檢測區 域設一電磁感應線圈，電磁感應線圈的磁路平行或垂直通過分離通道。電磁感應線圈接往 電磁感應變化測量裝置，電磁感應變化測量裝置的輸出端接往記錄儀。混合組分經分離通 道分離后，各組分流經測定區域時，電磁感應變化測量裝置的輸出信號發生變化，記錄儀記 錄色譜圖。由于被測組分流經測定區域時，導磁性能的變化值很小，電磁感應變化測量裝置 的輸出信號變化也很小。為了便于測量，電磁感應變化測量裝置使用差示方式，用一電感 值與電磁感應線圈電感值相同或相近的參比電感器，與電磁感應線圈組成差示電路進行測量。在直接電磁感應檢測法中，當導磁性能較大，即導磁能力較大的被測組分流經電 磁感應線圈時，電磁感應變化測量裝置的輸出信號為正，分離圖譜出現正峰；對導磁能力小 于分離介質的被測組分流經電磁感應線圈，電磁感應變化測量裝置的輸出信號為負，分離 圖譜出現負峰。本發明的技術方案還包括間接電磁感應檢測法對導磁能力很弱的物質，可用導磁能力較大的物質作為分離介質。當極弱導磁能力的被測物質通過檢測器時，分離圖譜出 現負峰。本發明的方案還包括衍生電磁感應檢測法對導磁能力極弱的物質，以及那些導 磁能力與分離介質非常接近的物質，可考慮用衍生法。用導磁能力較大的衍生試劑，與導磁 能力極弱的被測物質反應，生成較強導磁能力的產物，以利于檢測。衍生電磁感應檢測法擴 大了電磁感應檢測法及電磁感應檢測器的應用范圍。本發明的電磁感應檢測器，包括電磁感應線圈和電磁感應變化測量裝置。電磁感 應線圈置于分離通道的末端或近末端處，并使電磁感應線圈緊靠分離通道，電磁感應線圈 的軸線與分離通道平行或垂直，使電磁感應線圈的磁路平行或垂直通過分離通道。電磁感 應線圈的軸線與分離通道垂直時，電磁感應線圈內可放置柱型或環型磁芯，以聚集磁力線。 電磁感應線圈的軸線與分離通道平行時，電磁感應線圈外可套置磁環。電磁感應線圈接往 電磁感應變化測量裝置，電磁感應變化測量裝置的輸出端接往記錄儀。電磁感應變化測量裝置，由交流信號發生器、參比電感器、差示電路、交流信號放 大器和整流器等組成。交流信號發生器產生的交流信號送經電磁感應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線圈的感抗或分壓后，送給交流信號放大 器進行放大，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。本發明的優點和積極效果體現在所有的物質都有一定的導磁能力，具有一定的 導磁性能，只要選擇合適的分離介質，使各組分與分離介質的導磁能力存在差異，就能對各 種組分都有響應。加上間接電磁感應檢測和衍生電磁感應檢測，使極弱導磁能力的組分也 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，本發明不象一般電化學檢測那樣由于電極與溶液接觸造成電極污染；也不 象光學檢測那樣需刮去某些分離通道外的保護層而容易使之折斷。本發明在應用上也比較 簡便。
圖1為本發明電磁感應線圈軸線與分離通道垂直的檢測方式示意圖。圖2為本發明電磁感應線圈軸線與分離通道平行的一種檢測方式示意圖。圖3為本發明電磁感應線圈(環型磁芯)軸線與分離通道垂直的檢測方式示意 圖。圖4為本發明電磁感應檢測器的結構示意圖。圖5為本發明使用惠斯登電橋作差示電路的電磁感應檢測器電路圖。圖6為本發明使用反相參比疊加式差示電路的電磁感應檢測器電路圖。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為本發明使用平行分壓式差示電路的電磁感應檢測器電路圖。圖9為本發明使用差分放大器作差示電路的電磁感應檢測器電路圖。圖中，1為分離通道，10為電磁感應線圈，20為交流信號發生器，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。
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圖10、圖11和圖12為本發明分別應用于無機離子、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，并對本發明的技術方案作進一步的說明。參照圖1，本發明的電磁感應線圈(10)置于分離通道(1)的末端或近末端處，并使 電磁感應線圈緊靠分離通道；電磁感應線圈的軸線與分離通道垂直，使電磁感應線圈的磁 路垂直通過分離通道。參照圖2，本發明的電磁感應線圈(10)置于分離通道(1)的末端或近末端處，并使 電磁感應線圈緊靠分離通道；電磁感應線圈與分離通道平行或共軸，使電磁感應線圈的磁 路平行通過分離通道。參照圖3，本發明的電磁感應線圈(10)置于分離通道(1)的末端或近末端處，電磁 感應線圈內置環型磁芯，并使電磁感應線圈緊靠分離通道；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，本發明的電磁感應檢測器，包括電磁感應線圈 (10)和電磁感應變化測量裝置。電磁感應變化測量裝置，包括交流信號發生器(20)、差示 電路(30)、交流信號放大器(40)和整流器(50)等組成。交流信號發生器(20)產生的輸出 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)。上述的交流信號發生器(20)、交流信號放大器(40)和整流器(50)為通用技術。圖5為使用惠斯登電橋作差示電路的電磁感應檢測器實施電路圖。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線圈(10)的電感值或感抗 相同或接近。必要時，設一參比通道，將參比電感器(31)緊靠參比通道。參比通道的結構 和通道內的介質與分離通道相同或相似。對不同電感值或感抗的電磁感應線圈(10)和參比電感器(31)，組成電磁感應檢 測器后，掃描其激勵頻率，響應最大的激勵頻率，作為交流信號發生器(20)的工作頻率。下面列舉部分具體應用，說明本發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檢測器應用于 微流控芯片分離檢測無機離子的色譜圖。條件交流信號發生器型號DGlOll ；交流信號放大器型號HFJ-8B ；電磁感應線圈 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檢測器應用于 毛細管電泳分離檢測氨基酸的色譜圖。條件交流信號發生器型號re-161 ；交流信號放大器型號HFJ-8B ；電磁感應線圈 和參比電感器線圈280匝；頻率10. OMHz ；毛細管內徑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檢測器應用于 毛細管電泳分離檢測藥物成分的色譜圖。條件交流信號發生器型號DGlOll ；交流信號放大器型號WY2271 ；電磁感應線圈 和參比電感器線圈900匝；頻率285kHz ；毛細管內徑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的標準品溶液和成 藥阿咖酚散溶液；分離介質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為標準品，b為成藥阿咖 酚散。本發明不限于上述實施例。
權利要求
一種電磁感應檢測法，其特征是，以分離通道的末端或近末端處為檢測區域，在檢測區域設一電磁感應線圈，并使電磁感應線圈緊靠分離通道，電磁感應線圈的磁路平行或垂直通過分離通道，電磁感應線圈接往電磁感應變化測量裝置，電磁感應變化測量裝置的輸出端接往記錄儀。
2.根據權利要求1所述的電磁感應檢測法，其特征是，電磁感應變化測量裝置使用差 示方式，用一電感值與電磁感應線圈電感值相同或相近的參比電感器，與電磁感應線圈組 成差示電路進行測量。
3.一種電磁感應檢測器，其特征是，由電磁感應線圈(10)和電磁感應變化測量裝置； 電磁感應變化測量裝置，包括交流信號發生器(20)、差示電路(30)、交流信號放大器(40) 和整流器(50)組成；交流信號發生器(20)產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.根據權利要求3所述的電磁感應檢測器，其特征是，差示電路(30)用電磁感應線圈 (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
本發明涉及一種分析檢測技術及裝置。以分離通道的末端或近末端處為檢測區域，在檢測區域設一電磁感應線圈，并使電磁感應線圈緊靠分離通道，電磁感應線圈的磁路平行或垂直通過分離通道，電磁感應線圈接往電磁感應變化測量裝置，電磁感應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、應用比較簡便等優點。發明為電磁感應檢測法及其裝置。
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 優先權日2009年7月13日
發明者劉翠, 李偶連, 楊秀娟, 陳纘法 申請人:中山大學