新型的用于高阻抗超细毛细管(内径≤25μm)的导纳检测器由电容耦合非接触电导检测器改进而来,但使用<10 k Hz的激励信号减少电纳对电导检测的影响,初步实现了超细通道内离子化合物的检测。本文对导纳检测器进行深入研究,主要研究...
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新型的用于高阻抗超细毛细管(内径≤25μm)的导纳检测器由电容耦合非接触电导检测器改进而来,但使用<10 k Hz的激励信号减少电纳对电导检测的影响,初步实现了超细通道内离子化合物的检测。本文对导纳检测器进行深入研究,主要研究内容包括:(1)充分考虑高阻抗超细通道中进行导纳检测的各种因素,建立了导纳检测器的离散元件等效电路模型,该模型将电极与毛细管内溶液形成的耦合电容、溶液电阻、溶液电容、电极间的泄漏电容等考虑在内,使用MATLAB软件程序进行电容电阻的串并联计算,动态模拟样品区带流经导纳检测器获得的信号响应。(2)搭建用于超细通道的导纳检测器,将实验数据与仿真数据进行对比验证,发现实验与仿真结果基本一致。在超细通道中流动注射Na Cl样品,获得的峰高、峰面积随溶液浓度增大呈现出先增加后趋于稳定的趋势;在500~5000 Hz内,各频率的激励信号峰高随溶液浓度增大而增高,信号峰半峰宽受激励信号频率和样品浓度变化的共同影响。(3)为得到超细通道毛细管的最佳进样方式,搭建了4种进样系统,从峰高、峰面积的平行性、系统背压、溶液流向及扩散进样量等进行对比分析,得到“气压驱动载流溶液结合十通阀的进样系统”进样效果最佳,且耐压能力强,该方式测得峰高、峰面积的RSD值分别为1.53%和2.22%(n=10)。(4)研制了一套多频率激励信号同时输入的导纳检测器。在信号输入端采用PA15A芯片完成信号的叠加与放大,经过检测器的电信号由数据采集卡采集后经MATLAB程序处理,得到各频率下的信号响应。将检测器应用于10μm和5μm内径毛细管中KCl溶液的检测,得到不同激励频率的最佳线性范围随着频率增大而往高浓度移动;同时发现样品峰峰形受频率影响较大,同一信号峰的半峰宽随频率增加而变窄。(5)研制了一种基于多材料3D打印技术的二合一检测池,实现了导纳检测器与共聚焦激光诱导荧光两种检测方法在毛细管柱上单点同时响应。3D打印过程采用“打印-暂停-打印”的方式将两金属电极嵌入到检测池中。该检测池与毛细管电泳技术联用,用于同时检测无机离子和异硫氰酸荧光素(FITC)标记的氨基酸。在内径为25μm的毛细管上,导纳检测器对Na+、K+和Li+检测限分别为2.2、2.0和2.6μmol/L;荧光检测对荧光素和FITC的检测限分别为7.6和1.7 nmol/L。两种检测方法对峰高的相对标准偏差(Relative standard deviation,RSD)在0.3%~4.5%之间(n=3),工作曲线的R2≥0.9904。
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