梁子其, 張 強(qiáng), 姜曉騰, 劉小平, 曹成喜, 肖 華*, 劉偉文*

(1.上海交通大學(xué)電子信息與電氣工程學(xué)院,上海 200240;2.上海交通大學(xué)生命科學(xué)技術(shù)學(xué)院,上海 200240)

自由流電泳(free-flow electrophoresis,FFE)是一種無(wú)支持介質(zhì)的全液相電泳技術(shù),兼具分析和制備兩種功能[1,2]。與其他電泳技術(shù)相比,自由流電泳技術(shù)具有分離環(huán)境溫和、回收率高、可持續(xù)分離等優(yōu)點(diǎn),已用于多肽、蛋白質(zhì)、細(xì)胞和微生物等的分離[3-5]。在FFE分離實(shí)驗(yàn)中,無(wú)論是各組分溶液特性參數(shù)的在線檢測(cè),還是實(shí)時(shí)掌握分離的實(shí)驗(yàn)進(jìn)度,對(duì)于分離實(shí)驗(yàn)的研究都具有非常重要的意義。然而,因管路系統(tǒng)復(fù)雜(通道多),現(xiàn)有的FFE裝置都不具備在線檢測(cè)功能,這樣不僅無(wú)法實(shí)時(shí)掌握分離的實(shí)驗(yàn)進(jìn)度,而且對(duì)各組分溶液特性參數(shù)的檢測(cè)也仍然依賴于分離后再進(jìn)行離線檢測(cè),這種方式極不便利,費(fèi)工費(fèi)時(shí),另外在進(jìn)行細(xì)胞的細(xì)胞器分離時(shí)還尤其不利于細(xì)胞器生物活性的維持[6-11]。

電容耦合非接觸式電導(dǎo)檢測(cè)(capacitively coupled contactless conductivity detection,C4D)為解決這些問(wèn)題開(kāi)辟了新的道路。1980年,Ga?等[12]首先提出了C4D的概念,并將其應(yīng)用于同位素檢測(cè)。Zemann等[13-15]在1998年設(shè)計(jì)了一種軸向雙電極的C4D裝置,用作毛細(xì)管電泳分離檢測(cè)器。在過(guò)去的二十年中,由于C4D具有靈敏度高、體積小、非接觸檢測(cè)和成本低等優(yōu)點(diǎn),其已廣泛應(yīng)用于電泳及液相色譜中對(duì)分析物的電導(dǎo)率進(jìn)行在線檢測(cè)[16-22]。2001～2002年,Laugere等[23,24]提出了四電極的C4D裝置,通過(guò)減少耦合電容的影響,提高了芯片電泳中載體緩沖液電導(dǎo)率的檢測(cè)范圍(0.2～20 mmol/L,0.014～2.7 mS/cm)。Shih等[25]在2006年運(yùn)用并聯(lián)諧振的方法,提出了靈敏度提高10 000倍的C4D檢測(cè)器,用于檢測(cè)稀釋后低濃度的電解質(zhì)。然而目前這種單通道C4D操作繁瑣,無(wú)法滿足FFE多通道在線檢測(cè)的要求。如果采用32通道并行檢測(cè),則需整體設(shè)置32個(gè)并行的C4D檢測(cè)器,這樣做不但體積非常龐大、電路系統(tǒng)復(fù)雜以及安裝調(diào)試?yán)щy,而且也將使得FFE設(shè)備的造價(jià)極其昂貴。

本工作發(fā)展了一種多通道電容耦合式非接觸電導(dǎo)檢測(cè)(multi-channel capacitively coupled contactless conductivity detection,MC-C4D)裝置。MC-C4D裝置采用了并行分時(shí)的非接觸電導(dǎo)檢測(cè)技術(shù),即由多個(gè)同樣的非接觸電導(dǎo)檢測(cè)模塊并行排列,而單個(gè)電導(dǎo)檢測(cè)模塊又由多個(gè)非接觸電導(dǎo)檢測(cè)池組成,采用模擬開(kāi)關(guān)切換這些檢測(cè)池以分時(shí)檢測(cè)流經(jīng)相應(yīng)檢測(cè)池溶液的電導(dǎo)率。多個(gè)檢測(cè)模塊的檢測(cè)池總數(shù)等于FFE的組分?jǐn)?shù),它們分別串行接入到FFE各流路中,這樣MC-C4D裝置就可在線并行分時(shí)測(cè)量各組分溶液的電導(dǎo)率。為驗(yàn)證所設(shè)計(jì)裝置的檢測(cè)性能,采用配制的氯化鉀(KCl)標(biāo)準(zhǔn)溶液作為檢測(cè)對(duì)象對(duì)其進(jìn)行了標(biāo)定和測(cè)試。另外,將MC-C4D裝置應(yīng)用于往復(fù)式自由流等電聚焦電泳(reciprocating free-flow isoelectric focusing,RFFIEF)在蛋白質(zhì)聚焦過(guò)程中對(duì)各組分溶液電導(dǎo)率進(jìn)行實(shí)時(shí)在線檢測(cè),結(jié)果表明,所開(kāi)發(fā)的MC-C4D裝置不僅可實(shí)時(shí)在線檢測(cè)各組分溶液的電導(dǎo)率,而且還可輔助掌握分離的實(shí)驗(yàn)進(jìn)度,提高了FFE裝置的實(shí)用性。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器

通用電源PacTMHV(Bio-Rad,美國(guó))用于自由流電泳。帶有DJS-1C電導(dǎo)電極的商用接觸式電導(dǎo)率儀DDS-307(REX,上海)用于電導(dǎo)檢測(cè)[26]。數(shù)據(jù)采集卡MP417(北京雙諾測(cè)控技術(shù)有限公司,北京)用于采集MC-C4D裝置的輸出信號(hào)。旋渦混合器VORTEX-6(其林貝爾儀器制造有限公司,浙江)用于樣品配制,智能手機(jī)HUAWEI P30Pro(華為,廣東)用于拍照記錄自由流電泳分離室中蛋白質(zhì)條帶分布情況。超純水系統(tǒng)(SG Water公司,德國(guó))用來(lái)生產(chǎn)電導(dǎo)率低至0.055 μS/cm的去離子水。

1.2 試劑

藻藍(lán)蛋白(C-PC,Mr40 kDa,pI 5.2)購(gòu)自上海生物化工股份有限公司。牛血紅蛋白(Hb,Mr64.5 kDa,pI 6.8)購(gòu)自中國(guó)醫(yī)藥集團(tuán)有限公司。載體兩性電解質(zhì)(pH 3～10,固體含量40%)購(gòu)自上海伯楷安生物科技有限公司。羥丙基甲基纖維素(hypromellose,HPMC)購(gòu)自北京百靈威科技有限公司。氫氧化鈉、磷酸、KCl、甘油等化學(xué)試劑均為分析純,購(gòu)自中國(guó)醫(yī)藥集團(tuán)有限公司。

1.3 溶液的制備

稱取一定量的KCl并在干燥器中干燥2 h。之后,在天平上稱量7.456 g KCl,并將其溶解在去離子水中,配制50 mmol/L的KCl原液2 L。用去離子水稀釋原液,得到0.05～20 mmol/L(相當(dāng)于0.007 5～2.776 mS/cm,溫度為25 ℃時(shí))的一系列KCl標(biāo)準(zhǔn)溶液。放入試劑瓶中備用,用于MC-C4D裝置的標(biāo)定和性能測(cè)試。

在研究FFE等電聚焦過(guò)程實(shí)驗(yàn)時(shí),載體緩沖溶液組成為10%(v/v)甘油、3%(v/v)載體兩性電解質(zhì)、0.3 g/L HPMC,其余成分為去離子水;配制120 mL上述載體緩沖溶液,將15 mg藻藍(lán)蛋白和15 mg牛血紅蛋白溶于載體緩沖溶液,放入試劑瓶中備用。

取0.614 mL的磷酸(分析純),加去離子水定容,配制100 mL的100 mmol/L的磷酸溶液作為陽(yáng)極液;取0.4 g的氫氧化鈉(分析純),加去離子水定容,配制100 mL的100 mmol/L的氫氧化鈉溶液作為陰極液。

1.4 MC-C4D裝置

圖1是MC-C4D裝置非接觸電導(dǎo)檢測(cè)模塊示意圖,包括非接觸電導(dǎo)檢測(cè)池陣列、交流激勵(lì)源、激勵(lì)信號(hào)模擬開(kāi)關(guān)、接收信號(hào)模擬開(kāi)關(guān)、信號(hào)處理模塊、數(shù)據(jù)采集卡和計(jì)算機(jī),其中非接觸電導(dǎo)檢測(cè)池陣列包含16個(gè)電導(dǎo)檢測(cè)池,每個(gè)電導(dǎo)檢測(cè)池又由激勵(lì)電極(a)、接收電極(b)、絕緣測(cè)試管道(c)和屏蔽單元(d)組成。在計(jì)算機(jī)上開(kāi)發(fā)的自動(dòng)測(cè)量軟件控制下,交流激勵(lì)源經(jīng)激勵(lì)信號(hào)模擬開(kāi)關(guān)分時(shí)加載到各檢測(cè)池的激勵(lì)電極上,而在各接收電極上拾取的接收信號(hào)同樣在自動(dòng)測(cè)量軟件的控制下經(jīng)接收信號(hào)模擬開(kāi)關(guān)同步分時(shí)連接到信號(hào)處理模塊,信號(hào)處理模塊對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行電流/電壓轉(zhuǎn)換、放大以及二極管峰值整流處理之后輸出直流電壓信號(hào)至數(shù)據(jù)采集卡,最后將經(jīng)數(shù)據(jù)采集卡數(shù)字化的信號(hào)輸入計(jì)算機(jī)由自動(dòng)測(cè)量軟件進(jìn)行處理。由于交流激勵(lì)源和接收信號(hào)都為雙極性信號(hào)以及為了減小模擬開(kāi)關(guān)接入對(duì)C4D檢測(cè)性能的影響,這里采用了可雙極性供電和具有低導(dǎo)通電阻的模擬開(kāi)關(guān)。另外,每個(gè)電導(dǎo)檢測(cè)池都設(shè)有屏蔽單元,起到減小電導(dǎo)檢測(cè)池的極間干擾和外部干擾的目的。

圖1 MC-C4D裝置非接觸電導(dǎo)檢測(cè)模塊示意圖Fig.1 Schematic of contactless conductivity detection module of multi-channel capacitively coupled contactless conductivity detection (MC-C4D)devicea.excitation electrode;b.detection electrode;c.insulating pipe;d.shielding unit.

考慮到FFE裝置通道數(shù)多為16的倍數(shù),單個(gè)電導(dǎo)檢測(cè)模塊設(shè)置為16個(gè)電導(dǎo)檢測(cè)池(即16通道),當(dāng)FFE裝置通道數(shù)大于16通道時(shí),則根據(jù)總通道數(shù)目并行設(shè)置多個(gè)電導(dǎo)檢測(cè)模塊。這種設(shè)計(jì)方式不但大大減小了MC-C4D裝置的體積,而且簡(jiǎn)化了裝置的電路系統(tǒng),同時(shí)使得MC-C4D裝置易于安裝調(diào)試并減小了制作成本。

自動(dòng)測(cè)量軟件如圖2所示,軟件采用Visual Studio平臺(tái)開(kāi)發(fā),適用于1～96通道MC-C4D裝置,單通道最高采樣頻率最高可達(dá)20 Hz,具有連續(xù)測(cè)試、FFE測(cè)試和標(biāo)定測(cè)試以及測(cè)試結(jié)果查詢與顯示等功能。由于C4D檢測(cè)器直接輸出結(jié)果是非線性的,因此自動(dòng)測(cè)量軟件在標(biāo)定測(cè)試結(jié)束后對(duì)每個(gè)通道的測(cè)量結(jié)果都進(jìn)行了6次多項(xiàng)式擬合修正,從而實(shí)現(xiàn)了C4D檢測(cè)器的線性輸出。

圖2 自動(dòng)測(cè)量軟件界面圖Fig.2 Interface diagram of automatic measurement software

圖3是32通道MC-C4D裝置示意圖,它由2個(gè)電導(dǎo)檢測(cè)模塊、箱體、數(shù)據(jù)采集卡和計(jì)算機(jī)組成,其中檢測(cè)模塊設(shè)置在箱體上半部分內(nèi),數(shù)據(jù)采集卡則放置在箱體的下半部分內(nèi)并經(jīng)數(shù)據(jù)線與計(jì)算機(jī)連接。MC-C4D裝置的核心是電導(dǎo)檢測(cè)模塊,它由上盒蓋(a)、電路板(b)、檢測(cè)池陣列模塊(c)和下盒蓋(d)組成,其中檢測(cè)池陣列模塊(c)又由蓋板(c1)、檢測(cè)池陣列(c2)和陣列式通道槽板(c3)組成,單個(gè)電導(dǎo)檢測(cè)模塊尺寸為23 cm×8.4 cm×3.5 cm。檢測(cè)池陣列(c2)是電導(dǎo)檢測(cè)傳感單元,它由16個(gè)電導(dǎo)檢測(cè)池構(gòu)成,每個(gè)電導(dǎo)檢測(cè)池又由外殼、PEEK管、激勵(lì)電極和接收電極組成。這里,外殼長(zhǎng)度6.5 cm;聚醚醚酮(PEEK)管內(nèi)徑0.1 cm,外徑0.16 cm,長(zhǎng)度11 cm;激勵(lì)和接收電極長(zhǎng)度均為2.5 cm;激勵(lì)和接收電極間距為0.8 cm。制作時(shí),根據(jù)上述參數(shù)在PEEK管上將銅箔膠帶手動(dòng)緊密繞制2圈,用這種方法分別繞制激勵(lì)電極和接收電極,裝進(jìn)外殼并用膠水固定。上盒蓋(a)、下盒蓋(d)、蓋板(c1)和陣列式通道槽板(c3)均采用金屬材料制作,安裝好后與電路板的地線連接,起到了屏蔽電導(dǎo)檢測(cè)池的極間以及外部干擾作用,提高了MC-C4D裝置的抗干擾能力。MC-C4D裝置中激勵(lì)信號(hào)的頻率是110 kHz,采用5 V電源供電。

圖3 32通道MC-C4D裝置示意圖Fig.3 Schematic of the 32-channel MC-C4D device a.upper box lid;b.circuit board;c.detection cell array module;d.lower box lid.c1.cover plate;c2.detection cell array;c3.array channel slot plate.

1.5 標(biāo)定測(cè)試和FFE實(shí)驗(yàn)操作方法

將MC-C4D裝置串聯(lián)接入FFE裝置管路系統(tǒng)中,如圖4所示。在開(kāi)始測(cè)試前用去離子水將FFE裝置管路沖洗多次,使得MC-C4D裝置檢測(cè)到的各個(gè)通道溶液電導(dǎo)率均較低(一般小于0.005 mS/cm)時(shí),表明清洗完成。

圖4 MC-C4D裝置應(yīng)用于RFFIEF儀器Fig.4 MC-C4D device set in reciprocating free-flow isoelectric focusing (RFFIEF)instrument

標(biāo)定測(cè)試 調(diào)節(jié)多通道流量控制器,打開(kāi)分離室入口,關(guān)閉廢液出口,將120 mL的0.1 mmol/L的KCl標(biāo)準(zhǔn)溶液從靠近離子交換膜一側(cè)的重力平衡管中緩慢加入,在另一側(cè)的重力平衡管用注射器抽出空氣,直到32個(gè)重力平衡管中的液面高度一致,表明分離室和MC-C4D裝置中已經(jīng)沒(méi)有氣泡。在FFE裝置控制軟件界面打開(kāi)背景液驅(qū)動(dòng)泵,設(shè)定載體緩沖液在分離室往復(fù)流動(dòng)的速度約為1 mL/min每個(gè)進(jìn)液口,分離室溫度為25 ℃,溫度穩(wěn)定后使用MC-C4D自動(dòng)測(cè)量軟件(見(jiàn)圖2)對(duì)各個(gè)通道進(jìn)行連續(xù)測(cè)試,待輸出電壓值穩(wěn)定后切換到標(biāo)定測(cè)試,獲得各通道在這種標(biāo)準(zhǔn)溶液下的電導(dǎo)率檢測(cè)結(jié)果。結(jié)束后將裝置內(nèi)的溶液排出,用去離子水將裝置沖洗干凈并排空。接著按照濃度從低到高依次更換標(biāo)準(zhǔn)溶液重復(fù)上述操作,獲得各通道在不同濃度標(biāo)準(zhǔn)溶液下的電導(dǎo)率檢測(cè)結(jié)果。測(cè)試完成后點(diǎn)擊標(biāo)定計(jì)算,使用多項(xiàng)式擬合法將各個(gè)測(cè)試點(diǎn)擬合出平滑曲線并獲得修正系數(shù),結(jié)果保存在計(jì)算機(jī)中。

FFE實(shí)驗(yàn)操作 調(diào)節(jié)多通道流量控制器,打開(kāi)分離室入口,關(guān)閉廢液出口,將120 mL溶有15 mg藻藍(lán)蛋白和15 mg牛血紅蛋白的載體緩沖液從靠近離子交換膜一側(cè)的重力平衡管中緩慢加入,溶液沿著離子交換膜流入分離室,在另一側(cè)的重力平衡管用注射器抽出空氣,直到32個(gè)重力平衡管中的液面高度一致。在FFE裝置控制軟件界面打開(kāi)背景液驅(qū)動(dòng)泵,設(shè)定載體緩沖液在分離室往復(fù)流動(dòng)的速度約為1 mL/min每個(gè)進(jìn)液口,分離室溫度為10 ℃。將100 mmol/L磷酸溶液和100 mmol/L氫氧化鈉溶液分別作為陽(yáng)極和陰極的電極液,打開(kāi)電極液驅(qū)動(dòng)泵,電極液在電極室中循環(huán),流速為5 mL/min。溫度穩(wěn)定后使用MC-C4D自動(dòng)測(cè)量軟件進(jìn)行在線電導(dǎo)率檢測(cè),打開(kāi)分離電場(chǎng)電源,首先設(shè)定在恒功率模式25 W運(yùn)行60 min,然后采用恒電壓模式1 000 V運(yùn)行30 min。等樣品被充分等電聚焦分離后,待載體緩沖溶液和樣品都流到靠近離子交換膜一側(cè)的重力平衡管中時(shí),關(guān)閉背景液驅(qū)動(dòng)泵,調(diào)節(jié)多通道流量控制器,關(guān)閉分離室入口,打開(kāi)廢液出口,載體緩沖溶液和已經(jīng)實(shí)現(xiàn)分離的各個(gè)樣品組分在重力的作用下流入回收器,完成整個(gè)過(guò)程。實(shí)驗(yàn)之后要使用大量去離子水沖洗裝置,防止污染。

2 結(jié)果與討論

2.1 MC-C4D裝置性能

取1.3節(jié)中配制的KCl標(biāo)準(zhǔn)溶液,在一天內(nèi)重復(fù)測(cè)量3次,得到MC-C4D裝置的檢測(cè)范圍、相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD,n=3)、檢出限(limit of detection,LOD)、相對(duì)誤差(relative error,RE)和通道測(cè)量相對(duì)偏差。檢測(cè)范圍是0.015～2.5 mS/cm,RSD小于2.31%,測(cè)試結(jié)果表明裝置檢測(cè)范圍較大,重復(fù)性好。隨著KCl溶液逐漸稀釋,對(duì)應(yīng)溶液的電導(dǎo)率逐漸降低,當(dāng)輸出的結(jié)果和噪聲幅度的比值為3倍時(shí)(S/N=3),記錄此時(shí)KCl溶液對(duì)應(yīng)的電導(dǎo)率,得到MC-C4D裝置的LOD為0.002 mS/cm。跟標(biāo)準(zhǔn)溶液電導(dǎo)率相比較,MC-C4D裝置的電導(dǎo)檢測(cè)結(jié)果RE小于3.03%,另外通道間測(cè)量相對(duì)偏差小于1.60%,這些都說(shuō)明所開(kāi)發(fā)的裝置通道間測(cè)量相對(duì)偏差較小,測(cè)量準(zhǔn)確性高。

2.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

圖5是在RFFIEF運(yùn)行期間分離室中蛋白質(zhì)條帶的照片。圖5a是等電聚焦開(kāi)始0 min時(shí)分離室的照片,此時(shí)在分離室中看不出任何差異。圖5b是等電聚焦開(kāi)始后30 min時(shí)分離室的照片,從圖中可以發(fā)現(xiàn)在下方靠近陽(yáng)離子交換膜的位置,有較弱的藻藍(lán)蛋白條帶。隨著電泳時(shí)間延長(zhǎng),藻藍(lán)蛋白和血紅蛋白的條帶越來(lái)越明顯,如圖5c為電泳開(kāi)始后60 min時(shí)藻藍(lán)蛋白和血紅蛋白條帶聚焦?fàn)顩r。當(dāng)電泳時(shí)間達(dá)到90 min后,蛋白質(zhì)條帶變得更加明顯,但是其所處位置和60 min時(shí)相比變化不大,這說(shuō)明此位置pH值與其pI值相等,藻藍(lán)蛋白和血紅蛋白已經(jīng)充分等電聚焦(見(jiàn)圖5d)。

圖5 在RFFIEF運(yùn)行期間分離室中蛋白質(zhì)條帶的照片F(xiàn)ig.5 Photographs of protein bands in the separation chamber during RFFIEF runsa.0 min;b.30 min;c.60 min;d.90 min.

圖6是10 ℃時(shí)MC-C4D裝置在RFFIEF運(yùn)行過(guò)程中對(duì)32個(gè)通道進(jìn)行組分溶液電導(dǎo)率的自動(dòng)檢測(cè)結(jié)果。在等電聚焦開(kāi)始0 min時(shí),緩沖液和蛋白質(zhì)均勻混合后第一次經(jīng)過(guò)分離腔后,離子在電場(chǎng)中未達(dá)到平衡裝填且pH梯度尚未完全形成,不同通道溶液的電導(dǎo)率差異較小,整體分布較為平緩。當(dāng)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行在電泳30 min時(shí),蛋白質(zhì)逐漸在陽(yáng)極端開(kāi)始富集,蛋白質(zhì)在向pI點(diǎn)聚集的過(guò)程中自身的凈電荷量逐漸減小,這意味著其導(dǎo)電性逐漸減小,此時(shí)靠近陽(yáng)極端通道溶液的電導(dǎo)率明顯減小。在電泳聚焦60 min時(shí),蛋白質(zhì)富集明顯,對(duì)應(yīng)聚焦區(qū)域通道內(nèi)溶液電導(dǎo)率進(jìn)一步減小,同時(shí)靠近電極端離子存在堆積,導(dǎo)致相應(yīng)通道內(nèi)溶液電導(dǎo)率增大。此時(shí)最小電導(dǎo)率值出現(xiàn)在第7通道,這說(shuō)明蛋白質(zhì)主要富集在第7通道附近。電泳聚焦90 min時(shí),對(duì)應(yīng)聚焦區(qū)域內(nèi)通道溶液電導(dǎo)率不再減小,但是聚焦區(qū)域有所減小且最小電導(dǎo)率值出現(xiàn)在第8通道附近,與60 min聚焦結(jié)果相比蛋白聚焦區(qū)域略有偏移,此時(shí)可以認(rèn)為蛋白聚焦完成。

圖6 采用圖4的MC-C4D裝置對(duì)RFFIEF的32個(gè)通道中載體緩沖溶液電導(dǎo)率進(jìn)行自動(dòng)檢測(cè)的結(jié)果Fig.6 Automatic detection results of carrier buffer conductance in 32 flow channels of RFFIEF by using the MC-C4D device shown in Fig.4

2.3 與其他方法的比較

將本文開(kāi)發(fā)的MC-C4D裝置與商用接觸式電導(dǎo)檢測(cè)裝置和單通道C4D裝置進(jìn)行比較,結(jié)果見(jiàn)表1。

從表1中可知,MC-C4D裝置通道多,測(cè)量自動(dòng)化程度高,因此其在多通道自動(dòng)檢測(cè)場(chǎng)景下?lián)碛歇?dú)特的優(yōu)勢(shì)。雖然MC-C4D裝置測(cè)量范圍不及DDS-307和文獻(xiàn)[27]中的單通道C4D,但其已經(jīng)可以滿足FFE裝置的要求。另外,我們知道,DDS-307是依賴手動(dòng)切換擋位或者檢測(cè)探頭來(lái)達(dá)到0～100 mS/cm測(cè)量范圍的,而單通道C4D要實(shí)現(xiàn)0.01～1 000 mS/cm測(cè)量范圍也同樣需要手動(dòng)更換檢測(cè)頭。

表1 MC-C4D裝置與DDS-307和單通道C4D裝置性能的比較Table 1 Comparison between MC-C4D device with DDS-307 and single-channel C4D device

3 結(jié)論

本文發(fā)展了一種MC-C4D裝置,開(kāi)發(fā)了自動(dòng)測(cè)量軟件。MC-C4D裝置采用了并行分時(shí)的非接觸電導(dǎo)檢測(cè)技術(shù),實(shí)現(xiàn)了FFE裝置對(duì)各組分溶液電導(dǎo)率的實(shí)時(shí)在線檢測(cè)功能。為了驗(yàn)證MC-C4D裝置的性能,采用配制的KCl標(biāo)準(zhǔn)溶液作為檢測(cè)對(duì)象對(duì)其進(jìn)行了標(biāo)定和測(cè)試。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,MC-C4D裝置檢測(cè)范圍較大、LOD低、重復(fù)性好、準(zhǔn)確性高以及通道間測(cè)量相對(duì)偏差小。最后還將MC-C4D裝置成功應(yīng)用于往復(fù)式RFFIEF在蛋白質(zhì)聚焦過(guò)程中對(duì)各組分溶液電導(dǎo)率的實(shí)時(shí)在線檢測(cè)。研究結(jié)果表明MC-C4D裝置具有性能好、體積小、電路系統(tǒng)簡(jiǎn)單、安裝調(diào)試容易和成本低廉等優(yōu)點(diǎn),可在多通道測(cè)量、在線檢測(cè)和過(guò)程監(jiān)測(cè)中發(fā)揮重要作用。