Simultaneous laser-induced fluorescence and contactless-conductivity detection for microfluidic chip

A combined detection system involving simultaneous LIF and contacfless-conductometric measurements at the same place of the microfluidic chip was described. The LIF measurement was designed according to the confocal principle and a moveable contactless-conduetivity detector was used in C^4D. Both measurements were mutually independent and advantageous in analyses of mixtures. Various experimental parameters affecting the response were examined and optimized. The performances were demonstrated by simultaneous detection of Rhodamine B. And the results showed that the combined detection system could be used sensitively and reliably.

新型非接触式径向C^4D传感器优化设计

基于电容耦合式非接触电导检测(C4D)技术,设计研发了一种新型径向结构的非接触式电导测量传感器。该传感器利用串联谐振的原理,引入电感模块以消除耦合电容对测量的不利影响,扩大了测量范围,提高了测量灵敏度。同时,用仿真与实验相结合的方法对传感器的电极张角进行了优化研究。在5.0、7.5、9.1、10.2和12.0 mm 5种不同内径的管道中进行了电导测量实验,电导测量相对误差均不超过5%,实验结果表明,所设计的新型非接触式径向C^4D电导测量传感器是可行和有效的。

基于多层PCB的ME-C^(4)D电极设计及其性能研究

文章针对微芯片电泳电容耦合式非接触电导检测(microchip electrophoresis-capacitively coupled contactless conductivity detection, ME-C^(4)D)电极存在检测信号信噪比低、稳定性差的问题,提出一种基于多层印制电路板(printed circuit board, PCB)的ME-C~4D电极。通过与相同结构的单层PCB电极对比实验发现,多层PCB电极的噪声最大电平降低至5.5 mV、信噪比提升1倍,且检测信号具有较好的稳定性。通过实验对多层PCB电极结构参数进行优化,使检测系统对K^(+)、Na^(+)、Li^(+)3种离子混合溶液的检测限和离子浓度分辨能力达到0.050 mmol/L,且检测结果具有较好的线性度和可重复性。实验证明,采用多层PCB电极,不仅改善了ME-C^(4)D系统的检测灵敏度和离子浓度分辨率,同时扩大了系统的最佳离子浓度检测范围。

基于SoPC的电泳芯片电导检测系统

探讨了一种基于SoPC的电泳芯片电导检测系统设计方案。采用MAX038函数发生器产生同步的正交信号源,采用双差分减法器实现阻抗到电压的变换,并利用双相锁定放大器实现电导幅值及相位检测,以FPGA内嵌NiosII软核处理器为系统控制核心,运用SoPC Builder定制高速采集控制器、FFT控制器以及运用IP核FFTV2.1.3构建实时高速长度为1 024点的FFT变换模块实现电泳芯片电容耦合非接触电导时、频域分析。文中具体阐述了系统软、硬件架构及自定制NiosII处理的FFT算法指令等。仿真结果表明:该方案能进行复杂数据处理,具有快速实时处理能力,能有效保证系统的抗干扰性和测量准确度。

多材料3D打印技术制作用于毛细管电泳的非接触电导/激光诱导荧光二合一检测池

利用多材料3D打印技术研制了用于毛细管电泳(CE)的二合一检测池,实现了电容耦合非接触电导(C^(4)D)与共聚焦激光诱导荧光(LIF)两种检测方法在毛细管柱上同一位置同时检测。3D打印的检测池采用了导电的复合聚乳酸(PLA)材料制作C^(4)D的屏蔽层,采用普通的绝缘PLA材料支撑C^(4)D金属管电极并隔离屏蔽层。两根金属管电极通过“打印-暂停-打印”的方式嵌入到检测池中,两电极被2 mm厚的导电屏蔽层隔开,在屏蔽层中有一直径为1 mm的圆形通孔用于LIF检测。该检测池与带流通式进样接口的自组装CE系统联用,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。研究优化了C 4D激励信号频率与电泳缓冲液浓度,选用的电泳缓冲溶液为10 mmol/L 3-吗啉丙烷-1-磺酸(MOPS)与10 mmol/L二(2-羟乙基)亚氨基三(羟甲基)甲烷(Bis-Tris)的混合溶液,选用C^(4)D激励频率为77 kHz。二合一检测池应用于内径为25μm的毛细管时,C^(4)D对Na^(+)、K^(+)和Li^(+)的检出限分别为2.2、2.0和2.6μmol/L;LIF对荧光素和FITC的检出限分别为7.6和1.7 nmol/L。两种检测方法的相对标准偏差在0.3%至4.5%之间(n=3),工作曲线的相关系数r^(2)≥0.9904。采用3D打印技术可以在实验室内实现复杂结构的制作,降低了制作的成本,且便于方法的推广和改进。