一种具备痕量高通量分析的毛细管电泳-电容耦合非接触式电导检测方法技术

本发明专利技术公开了一种具备痕量高通量分析的毛细管电泳‑电容耦合非接触式电导检测方法(Capillary Electrophoresis with Capacitively Coupled Contactless Conductivity Detection，CE‑C<supgt;4</supgt;D)，可以实现对水质中带电阴阳离子的快速分离与高通量检测。为解决现有CE‑C<supgt;4</supgt;D检测技术灵敏度低(如无富集时其检出限约为0.3至1μM)的不足，本发明专利技术采用低噪音高带宽高增益电流放大电路，确保了检测系统具有超低的噪音水平；采用“有效差分检测”的方式，显著降低了高电导率缓冲溶液的基线及噪音水平；结合差分变压器升压、选择激励频率和电极间距等一系列优化手段，显著提升了仪器的检测灵敏度，使得CE‑C<supgt;4</supgt;D仪器方法的检出限降低至10至20nM的水平。使得该方法可满足饮用水对常规离子如Na<supgt;+</supgt;、Cl<supgt;‑</supgt;等；有害离子如NO<subgt;2</subgt;<supgt;‑</supgt;、BrO<subgt;3</subgt;<supgt;‑</supgt;等；重金属离子如Pb<supgt;2+</supgt;、Cd<supgt;2+</supgt;等痕量检测的国家标准。且其对F<supgt;‑</supgt;等的检测不受水峰干扰，无需衍生化处理，分离分析时间更短，可与离子色谱技术互补。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及毛细管电泳-电容耦合非接触式电导检测方法，其具备水质中带电阴阳离子痕量高通量分析的检测能力，有望与成熟的离子色谱技术互补。其可应用于包含工业生产、分析化学、环境科学、药物临床等在内的相关检测领域。

技术介绍

1、电容耦合非接触式电导检测(c4d)是由等人于1980年提出的，此时电导的检测是通过4个电极片依次置于分离管道周围实现的，实现了c4d用于阴离子的电泳分离测定。1998年，zemann等和fracassi da silva、do lago等分别提出基于2个管状电极轴向排布的c4d结构，这种轴向c4d因结构简单、易于制作而被广泛使用，沿用至今。在随后的二十年间，国内外科学家在此基础上进行了改进优化，使得c4d从原理的深化、性能的提升、应用范围扩展等各个方面均有了长足的发展。c4d的工作原理为：用交流激励源对激发电极进行激发，电压通过壁电容耦合进毛细管内，经两个电极间的溶液传导(对应溶液电阻或电导)，再由接收电极拾取包含有溶液电导信息的电流，随后用i/v转换放大电路将电流信号转换为电压信号。该电压信号经过调理电路处理，最后被采集卡采集并记录本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种具备痕量高通量分析的毛细管电泳-电容耦合非接触式电导检测方法(CE-C4D)，其特征在于：包含毛细管电泳分离系统、交流信号激励源、C4D电导池、信号调理系统和数据采集控制系统。其中毛细管电泳分离系统包括：千伏级高压电源(9)，毛细管(7)。交流信号激励源包括：函数发生器(1)和变压器(2)。C4D电导池包括：激励电极(3)和(4)、接收电极(5)和(6)和屏蔽电极(8)。信号调理系统包括：电流转电压(I/V)放大电路(10)、交流转直流(AC-DC)电路(11)等。数据采集控制系统包括：采集卡和计算机软件(12)。

2.如权利要求1所述的具备痕量分析的CE-C4D检测...

【技术特征摘要】

1.一种具备痕量高通量分析的毛细管电泳-电容耦合非接触式电导检测方法(ce-c4d)，其特征在于：包含毛细管电泳分离系统、交流信号激励源、c4d电导池、信号调理系统和数据采集控制系统。其中毛细管电泳分离系统包括：千伏级高压电源(9)，毛细管(7)。交流信号激励源包括：函数发生器(1)和变压器(2)。c4d电导池包括：激励电极(3)和(4)、接收电极(5)和(6)和屏蔽电极(8)。信号调理系统包括：电流转电压(i/v)放大电路(10)、交流转直流(ac-dc)电路(11)等。数据采集控制系统包括：采集卡和计算机软件(12)。

2.如权利要求1所述的具备痕量分析的ce-c4d检测方法，其特征在于c4d电导池采用“有效差分检测”，包含两组c4d电导池，其中激励电极(3)和接收电极(5)为一组，激励电极(4)和接收电极(6)为另一组。两组c4d电导池结合0度和180度激励，两组电极间的一致性需匹配好，并在i-v转换放大电路之前有效扣除降低了高电导率缓冲背景溶液引起的基线背景信号及噪音，同时还需确保整个检测电路系统自身的噪音水平低于缓冲背景引起的基线噪音和漂移。

3.如权利要求1所述的具备痕量分析的ce-c4d检测方法，其特征在于采用“有效差分”检测，在结构配置上：可选择2根性质接近的毛细管以降低焦耳热和基线漂移，一根毛细管内通入缓冲溶液作为参比，另一根毛细管内对分析物进行分离；或仅用1根毛细管依次穿过两对电极形成u型通道，当分析物到达一个检测池时，另一个检测池的缓冲溶液信号为参比信号，需要合理控制待分析物抵达两检测池的时间，确保组分不重叠干扰。

4.如权利要求1所述的具备痕量分析的ce-c4d检测方法，其特征在于变压器、c4d电导池及i/v转换放大电路紧凑地集成在电路板上，以提高响应带宽和获得低噪音水平。

5.如权利要求1所述的具备痕量分析的ce-c4d检测方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾智聪，任豆豆，李霖，
申请(专利权)人：兰州大学，
类型：发明
国别省市：