专利名称：基于阻抗测量的薄板层析检测方法及薄板层析检测装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种化学分析方法以及根据该方法设计的分析装置，具体地说，涉及一种基于阻抗测量的薄板层析检测方法及根据该方法设计的薄板层析检测装置。
背景技术：
薄板层析是一种常用的化学分析方法，其基本原理是通过被测样品中不同成分在固定相和移动相之间的不同亲和力来达到分离的目的。薄板层析只能分离被测样品中的不同组分。各种组分分离之后，还需对每一组分进行检测。
目前，薄板层析中最常用的检测方法是光学法。若组分本身就是有色的，则分离后组分会出现在层析板的不同位置，也即层析板的不同位置有不同的颜色，可以直接用肉眼观察。若组分本身是无色的但是有荧光性的，则可以在紫外光下观察以实施检测。若组分本身即无色也无荧光，则需要寻找一种特定的试剂，使其和组分发生一定反应以产生颜色或荧光性。很明显，在自然界有很多物质是即无色也无荧光性的。寻找特定的试剂使其和一物质反应以产生颜色或荧光也并不是总能成功的。
除了光学法，在一般的传感器研究中，人们也往往用阻抗法来进行检测。阻抗传感器一般由一对电极组成，电极的材料往往采用贵金属材料如金，铂等，以避免和被测成分发生反应。在测试过程中，一交流电压施加到两电极上。这样，就有一交流电流流过电极及电极问的被测物质，电流的大小取决于被测物质的阻抗的大小。阻抗法的优点是实施简单，成本低，但是当被测物质中含有多种成分时，阻抗法只能对它们的总体特性进行测量，而并不能对某以特定的成分进行检测。阻抗法的这一非特异性检测的特性，限制了它的应用范围。但是，在薄板层析中，被测对象中的各种成分已经通过层析分离开了，因此在层析检测中，对检测方法的特异性并不作过高的要求。
发明内容
本发明提供了一种阻抗传感器应用到薄板层析中来实现检测的方法。采用阻抗传感器连续检测层析过程中层析薄板的阻抗，通过阻抗的变化来检测被测样品中的各种成分。
本发明还提供了一种实现上述检测方法的装置，通过该装置，可方便地检测被测样品中的各种成分。
一种基于阻抗测量的薄板层析检测方法，包括被测样品随移动相液体在层析薄板上的运动，在层析薄板上不同组分被分离；通过设置在层析薄板的另一面的阻抗传感器检测分离后的不同组分的阻抗值；通过比较阻抗值，检测分析出被测样品的成分。
一种薄板层析检测装置，包括层析薄板，所述的层析薄板由基板和基板上层析薄膜组成，所述的基板的另一面设置若干组阻抗传感器，每个阻抗传感器由若干对电极组成，阻抗传感器与阻抗检测仪相连接。
所述的阻抗传感器的位置接近层析薄板的顶部。
所述的电极的材料可以由铂、金等贵金属材料制成，也可由铬，铜等一般金属材料制成。
所述的电极可以用薄膜溅射、真空蒸镀微电子半导体工艺制作，也可以用厚膜丝网印刷、化学镀、电镀工艺制作。
本发明设计了一种全新的基于阻抗测量的薄板层析检测方法，能有效地检测层析过程中的分离出的不同组分，极大地简化了现有的方法，和传统的光学法薄板层析检测方法相比，阻抗法不需要复杂的光学设备，实施简单，成本低，是一种有极大应用价值的检测方法。
本发明设计的基于阻抗测量的薄板层析检测装置，装置结构简单、制作工艺简便，检测十分方便，能有效地检测出被测样品中的不同组分。
图1为一层析薄板的正面示意图。
图2为本发明的层析薄板的反面的示意图。
图3为图2的层析薄板的横截面的示意图。
图4为带有样品组分的本发明层析薄板的横截面的示意图。
图5为一简化的阻抗传感器等效电路。
图6为本发明测试的一实验结果，图示的凹峰对应于在那特定的时间有缬氨酸通过。
图7为本发明测试的另一实验结果，图示的凹峰分别对应于缬氨酸和组胺酸的通过。
具体实施例方式
如图1，层析薄板一般由基板1和在基板1上的一薄层固定相层析薄膜2组成。在层析过程中，被测样品3首先施加在固定相层析薄膜2的下部，然后层析薄板的底部浸没在移动相的液体4中。随着移动相液体的向上运动，被测样品也会沿着薄板向上运动。样品中不同组分的运动速度取决于该组分在移动相和固定相之间的亲和力。不同的组分有不同运动速度，这样在层析过程中被测样品中的不同组分就分离开了。
如图2，在这里，阻抗传感器被制作在层析薄板的基板1不带薄膜的一面。基板1不带薄膜的一面制作了阻抗传感器，该阻抗传感器可以由两电极5组成，也可以由四电极组成。
在本示意图中，为了简便，我们显示的是一两电极的阻抗传感器的结构。电极5的材料可以是铂，金等贵金属材料。由于电极在层析板的背面，不和被测样品接触，所以电极也可以由铬，铜等一般金属组成，以降低成本。阻抗传感器电极的制备可以用薄膜溅射，真空蒸镀等微电子半导体工艺制作，也可以用厚膜丝网印刷，化学镀，电镀等工艺制作。
阻抗传感器在层析板上的位置一般放置在比较靠近层析板顶部的位置。在这样的位置，如图4，被测样品中的各种组分6已经通过层析被分离开了，因此各组分通过阻抗传感器的时间是不同，这样就可以被阻抗传感器一一检测到。
在实际应用中，也可以在层析板的背面制作多个阻抗传感器，放置在不同的位置，这样可以实现多点的动态测试。
在本发明中，在薄板层析的过程中，我们具体通过阻抗传感器连续检测层析板的阻抗。图5为一简化的阻抗传感器等效电路。阻抗传感器所测的阻抗主要包含基板的阻抗R1和固定相薄膜的阻抗R2。当被测样品的某一组分经过是，它会改变薄膜的阻抗。通过阻抗传感器W，可以测出这阻抗变化，从而实现检测的目的。
在本发明中，我们是通过阻抗测量来达到检测目的的。从电子学的角度来讲，阻抗有两种不同的形式，即电阻和感抗。导电材料，如离子溶液等，其特性主要表现为电阻，而介电材料，其不能通过直流电流，则主要表现为容抗。从信号的检测和放大的角度来讲，电阻的变化比较容易检测，而容抗变化的测量容易受许多因素的干扰。所以，在本发明中，若被测样品是离子性的，则检测灵敏度比较好。若被测样品是介电性的，则检测灵敏度会相对下降。这主要和后续的信号检测和放大技术有关。本发明从原理上讲，对导电物质和介电物质是同样适用的。
另外，当被测成分为电介质时，这该成分不但可以改变阻抗的大小，也可以改变阻抗的相位。因此也可以通过相位的变化来实现检测。
本发明中阻抗传感器可以用薄膜或厚膜等工艺制作在层析板的背面。在这里给出一用厚膜工艺实施的实例。在厚度为1毫米，长10厘米，宽4厘米的氧化铝基底的一面用丝网印刷工艺首先印刷上金浆，电极的形状及个数由丝网上的图案决定。金浆印刷好之后，再在高温烧结炉内烧结，就得到阻抗传感器。在氧化铝基底的另一面再抹上一薄层纤维素以用作层析时的固定相层析薄膜。
例如，对上述本发明装置，欲测试的对象是L-缬氨酸，其浓度为0.1％，施加到层析板底部的缬氨酸溶液的量为3微升。所用的移动相是14毫升的正丙烷和6毫升的水的混合液。在层析的过程中，一有效值为20毫伏的1000赫兹的正弦信号施加到阻抗传感器上，HP4284阻抗分析仪用来检测阻抗传感器的输出。当没有缬氨酸施加到层析板上时，所得到阻抗输出基本为一直线，当有缬氨酸施加到层析板上时，如图6所示，为一典型的实验结果，图示的凹峰对应于在那特定的时间有缬氨酸通过。
图7所示为另一个分析实例，这里欲测对象为L-缬氨酸和组胺酸的混合物，其浓度分别为0.1％，施加到层析板底部的混合液的量为6微升。所用的移动相是14毫升的正丙烷和6毫升的水的混合液。在层析的过程中，一有效值为20毫伏的1000赫兹的正弦信号施加到阻抗传感器上，HP4284阻抗分析仪用来检测阻抗传感器的输出。图示的凹峰分别对应于缬氨酸和组胺酸的通过。
权利要求
1.一种基于阻抗测量的薄板层析检测方法，包括被测样品随移动相液体在层析薄板上运动，在层析薄板上被测样品的不同组分被分离；通过设置在层析薄板另一面的阻抗传感器检测分离后的不同组分的阻抗值；通过比较阻抗值，检测分析出被测样品的成分。
2.根据权利要求1所述的薄板层析检测方法实施的薄板层析检测装置，该装置包括层析薄板，所述的层析薄板由基板和基板上层析薄膜组成，其特征在于所述的基板的另一面设置若干组阻抗传感器，阻抗传感器由若干对电极组成，阻抗传感器与阻抗检测仪相连接。
3.根据权利要求2所述的薄板层析检测装置，其特征在于所述的阻抗传感器的设置接近层析薄板顶部的位置。
4.根据权利要求2所述的薄板层析检测装置，其特征在于阻抗传感器可以由两电极组成，也可以由四电极组成。
5.根据权利要求2所述的薄板层析检测装置，其特征在于所述的电极的材料可以由铂、金贵金属材料制成，也可由铬，铜一般金属材料制成。
6.根据权利要求2所述的薄板层析检测装置，其特征在于所述的电极可以用薄膜溅射、真空蒸镀微电子半导体工艺制作，也可以用厚膜丝网印刷、化学镀、电镀工艺制作。
全文摘要
本发明公开了一种基于阻抗测量的薄板层析检测方法，首先在层析薄板的背面制作阻抗传感器，在层析的过程中，通过阻抗传感器连续检测层析薄板的阻抗，当被分离的组分经过阻抗传感器所在的位置时，通过测定那位置层析板的阻抗的改变引起的阻抗传感器的输出的变化来实现被测成分的检测。本发明还公开了实施上述方法的装置，包括层析薄板，层析薄板由基板和基板上层析薄膜组成，基板的另一面设置若干组阻抗传感器，阻抗传感器由若干对电极组成，阻抗传感器与阻抗检测仪相连接。本发明和传统的光学法薄板层析检测方法相比，阻抗法不需要复杂的光学设备，实施简单，成本低，是一种有极大应用价值的检测方法。
文档编号G01N27/12GK1696680SQ200510049998
公开日2005年11月16日 申请日期2005年6月8日 优先权日2005年6月8日
发明者吴坚 申请人:浙江大学