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原文传递微流控高通量合成和电化学表征一体化装置

专利名称：	微流控高通量合成和电化学表征一体化装置
摘要：	本发明公开了微流控高通量合成和电化学表征一体化装置，本发明可以快速的实现微流控高通量溶液的合成与电化学检测，材料合成后可以快速的实现对合成后材料的电化学检测，提高一体化性能；本发明在对微流控合成的材料进行检测时，利用多个电极进行检测，并采用双电源的方式；本发明的检测头在检测前，通过压力传感器与控制计算机控制连接，压力传感器用于检测检测头伸入反应腔体内检测时是否伸入到位，可以进行精确的定位。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	天津;12
申请人：	天津大学
发明人：	钟澄;刘杰;胡文彬
专利状态：	有效
申请日期：	2019-03-01T00:00:00+0800
发布日期：	2019-06-04T00:00:00+0800
申请号：	CN201910158845.6
公开号：	CN109839418A
代理机构：	苏州拓云知识产权代理事务所(普通合伙)
代理人：	童强
分类号：	G01N27/48(2006.01);G;G01;G01N;G01N27
申请人地址：	300392 天津市南开区卫津路92号
主权项：	1.微流控高通量合成和电化学表征一体化装置，包括底座(1)、电源控制箱(8)、控制计算机和合成与检测一体化箱，其中，所述电源控制箱(8)、合成与检测一体化箱和控制计算机依次固定设置在所述底座(1)的长度方向上；其特征在于，所述合成与检测一体化箱包括设置在箱体内部的微流控高通量合成组件和电化学检测组件；其中，所述箱体包括从下向上依次盖设在一起的底箱(4)、中间箱(3)和上盖(2)，所述微流控高通量合成组件设置在所述底箱(4)内，所述电化学检测组件设置在所述中间箱(3)内，所述上盖(2)上还设置有控制所述电化学检测组件升降的伸缩驱动器(12)；所述伸缩驱动器(12)驱动所述电化学检测组件的检测盘(14)升降运动，以便使得检测盘(14)下端部的各个检测头(15)伸入/升出微流控高通量合成组件的反应腔体(19)；所述微流控高通量合成组件包括阵列布置的多个反应腔体(19)，且反应腔体(19)的个数为几百个；所述伸缩驱动器(12)、微流控高通量合成组件和电化学检测组件均由所述控制计算机控制，以便依次实现微流控材料合成和合成材料的电化学性能检测。 2.根据权利要求1所述的微流控高通量合成和电化学表征一体化装置，其特征在于，所述微流控高通量合成组件包括微流控合成芯片(18)、微流道材料泵入座(5)和微流道材料泵入器(6)，其中，所述反应腔体阵列布设在所述微流控芯片(18)上，所述微流控合成芯片(18)设置在所述底箱(4)内，所述底箱(4)的一侧壁上固定设置有微流道材料泵入座(5)，所述微流道材料泵入座(5)与所述微流道材料泵入器(6)连接，所述微流道材料泵入座(5)内设置有连通所述微流道材料泵入器(6)出料端与微流控合成芯片(18)的微流控流道的连通流道，所述微流控合成芯片(18)的微流控流道与反应腔体连通，所述微流道材料泵入器(6)由所述计算机控制器进行控制。 3.根据权利要求2所述的微流控高通量合成和电化学表征一体化装置，其特征在于，所述伸缩驱动器(12)的输出端连接设置有升降柱(13)，所述升降柱(13)的底部固定连接所述检测盘(14)，所述检测盘(14)的底部的各个检测头(15)与微流控合成芯片(18)上的反应腔体(19)一一对应设置；且所述检测头(15)的底部边缘处设置有锥形定位头(16)，所述微流控合成芯片(18)的反应腔体(19)的上周壁上设置有锥形定位槽(17)，所述锥形定位头(16)与锥形定位槽(17)定位配合，且锥形定位槽(17)内设置有压力传感器，所述压力传感器与控制计算机控制连接，所述压力传感器用于检测所述检测头(15)伸入反应腔体内检测时是否伸入到位。 4.根据权利要求3所述的微流控高通量合成和电化学表征一体化装置，其特征在于，所述电化学检测组件的检测头(15)包括检测头座(150)、单元检测电路板(151)、弹性座(152)、第一电极(154)、第二电极(155)、第三电极(156)和第四电极(157)，其中，所述检测头座(150)内部的顶端设置有单元检测电路板(151)，所述检测头座(150)的内部竖直方向中间位置还设置有弹性座(152)，所述弹性座(152)的底部安装有与单元检测电路板电连接的第一电极(154)、第二电极(155)、第三电极(156)和第四电极(157)，且所述第二电极(155)通过伸缩杆(153)连接在所述弹性座(152)的底部，所述第二电极(155)接地，在所述检测头(15)定位伸入反应腔体后，所述第二电极(155)在所述伸缩杆(153)的伸缩运动下，能够上升离开反应腔体内的检测液或者伸入反应腔体内的检测液内，所述第二电极(155)的线路接地。 5.根据权利要求4所述的微流控高通量合成和电化学表征一体化装置，其特征在于，所述电化学检测组件的检测头(15)还包括双电源(158)、可变电阻器(159)、电流表和电压表，其中，所述第一电极(154)与第四电极(157)之间的线路上依次串联设置有双电源(158)、可变电阻器(159)、电流表和电压表，所述电流表和电压表之间的线路上连接所述第三电极(156)，所述双电源(158)的两个电源的两端电压大小相同、且电压的极性相反，以便实现对所述第一电极(154)与第四电极(157)之间施加相反的电压值。 6.根据权利要求5所述的微流控高通量合成和电化学表征一体化装置，其特征在于，在对反应腔体内的检测液进行检测时，所述控制计算机能够控制所述双电源(158)的其中一个电源供电，且控制所述可变电阻器(159)的电阻值由小逐渐变大或者由大逐渐变小；之后，所述控制计算机能够控制所述双电源(158)的另外一个电源供电，且控制所述可变电阻器(159)的电阻值由小逐渐变大或者由大逐渐变小，分别记录不同可变电阻器(159)的阻值时，所述电流表和电压表的检测值；且所述控制计算机控制所述双电源(158)由其中一个电源转换至另外一个电源供电前，所述检测头向上升起以便离开所述反应腔体，且所述伸缩杆(153)控制第二电极(155)伸入所述反应腔体的检测液内一定时间后，所述述伸缩杆(153)控制第二电极(155)抬起，并使得检测头重新伸入反应腔体的检测液内，再进行另外一个电源供电的检测。 7.根据权利要求5所述的微流控高通量合成和电化学表征一体化装置，其特征在于，所述伸缩驱动器(12)为气缸、电磁伸缩器或电机螺母丝杆机构，所述伸缩杆(153)为气缸或者电磁伸缩器。 8.根据权利要求1所述的微流控高通量合成和电化学表征一体化装置，其特征在于，所述上盖上的伸缩驱动器(12)包括控制气泵(20)、气杆(21)和升降盘，所述控制气泵(20)采用多个气管连接至各自的气杆(21)，所述气杆(21)的输出端连接至升降盘，所述检测盘(14)的上端采用联轴器连接至所述升降盘。 9.根据权利要求1所述的微流控高通量合成和电化学表征一体化装置，其特征在于，所述合成与检测一体化箱的底部采用竖直调平支撑架(7)固定支撑在底座(1)上，所述电源控制箱(8)内部设置有电源控制面板(9)，所述底箱(4)的前侧面设置有用于显示微流控合成芯片(18)的各个反应腔体(19)的反应条件的反应显示器(11)，所述中间箱(3)的前侧面设置有用于显示对各个反应腔体(19)电化学检测的检测信息。 10.根据权利要求1所述的微流控高通量合成和电化学表征一体化装置，其特征在于，所述控制计算机能够根据对各个反应腔体的反应溶液所检测的电流电压值绘制出电流与电压变化曲线。
所属类别：	发明专利