專利名稱：一種集成微管路流動注射分析儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于溶液連續(xù)流動分析的技術(shù)領(lǐng)域。
流動注射分析技術(shù)是七十年代初由丹麥化學(xué)家，J.茹奇卡(Ruzicka)和E.H.漢森(Hansen)創(chuàng)立的一種溶液連續(xù)分析技術(shù)(見美國專利4022575)，它具有分析速度快、精度高、設(shè)備和操作過程簡單、節(jié)省試劑和試樣、適應(yīng)性廣等一系列的優(yōu)點(diǎn)，因而得到廣泛應(yīng)用。1983年J.茹奇卡又把聚氯乙烯(通常簡稱為PVC)基PH傳感器粘接在由帶有半圓形管道的有機(jī)玻璃塊和塑料膜組成的微管道體系的傳感器插口中，以使流動注射分析技術(shù)進(jìn)一步趨于微型化。然而，由于存在著(1)塑料膜長期受酸、堿等電解質(zhì)溶液浸蝕容易剝落并滲漏溶液；(2)傳感器制造技術(shù)難度大；(3)傳感器種類少且不能更換；(4)儀器的穩(wěn)定性差；(5)使用壽命短等，一系列不足之處，因而其應(yīng)用范圍受到較大的限制。
本實(shí)用新型的目的是為了發(fā)展微型化和集成化的流動注射分析技術(shù)，即提供一種集成微管化流動注射分析儀和專用于該分析儀上電極；(R)參比電極；(L)線圈；(S)采樣環(huán)；(G)不銹鋼管；(W)廢液；(P)蠕動泵；(1)Ag／Agcl內(nèi)參比電極；(2)內(nèi)充液；(3)敏感膜；(4)流通管；(5)有機(jī)玻璃體；(6)透氣膜；(7)PVC管小孔。
下面結(jié)合

圖1－7對本實(shí)用新型所提供的集成微管路流動注射分析儀的實(shí)施例作出簡要的說明。先將流動注射分析儀的主有機(jī)玻璃集成塊用鉆床鉆上管孔作為管路，并在安置化學(xué)傳感器的部位開好凹槽或凸榫作為化學(xué)傳感器的標(biāo)準(zhǔn)接口。制造微管路化學(xué)傳感器時，先按下述方法制造管狀A(yù)g／AgCl傳感器，取長12毫米、寬3.5毫米、厚0.03毫米的銀箔一塊，拋光后借助于直徑為1.2毫米的不銹鋼針將銀箔卷成管狀，在其中部用細(xì)銀絲(1)焊接并引出導(dǎo)線，兩端插入流通管(4)中，用環(huán)氧樹脂密封，再滴加5％PVC的四氫呋喃溶液5～6滴，使外部形成PVC膜，和流通管連為一體。然后分別以5％氨水，5％NaClO2的磷酸鹽緩沖液(PH6.5)、0.1NHCl溶液為載流，通過蠕動泵(泵速2.0毫升／分)，將上述溶液依次泵入銀管，時間分別為1、3、24小時，然后安裝在事先鉆好管孔(或開有溝槽)的有機(jī)玻璃塊(5)中，將上下兩塊有機(jī)玻璃塊壓緊即成。其它化學(xué)傳感器的制造和安裝與其類似，都是先將事先制備好的中間帶有敏感膜(3)的PVC管安裝在有機(jī)玻璃孔內(nèi)(見圖3－7)，用環(huán)氧樹脂密封好，在孔內(nèi)空隙中注入內(nèi)充液CK＋電極為氯化銀飽和的10－2MKCl，Na＋電極為氯化銀飽和的10－2MNaCl，PH電極為1.0M檸檬酸－2.7MNaOH－0.01MNaCl，NH3高采樣率，保持液流穩(wěn)定。本實(shí)用新型所提供的集成微管路流動注射分析儀，可避免傳感器敏感膜表面干濕交替、溫度梯度變化以及水洗引起的膜表面狀態(tài)變化的影響，保持測定的穩(wěn)定性和重現(xiàn)性；此外，由于在閥和傳感器間接有不銹鋼管，消除了泵轉(zhuǎn)動時，產(chǎn)生靜電的影響；在泵和閥間接有線圈，消除了泵轉(zhuǎn)動時產(chǎn)生脈沖的影響。指示電極和參比電極間用微三通管與廢液相連，既完成溶液中的離子傳導(dǎo)又可消除參比電極的液接電位的影響。本實(shí)用新型充分發(fā)揮了流動注射溶液處理功能和化學(xué)傳感器的檢測功能，解決了電位漂移問題，簡化了量液、移液、稀釋、定容、攪拌和檢測等一系列實(shí)驗(yàn)程序。同現(xiàn)有的流動注射分析儀相比較，本實(shí)用新型所提供的集成微管路流動注射分析儀具有體積小、結(jié)構(gòu)牢固、組裝方便、操作簡單、測定快速(≈200樣次／小時)準(zhǔn)確(±0.1mV)，試樣和試劑耗量少(80微升)、成本低廉、適用性廣等一系列的優(yōu)點(diǎn)，可應(yīng)用于環(huán)保、農(nóng)業(yè)、工業(yè)、臨床檢驗(yàn)，特別適合于過程控制和連續(xù)監(jiān)測。
本實(shí)用新型所提供的集成微管路流動注射分析儀其最佳實(shí)施例的結(jié)構(gòu)如圖1所示，圖2則為其流動注射流程圖；而其化學(xué)傳感器分別如圖3－圖7所示，其中圖3為PVC基纈氨酶素鉀傳感器結(jié)構(gòu)圖。圖4為PVC基3－正辛胺PH傳感器結(jié)構(gòu)圖；圖5為管狀A(yù)g／AgCl傳感器結(jié)構(gòu)圖；圖6為全聚合物基氨氣傳感器結(jié)構(gòu)圖；圖7為玻璃毛細(xì)管鈉傳感器結(jié)構(gòu)圖。在圖1－7中，(V)閥；(C)載流；(B)緩沖液；(I)指示的一系列微管路化學(xué)傳感器。
本實(shí)用新型所提供的集成微管化流動注射分析儀由化學(xué)傳感器，閥、采樣環(huán)、靜電抑制器、脈沖抑制器等部件所組成，其特征在于(1)各種化學(xué)傳感器全部采用微型化、管路化結(jié)構(gòu)；(2)部件以標(biāo)準(zhǔn)插口的形式與帶微管路的有機(jī)玻璃集成塊相連接；(3)在閥和傳感器之間接有不銹鋼管作靜電抑制器；(4)在泵和閥之間接有線圈作脈沖抑制器。
與本實(shí)用新型所提供的集成微管化流動注射分析儀相配套使用的微管路化學(xué)傳感器包括管狀A(yù)g／AgCl傳感器、PVC基纈氨酶素鉀傳感器；PVC基3－正辛胺PH傳感器；全聚合物基管狀氨氣傳感器和玻璃毛細(xì)管鈉傳感器，它們均由內(nèi)參比電極、內(nèi)充液、敏感膜、流通管所組成，其特征在于各類化學(xué)傳感器均設(shè)計(jì)成微型管狀流通型全固態(tài)結(jié)構(gòu)，且(1)各化學(xué)傳感器外形成長方體形，底部兩側(cè)帶有同主有機(jī)玻璃集成塊上相應(yīng)部位的凸榫槽(或凹槽)相嚙合的凹槽(或凸榫)；(2)電極分為指示電極和參比電極兩種，兩者之間用集成微三通管結(jié)構(gòu)的流通管相聯(lián)接；(3)微三通管由PVC材料制成。
由于本實(shí)用新型中的集成微管路系由特殊設(shè)計(jì)的帶有管路的有機(jī)玻璃塊組成，不需要塑料膜粘接其上，結(jié)構(gòu)簡單牢固，可長期使用而無溶液滲透現(xiàn)象。在設(shè)計(jì)時考慮到流體的動力學(xué)條件，既盡量使結(jié)構(gòu)緊湊，消除管路振動、移動對電位的影響，減小分散度，提電極為0.1MNH4Cl)，插入Ag／AgCl絲做為參比電極，封好?；蛘邔в型笟饽?6)的PVC管和中間帶孔(7)的PVC管同時插入中間帶有3－正辛胺PH敏感膜的PVC管中，使PH敏感膜和透氣膜緊貼適宜制成氨氣敏電極。最后將上述各部件置于事先鉆好管孔或開好溝槽的主有機(jī)玻璃塊中，將上下兩體有機(jī)玻璃塊壓緊，并在化學(xué)傳感器的小有機(jī)玻璃塊下部加工出同流動注射分析儀的主有機(jī)玻璃集成塊的凹槽(或凸榫)相配合的凸榫(或凹槽)，將各化學(xué)傳感器用凸榫(或凹槽)同主有機(jī)玻璃集成塊連接起來，并將帶有80微升采樣環(huán)(S)，直徑1.7厘米的微型閥(V)、不銹鋼管(G)和線圈(L)固定在帶有管孔和標(biāo)準(zhǔn)插口的主有機(jī)玻璃集成塊上，則集成微管路流動注射分析儀即組裝完畢。使用時不銹鋼管應(yīng)接地。
用本實(shí)用新型所提供的集成微管路流動注射分析儀分析鉀、鈉、氯，每小時能測定80個樣品共240個項(xiàng)目，并可即時打印出分析結(jié)果(單位m moles／L)，每個樣品只需80微升，與火焰光度法等常規(guī)分析方法相比，具有快速測定、樣品微量、分析成本低、測量范圍寬(K＋1.0－10.0m moles／L，Na＋20－190m moles／L，Cl－20－190m moles／L)、精度高(K＋±0.1m moles／L，Na＋±1.0m moles／L，Cl－±2.0m moles／L)等優(yōu)點(diǎn)，儀器本身體積小(300×300×350mm)、重量輕(整機(jī)加附件約10kg)、甩掉燃?xì)猓m合于大量推廣應(yīng)用。
權(quán)利要求1.一種由化學(xué)傳感器(I或R)、微型閥(V)、采樣環(huán)(S)、靜電抑制器(G)、脈沖抑制器(L)各部件組成的集成微管路流動注射分析儀，其特征在于a)各種化學(xué)傳感器全部采用微型化、管路化結(jié)構(gòu)；b)各部件之間以標(biāo)準(zhǔn)插口的形式通過帶微管路的主有機(jī)玻璃集成塊相連接；c)在微型閥和化學(xué)傳感器之間接有不銹鋼管(G)作靜電抑制器；d)在蠕動泵和微型閥之間接有線圈(L)作脈沖抑制器。
2.按權(quán)利要求1所述的集成微管路流動注射分析儀、其特征在于所用的微管路化學(xué)傳感器，包括管狀A(yù)g／AgCl傳感器；PVC基纈氨酸素鉀傳感器，PVC基3－辛胺PH傳感器；全聚合物基管狀氨氣傳感器和玻璃毛細(xì)管鈉傳感器，它們均由Ag／AgCl內(nèi)參比電極(1)、內(nèi)充液(2)、敏感膜(3)、流通管(4)、有機(jī)玻璃塊(5)等所組成，各化學(xué)傳感器均設(shè)計(jì)成微型管狀流通型全固態(tài)結(jié)構(gòu)；且a)各化學(xué)傳感器為長方體形，底部兩側(cè)帶有同主有機(jī)玻璃集成塊上相應(yīng)部位的凸榫(或凹槽)相嚙合的凹槽(或凸榫)；b)電極分為指示電極(I)和參比電極(R)兩種，它們之間采用集成微三通管結(jié)構(gòu)和流管相聯(lián)接；c)流通管用PVC材料制成。
專利摘要一種集成微管路流動注射分析儀，其特征在于各種化學(xué)傳感器全部采用微型化、管路化結(jié)構(gòu)，各部件之間以標(biāo)準(zhǔn)插口的形式通過帶微管路的主有機(jī)玻璃集成塊相連接。由于集成微管路系由特殊設(shè)計(jì)的帶有管路的有機(jī)玻璃塊組成，不需要塑料膜粘接其上，可長期使用而無滲漏，本分析儀不僅體積小、重量輕，而且具有快速測定，樣品微量、分析成本低、測量范圍寬，精度高等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號G01N27/27GK2068682SQ90210038
公開日1991年1月2日 申請日期1990年1月9日 優(yōu)先權(quán)日1990年1月9日
發(fā)明者崔洪波, 孫君燕 申請人:中國科學(xué)院沈陽應(yīng)用生態(tài)研究所