CN117030646B - 基于光度法的多通道移液器现场测量装置及方法 - Google Patents
基于光度法的多通道移液器现场测量装置及方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN117030646B CN117030646B CN202311295404.3A CN202311295404A CN117030646B CN 117030646 B CN117030646 B CN 117030646B CN 202311295404 A CN202311295404 A CN 202311295404A CN 117030646 B CN117030646 B CN 117030646B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- cuvette
- volume
- liquid
- solution
- measuring
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000005259 measurement Methods 0.000 title claims abstract description 35
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 22
- 238000005375 photometry Methods 0.000 title claims abstract description 11
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 128
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 68
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 47
- 239000011148 porous material Substances 0.000 claims abstract description 38
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 claims abstract description 11
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 77
- 238000002835 absorbance Methods 0.000 claims description 38
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 claims description 28
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 27
- 239000012482 calibration solution Substances 0.000 claims description 24
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 claims description 22
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 18
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 17
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 13
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims description 13
- 238000012937 correction Methods 0.000 claims description 10
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 8
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 claims description 7
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims description 7
- KSYNLCYTMRMCGG-UHFFFAOYSA-J tetrasodium;2-[2-[bis(carboxylatomethyl)amino]ethyl-(carboxylatomethyl)amino]acetate;dihydrate Chemical compound O.O.[Na+].[Na+].[Na+].[Na+].[O-]C(=O)CN(CC([O-])=O)CCN(CC([O-])=O)CC([O-])=O KSYNLCYTMRMCGG-UHFFFAOYSA-J 0.000 claims description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 6
- MPTQRFCYZCXJFQ-UHFFFAOYSA-L copper(II) chloride dihydrate Chemical compound O.O.[Cl-].[Cl-].[Cu+2] MPTQRFCYZCXJFQ-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 5
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims description 5
- 239000012085 test solution Substances 0.000 claims description 5
- ORTQZVOHEJQUHG-UHFFFAOYSA-L copper(II) chloride Chemical compound Cl[Cu]Cl ORTQZVOHEJQUHG-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 4
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 4
- IWZKICVEHNUQTL-UHFFFAOYSA-M potassium hydrogen phthalate Chemical compound [K+].OC(=O)C1=CC=CC=C1C([O-])=O IWZKICVEHNUQTL-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 4
- 238000010790 dilution Methods 0.000 claims description 3
- 239000012895 dilution Substances 0.000 claims description 3
- XNGIFLGASWRNHJ-UHFFFAOYSA-L phthalate(2-) Chemical compound [O-]C(=O)C1=CC=CC=C1C([O-])=O XNGIFLGASWRNHJ-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 3
- 229960003280 cupric chloride Drugs 0.000 claims description 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims description 2
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 claims description 2
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 claims description 2
- KCXVZYZYPLLWCC-UHFFFAOYSA-N EDTA Chemical compound OC(=O)CN(CC(O)=O)CCN(CC(O)=O)CC(O)=O KCXVZYZYPLLWCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 abstract description 6
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 abstract description 6
- 239000002585 base Substances 0.000 description 21
- 239000003637 basic solution Substances 0.000 description 4
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 3
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000004445 quantitative analysis Methods 0.000 description 2
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 2
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 2
- 238000011481 absorbance measurement Methods 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000010353 genetic engineering Methods 0.000 description 1
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 238000004451 qualitative analysis Methods 0.000 description 1
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 1
- QFUMGPMULRUDNL-UHFFFAOYSA-J tetrasodium;ethane-1,2-diamine;tetraacetate;dihydrate Chemical compound O.O.[Na+].[Na+].[Na+].[Na+].CC([O-])=O.CC([O-])=O.CC([O-])=O.CC([O-])=O.NCCN QFUMGPMULRUDNL-UHFFFAOYSA-J 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
- G01N21/31—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F22/00—Methods or apparatus for measuring volume of fluids or fluent solid material, not otherwise provided for
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Abstract
基于光度法的多通道移液器现场测量装置及方法，能够根据溶液浓度的改变，确定加入溶液中液体的体积，可以实现多通道移液器各个通道的并行检测，极大提高测量效率，对测量环境要求低可以实现现场检测，并且减少了液体蒸发对检测的影响，保障了测量精度。装置包括：光源（1）、光纤（2）、准直器（3）、滤光片（4）、比色皿（5）、承托条形孔板（6）、电机皮带（7）、电机（8）、球面透镜（9）、光电检测器（10）。
Description
技术领域
本发明涉及精密仪器光学检测的技术领域，尤其涉及一种基于光度法的多通道移液器现场测量装置，以及这种基于光度法的多通道移液器现场测量装置的工作方法。
背景技术
移液器是一种微容量移液设备，可以定量实现微量液体转移。该设备广泛应用于制药、生物、医疗、食品、基因工程技术等实验室中，服务于大量的微量液体转移、溶液配置环节。移液器分为单通道移液器和多通道移液器，后者是在前者的基础上发展而来，两者工作原理一致，但是后者存在多个（通常为8个或12个）呈阵列式的移液通道，可以大大提高工作效率，目前的应用更为广泛。
多通道移液器的各个移液通道的移液精度的高低，将会决定定量分析的可靠性，极大的影响社会经济发展和科技进步。由于多通道移液器数量庞大，其负压式吸液的工作原理导致容易产生较大的移液误差，因此需要提供一种现场测量方法以保障多通道移液器的移液精度。
目前，多通道移液器检测主要依靠静力称量法实现。静力称量法需要依靠高精度的天平，其精度高、重复性好，但是天平存在以下局限性：1）需要在恒温、恒湿、隔振、绝热的实验环境下使用，对环境要求高，安装调试后一般不再移动，难以实现原位检测；2）在微容量的检测过程中液体蒸发现象明显，会极大的影响测量精度；3）装置成本和检测效率相互制约，针对多通道移液器，若采用单通道天平，即仅有一个传感器的天平，则多通道移液器的各个通道的检测需串行进行，检测效率低，若采用多通道天平，即具有多个传感器的天平，虽然多通道移液器的各个通道的检测可以并行完成，提高了检测效率，但是多通道天平的造价极高。
发明内容
为克服现有技术的缺陷，本发明要解决的技术问题是提供了一种基于光度法的多通道移液器现场测量装置，其能够根据溶液浓度的改变，确定加入溶液中液体的体积，可以实现多通道移液器各个通道的并行检测，极大提高测量效率，对测量环境要求低可以实现现场检测，并且减少了液体蒸发对检测的影响，保障了测量精度。
本发明的技术方案是：这种基于光度法的多通道移液器现场测量装置，其包括：光源（1）、光纤（2）、准直器（3）、滤光片（4）、比色皿（5）、承托条形孔板（6）、电机皮带（7）、电机（8）、球面透镜（9）、光电检测器（10）；
通过光纤分光将光源的光信号分成n+1个通道光，选择其中1个通道作为对照光路，剩余n个通道作为检测光路；每个通道包括分光光束顺次经过的准直器、滤光片、比色皿、球面透镜和光电检测器，所述放置待测量液体的比色皿挨个置于承托条形孔板的小孔中，小孔间距同光路通道间距相对应，承托条形孔板为不透明材质并置于电机皮带上，受电机驱动的电机皮带前后振荡带动承托条形孔板前后振荡，通过光电检测器获得1个对照光路和n个检测光路的光强。
本发明通过光纤分光将光源的光信号分成n+1个通道光，选择其中1个通道作为对照光路，剩余n个通道作为检测光路；每个通道包括分光光束顺次经过的准直器、滤光片、比色皿、球面透镜和光电检测器，所述放置待测量液体的比色皿挨个置于承托条形孔板的小孔中，小孔间距同光路通道间距相对应，承托条形孔板为不透明材质，当比色皿置于承托条形孔板的小孔内时，不同通道光之间并无干扰，承托条形孔板置于电机皮带上，受电机驱动的电机皮带前后振荡带动承托条形孔板前后振荡，将比色皿中液体混匀，通过光电检测器获得1个对照光路和n个检测光路的光强，从而获得在某个波长下的吸光度，由吸光度来计算比色皿中溶液的浓度，因此能够根据溶液浓度的改变，确定加入溶液中液体的体积，可以实现多通道移液器各个通道的并行检测，极大提高测量效率，对测量环境要求低可以实现现场检测，并且减少了液体蒸发对检测的影响，保障了测量精度。
还提供了一种基于光度法的多通道移液器现场测量装置的方法，其包括以下步骤：
（1）记录当下试液温度以及室内温度、气压和湿度；
（2）确认待检测的多通道移液器单个通道待测体积VS，对于固定体积多通道移液器，其待测体积为标称体积；对于可变体积多通道移液器，测定标称体积、标称体积的50%或最接近的可能值中的较大者、可用体积范围的下限或标称体积的10%中的较大者；
（3）为确定单通道移液器待测体积的检测误差，对每个待测体积进行至少n=10次重复测量，至少通过待检测的单通道移液器依次吸取10次待测液制得混合液比色皿；
（4）修正系数S测定：将滤光片切换至520nm波长处，将稳定液比色皿置于承托条形孔板的小孔中，经电机皮带前后振荡搅拌混匀后，测定测量光路下光强Ibuf,520,m和监测光路下光强Ibuf,520,r，修正系数S为稳定液比色皿置于分光***中，测量光路光强Ibuf,520,m同监测光路光强Ibuf,520,r比值，公式为：
(2)；
（5）校准液520nm处吸光度ACal520测定：将滤光片切换至520nm波长处，更换比色皿为校准液比色皿，经电机皮带前后振荡搅拌混匀后，测定测量光路下光强Istd,520,m和监测光路下光强Istd,520,r，吸光度ACal520公式为：
(3)；
（6）基底液520nm处吸光度AC520测定：将滤光片切换至520nm波长处，将基底液比色皿置于承托条形孔板的小孔中，经电机皮带前后振荡搅拌混匀后，测定测量光路下光强Idil,520,m和监测光路下光强Idil,520,r，吸光度AC520公式为：
(4)；
（7）基底液730nm处吸光度AC730测定：将滤光片切换至730nm波长处，将稳定液比色皿置于承托条形孔板的小孔中，经电机皮带前后振荡搅拌混匀后，测定测量光路下光强Ibuf,730,m和监测光路下光强Ibuf,730,r，更换比色皿为基底液比色皿，经电机皮带前后振荡搅拌混匀后，测定测量光路下光强Idil,730,m和监测光路下光强Idil,730,r，吸光度AC730公式为：
(5)；
（8）混合液520nm处吸光度AM520测定：将滤光片切换至520nm波长处，将混合液比色皿置于承托条形孔板的小孔中，经电机皮带前后振荡搅拌混匀后，测定测量光路下光强Imix,520,m和监测光路下光强Imix,520,r，第i次输送待测液后对应混合液吸光度AM520(i)公式为：
(6)；
（9）计算检测常数Kj：检测常数Kj是测试体积VS对应校准液的检测常数，公式为：
(7)；
（10）计算移液体积：移液体积为通过待检测的单通道移液器第i次输送待测液时的输送体积，公式为：
(8)，
其中，VCO为基底液比色皿内实测基底液体积，VT(i)为单通道移液器第i次输送的待测液体积；
其中所述稳定液比色皿，通过输送4.5 mL至5.5 mL之间的体积为VCO稳定液至洁净且干燥的比色皿内得到；所述校准液比色皿，通过输送4.5 mL至5.5 mL之间的体积为VCO校准液至洁净且干燥的比色皿内得到；所述基底液比色皿，通过输送4.5 mL至5.5 mL之间的体积为VCO基底液至洁净且干燥的比色皿内得到；所述混合液比色皿，通过待检测的单通道移液器吸取待测液转移至上述基底液比色皿内制得；制备多个比色皿时，每个实际输送体积误差在VCO的±0.03%范围内，并记录试验温度下的实际体积。
附图说明
图1 是根据本发明的基于光度法的多通道移液器现场测量装置的结构示意图。
图2 是根据本发明的基于光度法的多通道移液器现场测量装置的工作方法的一个具体实施例的流程图。
图3是根据本发明的基于光度法的多通道移液器现场测量装置的工作方法的整体流程图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“包括”以及任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、装置、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或单元。
光度法是利用溶液的吸光度与溶液浓度的正比关系，对溶液进行定性或定量分析。通过测量有色溶液在某个波长下的吸光度，由吸光度来计算溶液的浓度。根据溶液浓度的改变，确定加入溶液中液体的体积。本发明基于光度法建立多通道测量***，可以实现多通道移液器各个通道的并行检测，极大提高测量效率，该方法对测量环境要求低可以实现现场检测，并且减少了液体蒸发对检测的影响，保障了测量精度。
如图1所示，这种基于光度法的多通道移液器现场测量装置，其包括：光源1、光纤2、准直器3、滤光片4、比色皿5、承托条形孔板6、电机皮带7、电机8、球面透镜9、光电检测器10；
通过光纤分光将光源的光信号分成n+1个通道光，选择其中1个通道作为对照光路，剩余n个通道作为检测光路；每个通道包括分光光束顺次经过的准直器、滤光片、比色皿、球面透镜和光电检测器，所述放置待测量液体的比色皿挨个置于承托条形孔板的小孔中，小孔间距同光路通道间距相对应，承托条形孔板为不透明材质并置于电机皮带上，受电机驱动的电机皮带前后振荡带动承托条形孔板前后振荡，通过光电检测器获得1个对照光路和n个检测光路的光强。
本发明通过光纤分光将光源的光信号分成n+1个通道光，选择其中1个通道作为对照光路，剩余n个通道作为检测光路；每个通道包括分光光束顺次经过的准直器、滤光片、比色皿、球面透镜和光电检测器，所述放置待测量液体的比色皿挨个置于承托条形孔板的小孔中，小孔间距同光路通道间距相对应，承托条形孔板为不透明材质，当比色皿置于承托条形孔板的小孔内时，不同通道光之间并无干扰，承托条形孔板置于电机皮带上，受电机驱动的电机皮带前后振荡带动承托条形孔板前后振荡，将比色皿中液体混匀，通过光电检测器获得1个对照光路和n个检测光路的光强，从而获得在某个波长下的吸光度，由吸光度来计算比色皿中溶液的浓度，因此能够根据溶液浓度的改变，确定加入溶液中液体的体积，可以实现多通道移液器各个通道的并行检测，极大提高测量效率，对测量环境要求低可以实现现场检测，并且减少了液体蒸发对检测的影响，保障了测量精度。
优选地，所述滤光片包含520nm和730nm两种波长的滤光片，n+1个通道的滤光片通过电机同步驱动，实现两种滤光片的切换。
优选地，所述比色皿为圆柱体、长方体或正方体，所述待测量液体包括稳定液、待测液、基底液、以及由基础溶液按一定条件配制而成的校准液和混合液。
优选地，所述对照光路中比色皿为空，在整个测量过程中不做任何处理，用于监测外部环境光以及光源的波动或者衰减影响。
优选地，光束从比色皿的侧面入射，从比色皿的另一侧面射出，照射到球面透镜上。
如图3所示，还提供了一种基于光度法的多通道移液器现场测量装置的方法，其包括以下步骤：
（1）记录当下试液温度以及室内温度、气压和湿度；
（2）确认待检测的多通道移液器单个通道待测体积VS，对于固定体积多通道移液器，其待测体积为标称体积；对于可变体积多通道移液器，测定标称体积、标称体积的50%或最接近的可能值中的较大者、可用体积范围的下限或标称体积的10%中的较大者；
（3）为确定单通道移液器待测体积的检测误差，对每个待测体积进行至少n=10次重复测量，至少通过待检测的单通道移液器依次吸取10次待测液制得混合液比色皿；
（4）修正系数S测定：将滤光片切换至520nm波长处，将稳定液比色皿置于承托条形孔板的小孔中，经电机皮带前后振荡搅拌混匀后，测定测量光路下光强Ibuf,520,m和监测光路下光强Ibuf,520,r，修正系数S为稳定液比色皿置于分光***中，测量光路光强Ibuf,520,m同监测光路光强Ibuf,520,r比值，公式为：
(2)；
（5）校准液520nm处吸光度ACal520测定：将滤光片切换至520nm波长处，更换比色皿为校准液比色皿，经电机皮带前后振荡搅拌混匀后，测定测量光路下光强Istd,520,m和监测光路下光强Istd,520,r，吸光度ACal520公式为：
(3)；
（6）基底液520nm处吸光度AC520测定：将滤光片切换至520nm波长处，将基底液比色皿置于承托条形孔板的小孔中，经电机皮带前后振荡搅拌混匀后，测定测量光路下光强Idil,520,m和监测光路下光强Idil,520,r，吸光度AC520公式为：
(4)；
（7）基底液730nm处吸光度AC730测定：将滤光片切换至730nm波长处，将稳定液比色皿置于承托条形孔板的小孔中，经电机皮带前后振荡搅拌混匀后，测定测量光路下光强Ibuf,730,m和监测光路下光强Ibuf,730,r，更换比色皿为基底液比色皿，经电机皮带前后振荡搅拌混匀后，测定测量光路下光强Idil,730,m和监测光路下光强Idil,730,r，吸光度AC730公式为：
(5)；
（8）混合液520nm处吸光度AM520测定：将滤光片切换至520nm波长处，将混合液比色皿置于承托条形孔板的小孔中，经电机皮带前后振荡搅拌混匀后，测定测量光路下光强Imix,520,m和监测光路下光强Imix,520,r，第i次输送待测液后对应混合液吸光度AM520(i)公式为：
(6)；
（9）计算检测常数Kj：检测常数Kj是测试体积VS对应校准液的检测常数，公式为：
(7)；
（10）计算移液体积：移液体积为通过待检测的单通道移液器第i次输送待测液时的输送体积，公式为：
(8)，
其中，VCO为基底液比色皿内实测基底液体积，VT(i)为单通道移液器第i次输送的待测液体积；
其中所述稳定液比色皿，通过输送4.5 mL至5.5 mL之间的体积为VCO稳定液至洁净且干燥的比色皿内得到；所述校准液比色皿，通过输送4.5 mL至5.5 mL之间的体积为VCO校准液至洁净且干燥的比色皿内得到；所述基底液比色皿，通过输送4.5 mL至5.5 mL之间的体积为VCO基底液至洁净且干燥的比色皿内得到；所述混合液比色皿，通过待检测的单通道移液器吸取待测液转移至上述基底液比色皿内制得；制备多个比色皿时，每个实际输送体积误差在VCO的±0.03%范围内，并记录试验温度下的实际体积。
优选地，所述步骤（3）中，待测液制备方法为：丽春红水溶液中，调节pH至 6.0 ±0.1，然后通过0.2 µm过滤器过滤得到，根据待测体积确定配置丽春红溶液每升水所需丽春红的质量。
优选地，所述步骤（4）中，稳定液制备方法为：每升水溶解4.08 g邻苯二甲酸氢钾和3.81g 乙二胺四乙酸四钠盐二水合物EDTA，调节pH 至6.0 ± 0.1，并通过0.2 µm过滤器过滤。
优选地，所述步骤（5）中，校准液制备方法为：与待检测的单通道移液器单次移液的待测体积相对应，将已知体积的待测液与已知体积的基底液按照一定比例进行混合；其中待测液使用所需待测体积VS的10倍量，并将其乘以制备因子；其中基底液用制备因子乘以比色皿中氯化铜溶液的体积VCO；
根据公式（1）计算稀释比R：
(1)，
其中，VPS为实测待测液体积，VC为实测基底液体积。
优选地，所述步骤（6）、（7）中，基底液制备方法为：溶解1.12 g/l氯化铜二水合物在邻苯二甲酸酯/ EDTA稳定液中，并调节pH至 6.0 ± 0.1，通过0.2 µm过滤器过滤所得溶液。
本发明的有益技术效果如下：
1、提供一种基于光度法的多通道移液器现场测量方法，可以实现多通道移液器各个通道的并行检测，为多通道移液器现场测量提供了测量***设计及测量方法构建思路；
2、提出利用光纤获得n个检测光路以及1个对照光路的结构，创新性的利用对照光路获得修正系数，降低了干扰及波动对测量的影响，提高微容量测量的准确性；
3、提出利用承托条形孔板安装所有比色皿并保证不同光路之间不相互干扰，保障测量精度，并利用电机和电机皮带实现承托条形孔板的振荡功能以实现液体混匀。
下面结合实施例对本发明进一步说明。
实施例1
步骤一：测量***搭建
本发明实施例所述的测量***光路简图如附图1所示，测量***用于光源1分光准直聚焦，并于光电检测器7处检测光强。所述光源1分光，通过光纤2分光将光源的光信号分成(n+1)个通道光，选择其中1个通道作为对照光路，剩余n个通道作为检测光路。所述n个通道，具体通道数量同被检测的多通道移液器通道数量一致，对于(n+1)个通道的每一个通道，测量原理都同单一通道一致，光路结构在实质上并无不同，故对通道展开具体描述时，将以某一单一通道为例进行说明。所述通道，包括分光光束次第经过的准直器3、滤光片4、比色皿5、球面透镜9和光电检测器10。所述比色皿5挨个置于承托条形孔板6上，刚好嵌于承托条形孔板6的小孔，小孔间距同光路通道间距相对应。所述承托条形孔板6为不透明材质，当比色皿5置于承托条形孔板6的小孔内时，不同通道光之间并无干扰，同时，所述承托条形孔板6置于电机皮带7上，电机皮带7前后振荡将带动条形孔板6前后振荡。所述电机皮带7受电机8驱动，实现前后振荡功能。所述承托条形孔板6、电机皮带7和电机8共同构成测量***液体混匀装置。
进一步的，所述比色皿为用于放置待测量液体的容器，包括但不限于圆柱体、长方体和正方体。所述待测量液体包括稳定液、待测液和基底液此类基础溶液以及由基础溶液按一定条件配制而成的校准液和混合液，具体配制步骤见步骤二、三、四。
进一步的，所述滤光片包含520nm和730nm两种波长的滤光片，(n+1)个通道的滤光片通过电机同步驱动，实现两种滤光片的切换。
进一步的，所述对照光路中比色皿为空，在整个测量过程中不做任何处理。
进一步的，所述对照光路用于监测外部环境光以及光源的波动或者衰减影响，通过步骤五中修正系数测定，补偿因外部环境光干扰、点光源抖动或者衰减导致的误差，提高了后续吸光度计算的准确性，降低了不同时刻光源波动问题对光电检测器所造成的影响。
进一步的，所述检测光路中比色皿将根据步骤五进行更换、处理，同时在此***下，易于手动更换比色皿。
进一步的，所述比色皿置于通道中，光束于比色皿的侧面入射，从比色皿的另一侧面射出，照射到球面透镜上。
步骤二：基础溶液配制
基础溶液，用于制备稳定液比色皿、基底液比色皿、校准液比色皿和混合液比色皿。所述基础溶液包括稳定液、待测液和基底液，具体配制过程如下：
稳定液：每升水溶解4.08 g邻苯二甲酸氢钾（CAS No.877-24-7）和3.81g EDTA（乙二胺四乙酸四钠盐二水合物）（CAS No.10378-23-1），调节pH 至6.0 ± 0.1，并通过0.2 µm过滤器过滤。
待测液：丽春红水溶液中，调节pH至 6.0 ± 0.1，然后通过0.2 µm过滤器过滤得到。对于不同待测体积，配置丽春红溶液每升水所需丽春红的质量不同，具体见表1。所述待测液用于配制校准溶液以及作为染色剂供待检测的多通道移液器使用。
表1
基底液：溶解1.12 g/l氯化铜二水合物（CuCl2·2H2O）在邻苯二甲酸酯/ EDTA稳定液中，并调节pH至 6.0 ± 0.1。通过0.2 µm过滤器过滤所得溶液。
步骤三：校准液配制
所述校准液配制与待检测的多通道移液器单个通道单次移液的待测体积VS相对应。将已知体积的待测液与已知体积的基底液按照表2进行混合。按如下剂量配置上述各溶液：
待测液：使用所需待测体积VS的10倍量（n = 10次重复），并将其乘以表2的制备因子。
基底液：用表2给出的制备因子乘以比色皿中氯化铜溶液的体积VCO。
表2
计算稀释比R：
(1)，
其中，VPS为实测待测液体积，VC为实测基底液体积。
步骤四：制备稳定液、校准液、基底液和混合液比色皿
所述比色皿，用于置于步骤一所述检测光路内以备后续吸光度测量。所述稳定液比色皿，通过输送体积为VCO（4.5 mL至5.5 mL之间）稳定液至洁净且干燥的比色皿内得到，所述校准液比色皿，通过输送体积为VCO（4.5 mL至5.5 mL之间）校准液至洁净且干燥的比色皿内得到，所述基底液比色皿，通过输送体积为VCO（4.5 mL至5.5 mL之间）基底液至洁净且干燥的比色皿内得到，所述混合液比色皿，通过待检测的多通道移液器吸取待测液转移至上述基底液比色皿内制得，制备多个比色皿时，每个实际输送体积误差应在VCO的±0.03%范围内，并记录试验温度下的实际体积。
步骤五：实验操作步骤
（1）实验开始前，记录当下试液温度以及室内温度、气压和湿度；
（2）确认待检测的多通道移液器单个通道待测体积VS，对于固定体积多通道移液器，其待测体积为标称体积；对于可变体积多通道移液器，至少测定三个体积，包括标称体积、标称体积的50%或最接近的可能值和可用体积范围的下限或标称体积的10%（以较大者为准）；
（3）为确定单通道移液器待测体积的检测误差，对每个待测体积进行至少n=10次重复测量，即至少通过待检测的单通道移液器依次吸取10次待测液制得混合液比色皿；
（4）修正系数S测定，将测量***内滤光片切换至520nm波长处，将稳定液比色皿置于检测光路，经液体混匀装置充分振荡，测定检测光路下光强Ibuf,520,m和对照光路下光强Ibuf,520,r，所述修正系数S为稳定液比色皿置于检测光路中，检测光路光强Ibuf,520,m同对照光路光强Ibuf,520,r比值，具体公式如下：
(2)；
（5）校准液520nm处吸光度ACal520测定，将测量***内滤光片切换至520nm波长处，更换检测光路内比色皿为校准液比色皿，经液体混匀装置充分振荡，测定检测光路下光强Idil,520,m和对照光路下光强Idil,520,r，吸光度ACal520具体公式如下：
(3)；
（6）基底液520nm处吸光度AC520测定，将测量***内滤光片切换至520nm波长处，将基底液比色皿置于检测光路，经液体混匀装置充分振荡，测定检测光路下光强Idil,520,m和对照光路下光强Idil,520,r，吸光度AC520具体公式如下：
(4)；
（7）基底液730nm处吸光度AC730测定，将测量***内滤光片切换至730nm波长处，将稳定液比色皿置于检测光路，经液体混匀装置充分振荡，测定检测光路下光强Ibuf,730,m和对照光路下光强Ibuf,730,r，更换比色皿为基底液比色皿，经液体混匀装置充分振荡，测定检测光路下光强Idil,730,m和对照光路下光强Idil,730,m，吸光度AC730具体公式如下：
(5)；
（8）混合液520nm处吸光度AM520测定，将测量***内滤光片切换至520nm波长处，将混合液比色皿置于检测光路，经液体混匀装置充分振荡，测定检测光路下光强Imix,520,m和对照光路下光强Imix,520,r，第i次输送待测液后对应混合液吸光度AM520(i)具体公式如下：
(6)；
（9）检测常数Kj计算，所述检测常数Kj是待测体积VS对应校准液的检测常数，具体公式如下：
(7)；
（10）移液体积计算，所述移液体积为通过待检测的多通道移液器第i次输送待测液时的输送体积，具体公式如下：
(8)，
VCO为基底液比色皿内实测基底液体积，VT(i)为单通道移液器第i次输送的待测液体积。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属本发明技术方案的保护范围。
Claims (5)
1.基于光度法的多通道移液器现场测量装置的测量方法，
基于光度法的多通道移液器现场测量装置包括：光源（1）、光纤（2）、准直器（3）、滤光片（4）、比色皿（5）、承托条形孔板（6）、电机皮带（7）、电机（8）、球面透镜（9）、光电检测器（10）；
通过光纤分光将光源的光信号分成n+1个通道光，选择其中1个通道作为对照光路，剩余n个通道作为检测光路；每个通道包括分光光束顺次经过的准直器、滤光片、比色皿、球面透镜和光电检测器，放置待测量液体的比色皿挨个置于承托条形孔板的小孔中，小孔间距同光路通道间距相对应，承托条形孔板为不透明材质并置于电机皮带上，受电机驱动的电机皮带前后振荡带动承托条形孔板前后振荡，通过光电检测器获得1个对照光路和n个检测光路的光强；
所述滤光片包含520nm和730nm两种波长的滤光片，n+1个通道的滤光片通过电机同步驱动，实现两种滤光片的切换；
所述比色皿为圆柱体、长方体或正方体，所述待测量液体包括稳定液、待测液、基底液、以及由基础溶液按一定条件配制而成的校准液和混合液；
所述对照光路中比色皿为空，在整个测量过程中不做任何处理，用于监测外部环境光以及光源的波动或者衰减影响；
光束从比色皿的侧面入射，从比色皿的另一侧面射出，照射到球面透镜上；
其特征在于：该方法包括以下步骤：
（1）记录当下试液温度以及室内温度、气压和湿度；
（2）确认待检测的多通道移液器单个通道待测体积VS，对于固定体积多通道移液器，其待测体积为标称体积；对于可变体积多通道移液器，测定标称体积、标称体积的50%或最接近的可能值中的较大者、可用体积范围的下限或标称体积的10%中的较大者；
（3）为确定单通道移液器待测体积的检测误差，对每个待测体积进行至少n=10次重复测量，至少通过待检测的单通道移液器依次吸取10次待测液制得混合液比色皿；
（4）修正系数S测定：将滤光片切换至520nm波长处，将稳定液比色皿置于承托条形孔板的小孔中，经电机皮带前后振荡搅拌混匀后，测定测量光路下光强Ibuf,520,m和监测光路下光强Ibuf,520,r，修正系数S为稳定液比色皿置于分光***中，测量光路光强Ibuf,520,m同监测光路光强Ibuf,520,r比值，公式为：
（2）；
（5）校准液520nm处吸光度ACal520测定：将滤光片切换至520nm波长处，更换比色皿为校准液比色皿，经电机皮带前后振荡搅拌混匀后，测定测量光路下光强Istd,520,m和监测光路下光强Istd,520,r，吸光度ACal520公式为：
（3）；
（6）基底液520nm处吸光度AC520测定：将滤光片切换至520nm波长处，将基底液比色皿置于承托条形孔板的小孔中，经电机皮带前后振荡搅拌混匀后，测定测量光路下光强Idil,520,m和监测光路下光强Idil,520,r，吸光度AC520公式为：
（4）；
（7）基底液730nm处吸光度AC730测定：将滤光片切换至730nm波长处，将稳定液比色皿置于承托条形孔板的小孔中，经电机皮带前后振荡搅拌混匀后，测定测量光路下光强Ibuf,730,m和监测光路下光强Ibuf,730,r，更换比色皿为基底液比色皿，经电机皮带前后振荡搅拌混匀后，测定测量光路下光强Idil,730,m和监测光路下光强Idil,730,r，吸光度AC730公式为：
（5）；
（8）混合液520nm处吸光度AM520测定：将滤光片切换至520nm波长处，将混合液比色皿置于承托条形孔板的小孔中，经电机皮带前后振荡搅拌混匀后，测定测量光路下光强Imix,520,m和监测光路下光强Imix,520,r，第i次输送待测液后对应混合液吸光度AM520(i)公式为：
（6）；
（9）计算检测常数Kj：检测常数Kj是测试体积VS对应校准液的检测常数，公式为：
（7）；
（10）计算移液体积：移液体积为通过待检测的单通道移液器第i次输送待测液时的输送体积，公式为：
（8），
其中，VCO为基底液比色皿内实测基底液体积，VT(i)为单通道移液器第i次输送的待测液体积；
其中所述稳定液比色皿，通过输送4.5 mL至5.5 mL之间的体积为VCO稳定液至洁净且干燥的比色皿内得到；所述校准液比色皿，通过输送4.5 mL至5.5 mL之间的体积为VCO校准液至洁净且干燥的比色皿内得到；所述基底液比色皿，通过输送4.5 mL至5.5 mL之间的体积为VCO基底液至洁净且干燥的比色皿内得到；所述混合液比色皿，通过待检测的单通道移液器吸取待测液转移至上述基底液比色皿内制得；制备多个比色皿时，每个实际输送体积误差在VCO的±0.03%范围内，并记录试验温度下的实际体积。
2.根据权利要求1所述的测量方法，其特征在于：所述步骤（3）中，待测液制备方法为：丽春红水溶液中，调节pH至 6.0 ± 0.1，然后通过0.2 µm过滤器过滤得到，根据待测体积确定配置丽春红溶液每升水所需丽春红的质量。
3.根据权利要求2所述的测量方法，其特征在于：所述步骤（4）中，稳定液制备方法为：每升水溶解4.08 g邻苯二甲酸氢钾和3.81g 乙二胺四乙酸四钠盐二水合物EDTA，调节pH至6.0 ± 0.1，并通过0.2 µm过滤器过滤。
4.根据权利要求3所述的测量方法，其特征在于：所述步骤（5）中，校准液制备方法为：与待检测的单通道移液器单次移液的待测体积相对应，将已知体积的待测液与已知体积的基底液按照一定比例进行混合；其中待测液使用所需待测体积VS的10倍量，并将其乘以制备因子；其中基底液用制备因子乘以比色皿中氯化铜溶液的体积VCO；
根据公式（1）计算稀释比R：
（1），
其中，VPS为实测待测液体积，VC为实测基底液体积。
5.根据权利要求4所述的测量方法，其特征在于：所述步骤（6）、（7）中，基底液制备方法为：溶解1.12 g/l氯化铜二水合物在邻苯二甲酸酯/ EDTA稳定液中，并调节pH至 6.0 ±0.1，通过0.2 µm过滤器过滤所得溶液。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311295404.3A CN117030646B (zh) | 2023-10-09 | 2023-10-09 | 基于光度法的多通道移液器现场测量装置及方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311295404.3A CN117030646B (zh) | 2023-10-09 | 2023-10-09 | 基于光度法的多通道移液器现场测量装置及方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN117030646A CN117030646A (zh) | 2023-11-10 |
| CN117030646B true CN117030646B (zh) | 2024-01-26 |
Family
ID=88637726
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202311295404.3A Active CN117030646B (zh) | 2023-10-09 | 2023-10-09 | 基于光度法的多通道移液器现场测量装置及方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN117030646B (zh) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5298978A (en) * | 1992-02-28 | 1994-03-29 | Artel, Inc. | Pipette calibration system |
| US5492673A (en) * | 1992-02-28 | 1996-02-20 | Artel, Inc. | Reagent system for calibration of pipettes and other volumetric measuring devices |
| CN107064126A (zh) * | 2017-04-12 | 2017-08-18 | 安徽大学 | 有机磷农药残留快速检测装置 |
| CN110449197A (zh) * | 2019-06-28 | 2019-11-15 | 苏州市计量测试院 | 一种移液器容量的校准方法 |
| CN213337327U (zh) * | 2020-10-22 | 2021-06-01 | 天尔分析仪器(天津)有限公司 | 一种水质测定仪 |
| CN116147737A (zh) * | 2023-02-27 | 2023-05-23 | 中国计量科学研究院 | 一种移液器校准装置 |
-
2023
- 2023-10-09 CN CN202311295404.3A patent/CN117030646B/zh active Active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5298978A (en) * | 1992-02-28 | 1994-03-29 | Artel, Inc. | Pipette calibration system |
| US5492673A (en) * | 1992-02-28 | 1996-02-20 | Artel, Inc. | Reagent system for calibration of pipettes and other volumetric measuring devices |
| CN107064126A (zh) * | 2017-04-12 | 2017-08-18 | 安徽大学 | 有机磷农药残留快速检测装置 |
| CN110449197A (zh) * | 2019-06-28 | 2019-11-15 | 苏州市计量测试院 | 一种移液器容量的校准方法 |
| CN213337327U (zh) * | 2020-10-22 | 2021-06-01 | 天尔分析仪器(天津)有限公司 | 一种水质测定仪 |
| CN116147737A (zh) * | 2023-02-27 | 2023-05-23 | 中国计量科学研究院 | 一种移液器校准装置 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 基于光度法的移液器在线计量***研制;钟家栋;中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技Ⅱ辑(第05期);第11-25、46-57页 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN117030646A (zh) | 2023-11-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0190111B1 (en) | Method for non-segmented continuous flow analysis based on the interaction of radiation with a solid material situated in a flow-through cell | |
| JP4718087B2 (ja) | 表面構成測定方法および装置 | |
| US20150260719A1 (en) | Microfluidic lal-reactive substances testing method and apparatus | |
| JP3025015B2 (ja) | 流体媒体分析装置 | |
| US20040132193A1 (en) | Method of performing calibration and quality control of a sensor and apparatus for performing the method | |
| JP2007522446A (ja) | 分光光度計を較正するための装置及び方法 | |
| EP0628157A1 (en) | Pipette calibration system | |
| JP2010054198A (ja) | 試薬調製装置、検体処理装置および試薬調製方法 | |
| Junker et al. | Fluorescence sensing of fermentation parameters using fiber optics | |
| CN117030646B (zh) | 基于光度法的多通道移液器现场测量装置及方法 | |
| JPH0251064A (ja) | 分析装置および分析方法 | |
| CN117030645B (zh) | 单通道移液器精度现场检测的光学***及检测方法 | |
| WO1995000834A1 (en) | Determination of toxicity | |
| US9011775B2 (en) | Cation exchange capacity titration unit | |
| CN113310919A (zh) | 标准液、自动分析装置及调整其的光源的光量的方法 | |
| Gunaratna et al. | Frozen human serum reference material for standardization of sodium and potassium measurements in serum or plasma by ion-selective electrode analyzers | |
| CN206696296U (zh) | 一种免疫印迹薄膜 | |
| FI57844C (fi) | Foerfarande foer att foerbaettra kemiska analysers doserings- och maetnoggranhet | |
| Thiers et al. | A multichannel continuous-flow analyzer | |
| JP2012233735A (ja) | 検査素子、検査装置、及び検査システム | |
| CN113267460A (zh) | 用于碟式微流控芯片的尿液生化检测*** | |
| JPH02112750A (ja) | 血液ガス・イオン測定用電極の同時調整法およびその対照液 | |
| CN117330147A (zh) | 移液工作站原位检测的光学设备及其工作方法 | |
| JPS6118982B2 (zh) | ||
| Liedtke et al. | Centrifugal analysis with automated sequential reagent addition: measurement of serum calcium. |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |