微流控制CSTR反应及探测系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种微流控制CSTR反应及探测系统包括：精密注射模块：该模块为数量与反应试剂种类对应的第一精密注射泵；CSTR模块：包括磁力搅拌器和第一反应池，其包括内池和外池，外池环绕地套设于内池的外围，内池的顶部设置有一覆盖平面，外池的内壁与内池的外壁间设置有第一通道，第一通道为腔体结构；外池的侧面间隔地设置有第一入口、第二入口和第一出口，内池的顶部或底部设置有第二出口；及微流探测窗口：该窗口呈方体结构，其一相对的侧面设置有光学第二通道，其顶部设置有第三入口和第三出口；第一精密注射泵与第一入口、第二出口与第三入口均通过第一管道连接。该系统不仅能够进行多种实验、且能够进行指示、检测及微流控制。

Microflow controlled CSTR reaction and detection system

The utility model discloses a micro flow control CSTR reaction and detection system including a precision injection module: the module is a first precision injection pump corresponding to the type of reagents; the CSTR module includes a magnetic stirrer and a first reaction pool, including the inner pool and the outer pool, the outer pool ring around the inner pool, the inner pool. The top is set with a cover plane, the inner wall of the outer pool and the outer wall of the inner pool are set with a first channel, the first channel is the cavity structure, the side of the outer pool is spaced with the first entrance, the second entrance and the first exit, the top or bottom of the inner pool is set up with second exits, and the micro flow detection window: the window is square knot. A relative side is provided with an optical second channel with a third inlet and a third outlet on the top; the first precise injection pump is connected with the first inlet, the second outlet and the third inlet through the first pipe. The system can not only carry out a variety of experiments, but also be able to do instructions, detection and microfluidic control.

【技术实现步骤摘要】
微流控制CSTR反应及探测系统
本技术涉及一种微流控制CSTR反应及探测系统。
技术介绍
早在上个世纪人们大量发现化学振荡现象以来，人们对非线性动力学的研究日益迫切，非线性动力学的研究作用表现在两个方面：一方面非线性动力学的研究可以解释很多自然界的非线性现象；另一方面非线性动力学的研究可以为解释生命现象提供重要的方法论。从早期的无机振荡现象，到近年来发现的有机振荡和生化物质振荡，化学振荡研究距离生命现象越来越近，由于有机及生物相关的物质的特殊性，研究其非线性现象的方法亦不同于先前。最早人们是在封闭体系中研究化学振荡，如烧杯、量筒等，但只能观测到单个振荡现象。20世纪70年代CSTR(continuousflowstirredtankreactor)的引入让化学振荡的研究得到巨大发展，最典型的CSTR是研究BZ反应的装置，其在CSTR内嵌入甘汞-铂电极、PH复合电极、温度传感器等用以探测振荡现象。然而不论是在封闭体系中还是传统的CSTR中，其研究化学振荡的设备及方法已经不适用于当下研究生化相关的生命体系振荡，因为目前的CSTR设备过于简单，设计粗糙，体积宏大，检测方法单调，不能进行微流控制，不能进行光扰动实验，不能进行同时多组对照实验，不能满足生化物质振荡的指示与检测,不符合高精尖、精细化的发展趋势，因此急需技术一种革新的实验装置和实验方法。微流控(Microfluidics)指的是使用微管道(尺寸为数十到数百微米)处理或操纵微小流体(体积为纳升到阿升)的系统所涉及的科学和技术，是一门涉及化学、流体物理、微电子、新材料、生物学和生物医学工程的新兴交叉学科。因为具有微型化、集成化等特征，微流控装置通常被称为微流控芯片，也被称为芯片实验室(LabonaChip)和微全分析系统(micro-TotalAnalyticalSystem)。微流控可以实现一系列常规方法所难以完成的微加工和微操作。目前，微流控被认为在生物医学研究中具有巨大的发展潜力和广泛的应用前景。而对于CSTR实现微流控制最大的难度在于该种微小反应装置的设计与制作，其制作技术是一种挑战。传统用于化学振荡实验的CSTR装置是一个单独开放式的反应器，其搅拌、反应和探测过程都在一个开放式的反应池内进行，其缺陷不仅表现为上述不能进行紫外检测，不能进行动态光散射检测，不能单独的添加指示剂外，还存在如下缺陷:其材质多采用抗腐蚀性弱、光学性能差的光学玻璃，不能进行光扰动实验，管路和反应装置各部位尺寸太大，不能进行微流控制，使用过程中浪费试剂的现象十分严重。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是提供一种微流控制CSTR反应及探测系统，其不仅能够进行多种实验、而且能够进行指示、检测及微流控制。为解决上述技术问题，本技术采用如下技术方案：本技术提供的一种微流控制CSTR反应及探测系统，包括：精密注射模块：所述精密注射模块为数量与反应试剂种类对应的第一精密注射泵；CSTR模块：所述CSTR模块包括磁力搅拌器和设置于磁力搅拌器上的第一反应池，所述第一反应池包括内池和外池，所述外池环绕地套设于内池的外围，所述内池的顶部设置有一覆盖平面，所述外池的内壁与内池的外壁间设置有用于供流体流通的第一通道，所述第一通道为腔体结构；所述外池的侧面间隔地设置有数量与第一精密注射泵数量一致且用于连通内池与外池的第一入口、用于向第一通道内输入流体的第二入口和用于将第一通道内的流体输出的第一出口(恒温水浴通道)，所述内池的顶部或底部设置有第二出口；及微流探测窗口：所述微流探测窗口呈方体结构，其一相对的侧面设置有光学第二通道，其顶部设置有第三入口和第三出口；所述第一精密注射泵与第一入口、所述第二出口与第三入口均通过第一管道连接。作为本技术进一步的改进：还包括流速控制模块，所述流速控制模块为液体质量流量控制器；所述第二出口与液体质量流量控制器入口通过第二管道连接；所述第一精密注射泵的数量至少2台；所述内池由石英材料制备而成，所述外池除顶部采用石英材料外，其他部分由普通光学玻璃制备而成；所述微流探测窗口外部大小与比色皿接近或相同，且其外部套设有黑色钢质保护框架；所述光学第二通道采用内部光程为1毫米的石英材质制备而成；所述第一入口、第二入口、第一出口和第二出口均连接有内径为0.5到1毫米的空心不锈钢钢管或聚四氟乙烯管；所述第一管道和第二管道均为聚四氟乙烯管，所述聚四氟乙烯管内径为0.5到1毫米；所述流体为水、油或有机试剂，所述有机试剂为酒精。作为本技术进一步的改进：所述第一精密注射泵的注射精度均达到皮升每分钟到毫升每分钟量级。作为本技术进一步的改进：还包括微流搅拌模块，所述微流搅拌模块包括微流反应芯片及均通过电连接实现连接的可调压微型直流电机、数显直流电机调速器、直流变压器和非接触式转速测速仪；所述微流反应芯片为第二反应池，所述第二反应池的侧面设置有用于与第二出口连接的第四入口、用于与第二精密注射泵连接的第五入口和用于与微流探测窗口的第三入口连接的第四出口；所述CSTR模块还包括紫外光源、可调高度铁架台、设置有探测头的光强计，所述紫外光源、磁力搅拌器和光强计均设置于可调高度铁架台上，所述外池与内池的顶部覆盖有同一光学面，所述光学面与探测头高度一致；所述第二精密注射泵的数量为一台，其构造与第一精密注射泵构造相同，且其通过第三管道与第五入口连接，所述第三管道为内径为0.5到1毫米的聚四氟乙烯管；所述流体为水、油或有机试剂，所述有机试剂为酒精；所述第二精密注射泵的注射精度均达到皮升每分钟到毫升每分钟量级。作为本技术进一步的改进：所述微流搅拌模块还包括具有三层结构的有机玻璃架台，所述有机玻璃架台的上层布置有数显直流电机调速器和直流变压器，中层固定可调压微型直流电机，底层固定微流反应芯片；所述第四入口、第五入口和第四出口均连接有内径为0.5到1毫米的空心不锈钢钢管或聚四氟乙烯管；所述外池的高度大于内池的高度，且外池与内池的顶部覆盖有不同光学面或仅内池顶部设置有光学面，且内池的顶部距离外池的顶部设置有空腔。作为本技术进一步的改进：所述数显直流电机调速器包括开关、调速旋钮、转速显示器和数控电路板，所述电机转速为0-1600转/分钟。作为本技术进一步的改进：还包括流速控制模块、微流搅拌模块和第三精密注射泵；所述第一精密注射泵的数量为3台，所述第三精密注射泵的数量为1台，其构造与第一精密注射泵构造相同；所述CSTR模块还包括：紫外光源、可调高度铁架台和设置有探头的光强计；所述外池与内池的顶部设置有同一光学面或仅内池的顶部设置有光学面、且内池的顶部距离外池的顶部设置有空腔，所述3台精密注射泵通过第四管道与第一入口连接；所述内池内设置有磁力搅拌子；所述磁力搅拌器设置于可调高度铁架台上；所述流体为水、油或有机试剂；所述第三精密注射泵的注射精度均达到皮升每分钟到毫升每分钟量级。所述流速控制模块为液体质量流量控制器；所述微流搅拌模块：所述微流搅拌模块包括微流反应芯片及均通过电连接实现连接的可调压微型直流电机、数显直流电机调速器、直流变压器和非接触式转速测速仪；所述微流反应芯片为第三反应池，其呈圆柱形腔体结构；所述第三出口与一集液瓶连接；所述可调压微型直流电机上设置有镀铬本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.微流控制CSTR反应及探测系统，其特征在于包括：精密注射模块：所述精密注射模块为数量与反应试剂种类对应的第一精密注射泵；CSTR模块：所述CSTR模块包括磁力搅拌器和设置于磁力搅拌器上的第一反应池，所述第一反应池包括内池和外池，所述外池环绕地套设于内池的外围，所述内池的顶部设置有一覆盖平面，所述外池的内壁与内池的外壁间设置有用于供流体流通的第一通道，所述第一通道为腔体结构；所述外池的侧面间隔地设置有数量与第一精密注射泵数量一致且用于连通内池与外池的第一入口、用于向第一通道内输入流体的第二入口和用于将第一通道内的流体输出的第一出口，所述内池的顶部或底部设置有第二出口；及微流探测窗口：所述微流探测窗口呈方体结构，其一相对的侧面设置有光学第二通道，其顶部设置有第三入口和第三出口；所述第一精密注射泵与第一入口、所述第二出口与第三入口均通过第一管道连接。

【技术特征摘要】
1.微流控制CSTR反应及探测系统，其特征在于包括：精密注射模块：所述精密注射模块为数量与反应试剂种类对应的第一精密注射泵；CSTR模块：所述CSTR模块包括磁力搅拌器和设置于磁力搅拌器上的第一反应池，所述第一反应池包括内池和外池，所述外池环绕地套设于内池的外围，所述内池的顶部设置有一覆盖平面，所述外池的内壁与内池的外壁间设置有用于供流体流通的第一通道，所述第一通道为腔体结构；所述外池的侧面间隔地设置有数量与第一精密注射泵数量一致且用于连通内池与外池的第一入口、用于向第一通道内输入流体的第二入口和用于将第一通道内的流体输出的第一出口，所述内池的顶部或底部设置有第二出口；及微流探测窗口：所述微流探测窗口呈方体结构，其一相对的侧面设置有光学第二通道，其顶部设置有第三入口和第三出口；所述第一精密注射泵与第一入口、所述第二出口与第三入口均通过第一管道连接。2.根据权利要求1所述的微流控制CSTR反应及探测系统，其特征在于还包括流速控制模块，所述流速控制模块为液体质量流量控制器；所述第二出口与液体质量流量控制器入口通过第二管道连接；所述第一精密注射泵的数量至少2台；所述内池由石英材料制备而成，所述外池除顶部采用石英材料外，其他部分由普通光学玻璃制备而成；所述微流探测窗口外部大小与比色皿接近或相同，且其外部套设有黑色钢质保护框架；所述光学第二通道采用内部光程为1毫米的石英材质制备而成；所述第一入口、第二入口、第一出口和第二出口均连接有内径为0.5到1毫米的空心不锈钢钢管或聚四氟乙烯管；所述第一管道和第二管道均为聚四氟乙烯管，所述聚四氟乙烯管内径为0.5到1毫米；所述流体为水、油或有机试剂，所述有机试剂为酒精。3.根据权利要求1或2所述的微流控制CSTR反应及探测系统，其特征在于：所述第一精密注射泵的注射精度均达到皮升每分钟到毫升每分钟量级。4.根据权利要求1所述的微流控制CSTR反应及探测系统，其特征在于还包括微流搅拌模块，所述微流搅拌模块包括微流反应芯片及均通过电连接实现连接的可调压微型直流电机、数显直流电机调速器、直流变压器和非接触式转速测速仪；所述微流反应芯片为第二反应池，所述第二反应池的侧面设置有用于与第二出口连接的第四入口、用于与第二精密注射泵连接的第五入口和用于与微流探测窗口的第三入口连接的第四出口；所述CSTR模块还包括紫外光源、可调高度铁架台、设置有探测头的光强计，所述紫外光源、磁力搅拌器和光强计均设置于可调高度铁架台上，所述外池与内池的顶部覆盖有同一光学面，所述光学面与探测头高度一致；所述第二精密注射泵的数量为一台，其构造与第一精密注射泵构造相同，且其通过第三管道与第五入口连接，所述第三管道为内径为0.5到1毫米的聚四氟乙烯管；所述流体为水、油或有机试剂，所述有机试剂...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈厚亮，王洪章，刘洋，任林，潘长伟，郭佩瑶，毛永，
申请(专利权)人：沈厚亮，
类型：新型
国别省市：江苏,32