ПОРТАТИВНОЕ ПРОТОЧНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ АНАЛИЗА ЖИДКИХ ФАЗ
PORTABLE FLOW DEVICE FOR ANALYSIS OF LIQUID PHASES

Изобретение относится к области аналитической химии и может быть использовано при создании быстродействующих переносных портативных приборов для обнаружения и идентификации химических веществ в жидких фазах, в частности при проведении экологического и токсикологического контроля и мониторинга. Аналоги но обнаружены.
Технической задачей изобретения является разработка портативного проточного устройства, позволяющего анализировать жидкие фазы при практически неограниченном увеличении числа анализируемых компонентов в растворах, обеспечивать простоту, точность, экспрессность, портативность, непрерывность проведения измерений при небольших затратах рабочей силы и материалов, невысокую стоимость проведения анализа, не требующего для обслуживания высококвалифицированного персонала.
Для решения поставленной технической задачи изобретения предложено портативное проточное устройство для анализа жидких фаз, содержащее ячейку детектирования, представляющую собой фторопластовый разъемный корпус, состоящий из двух соединенных между собой винтами разборных частей: нижней и верхней, между которыми расположен пьезокварцевый резонатор, и электрическую часть, состоящую из генератора и частотомера, заключенную в металлизированный корпус, при этом нижняя часть фторопластового корпуса ячейки жестко прикреплена к электрической части, что позволяет уменьшить расстояние между пьезокварцевым резонатором и генератором, нижняя и верхняя части фторопластового корпуса ячейки по форме и размерам одинаковы и выполнены таким образом, что при их совмещении образуется полость для размещения двух прямоугольных пластин с круглым отверстием в центре и двух подпружиненных соосных фторопластовых поршней в виде двухступенчатых цилиндров с несквозным отверстием, причем ограничение хода поршней осуществляется за счет ступеней большего диаметра, которые упираются в пластины, закрепленные винтами в нижней и верхней частях фторопластового корпуса ячейки, в нижнем поршне выполнено отверстие для пьезокварцевого резонатора, в верхнем поршне - отверстие, образующее с верхней поверхностью резонатора рабочую камеру, в которой размещены металлические патрубки для ввода и вывода элюента, соединенные фторопластовыми трубками для обеспечения жесткой фиксации с металлическими патрубками для ввода и вывода элюента, расположенными на передней панели корпуса ячейки, съемный пьезокварцевый резонатор размещен между поршнями в цанговом разъеме, жестко закрепленном в нижней части фторопластового корпуса ячейки таким образом, чтобы своей нижней поверхностью закрыть отверстие в нижнем поршне и чтобы только верхняя поверхность пьезокварцевого резонатора омывалась жидкой фазой, при сборке корпуса пьезокварцевый резонатор зажимается подпружиненными поршнями, места соединения поршней и резонатора отшлифованы для сохранения герметичности рабочей камеры, устройство соединяется с компьютером и не требует собственного источника питания, при этом все устройство выполнено портативным.
Технический результат заключается в обеспечении простоты, точности, экспрессности, портативности, непрерывности проведения измерений в жидких фазах при практически неограниченном увеличении числа анализируемых компонентов в растворах.
На фиг.1 представлен вид сверху разборных частей портативного проточного устройства для анализа жидких фаз, на фиг.2 - продольный разрез фторопластового корпуса ячейки детектирования, на фиг.3 - общий вид портативного проточного устройства для анализа жидких фаз.
Портативное проточное устройство для анализа жидких фаз содержит ячейку детектирования, представляющую собой фторопластовый разъемный корпус, состоящий из двух соединенных между собой винтами 3 разборных частей: нижней 1 и верхней 2, между которыми расположен пьезокварцевый резонатор 10, и электрическую часть 4, состоящую из генератора и частотомера, заключенную в металлизированный корпус. Нижняя часть 1 корпуса ячейки жестко прикреплена к электрической части 4, что позволяет уменьшить расстояние между пьезокварцевым резонатором 10 и генератором. Нижняя 1 и верхняя 2 части фторопластового корпуса ячейки по форме и размерам одинаковы, каждая из частей выполнена таким образом, что при их совмещении образуется полость для размещения двух прямоугольных пластин 8 с круглым отверстием в центре и двух подпружиненных (пружины 5) соосных фторопластовых поршней 6 и 7 в виде двухступенчатых цилиндров с несквозным отверстием. Ограничение хода поршней осуществляется за счет ступеней большего диаметра, которые упираются в пластины, закрепленные винтами в нижней 1 и верхней 2 частях фторопластового корпуса ячейки. В нижнем поршне 6 выполнено отверстие для пьезокварцевого резонатора, а в верхнем поршне 7 - отверстие, образующее рабочую камеру 11, и размещены металлические патрубки 12 для ввода и вывода элюента, соединенные фторопластовыми трубками 13 для обеспечения жесткой фиксации с металлическими патрубками 14 для ввода и вывода элюента, расположенными на передней панели корпуса ячейки. Съемный пьезокварцевый резонатор 10 размещен между поршнями в цанговом разъеме 9, жестко закрепленном в нижней части 1 фторопластового корпуса ячейки таким образом, чтобы своей нижней поверхностью закрыть отверстие в поршне 6 и чтобы только верхняя поверхность пьезокварцевого резонатора омывалась жидкой фазой. При сборке корпуса ячейки пьезокварцевый резонатор зажимается подпружиненными поршнями 6 и 7. Места соединения поршней и резонатора отшлифованы для сохранения герметичности рабочей камеры. Объем рабочей камеры составляет около 200 мкл. Устройство соединяется с компьютером с помощью стандартного разъема 15 и не требует собственного источника питания, при этом все устройство выполнено портативным.
Портативное проточное устройство для анализа жидких фаз работает следующим образом.
В полостях нижней 1 и верхней 2 частей фторопластового корпуса ячейки размещают две пружины 5, два соосных фторопластовых поршня 6 в виде двухступенчатых цилиндров с несквозным отверстием, закрепляют винтами с помощью двух прямоугольных пластин 8 с круглым отверстием в центре. В цанговый разъем 9 помещают пьезокварцевый резонатор 10 так, чтобы он своей нижней поверхностью закрыл отверстие в поршне 6 и чтобы на верхней поверхности электрод с нанесенным модификатором омывался жидкой фазой только с одной стороны, затем обе части 1 и 2 фторопластового корпуса ячейки соединяют винтами 3 и подключают к компьютеру с помощью стандартного разъема 15. Через готовую для работы ячейку предварительно пропускают с определенной скоростью элюент до стабилизации частоты резонатора. В поток элюента вводят определенный объем анализируемой жидкой пробы, что вызывает снижение частоты колебаний резонатора вследствие сорбции на поверхности электрода, измеряют аналитический сигнал (разность между частотой резонатора до и после контакта с анализируемой пробой). Регенерацию покрытия модификатора проводят путем пропускания элюента до восстановления частоты резонатора. После этого в ячейке можно проводить следующее измерение.
Таким образом, предлагаемая проточная ячейка детектирования обеспечивает простоту, точность, экспрессность, портативность, невысокую стоимость, непрерывность проведения измерений в жидких фазах при практически неограниченном увеличении числа анализируемых компонентов в растворах, не требует использования высококвалифицированного персонала для обслуживания.