用于超细通道中离子化合物的导纳检测器研究

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    21705028
  • 项目类别：
    青年科学基金项目
  • 资助金额：
    24.0万
  • 负责人：
    张敏
  • 依托单位：
    桂林电子科技大学
  • 学科分类：
    B0407.仪器创制与大科学装置应用
  • 结题年份：
    2020
  • 批准年份：
    2017
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2018-01-01 至2020-12-31

项目摘要

The novel Admittance Detector for High Impedance ultra-narrow channels (HIAD) is a result of improving the commonly used Capacitively Coupled Contactless Conductivity Detection method. HIAD uses <10 kHz probing frequency for the purpose to suppress the susceptance response that interferes with the conductance measurement. Preliminary results of the determination of ions in <20 μm i.d. ultra-narrow channels were obtained by using HIAD. However, it is still unknown that how to select the detection parameters, what are the key factors that affect the peak shape, and how to adjust the linear curve range. In this proposal, we will build a capillary injecting/flow driving device, as well as a HIAD prototype. Within the ranges of 1-30 μm capillary i.d., and 0.006-1400 μS/cm inner solution specific conductance, we will investigate the effects of detection parameters to signal, peak shape and linear range. The investigation results will compare with data of an equivalent circuit model to find out the key factors that affect the peak shape, to establish an approach to vary the calibration linear range by adjusting the detection parameters, and finally to fully understand how to quantitatively select detection parameters according to the micro-channel impedance. Based on the aforementioned research, the improved HIAD will be applied in measuring ions of flow injection analysis, capillary electrophoresis, and open tubular capillary ion chromatography, which using <10 μm i.d. ultra-narrow channels.
新型的用于高阻抗超细通道的导纳检测器（HIAD）由电容耦合非接触电导检测器改进而来，使用<10 kHz的激励信号减少电纳对电导检测的影响，初步实现了内径<20 μm的超细通道内离子化合物的检测。但该方法尚缺乏检测参数确定方法、检测信号峰形影响因素、线性范围调整方法等基础问题的研究。本项目将自行搭建毛细管自动进样/液流驱动装置和HIAD 原型机，考察毛细管内径1-30 μm、通道内部溶液电导率0.006-1400 μS/cm范围内，激励信号频率、电极间距等关键检测参数对信号强度、信号峰形、线性范围的影响，结合等效电路模型分析结果，阐明信号峰形的关键影响因素，发展调整检测线性范围的方法，最终解答如何根据被测系统阻抗定量选择关键检测参数的问题。基于以上研究，改进的HIAD将作为内径<10 μm超细通道的流动注射分析、毛细管电泳、毛细管离子色谱的检测器，实现超细通道内离子化合物的高灵敏检测。

结项摘要

新型的用于高阻抗超细通道的导纳检测器由电容耦合非接触电导检测器改进而来，该检测器可以使用较低频率的激励信号（f<10kHz）来抑制电纳对电导检测产生的影响，可以实现超细通道（内径<20 μm）内离子化合物的检测。本项目研究了超细通道中导纳检测激励频率对检测灵敏度、线性范围、信号峰形等的影响，研制了毛细管自动进样/液流驱动装置，发展了3D打印制作导纳检测器探头的新方法，并且拓展了导纳检测方法在环境水样离子化合物分析中的应用。.主要的研究内容有：（1）导纳检测器等效模型动态仿真研究。通过MATLAB建立离散元件模型，对检测器的信号响应、峰形输出进行仿真。（2）毛细管自动进样/液流驱动系统。研究使用蠕动泵或气压驱动的方式实现毛细管自动进样以及液流驱动，以分流方式实现毛细管pL至nL范围内可控、重现的自动进样。（3）多频激励导纳检测器。混合频率的激励信号通过高阻抗超细通道，再经由转阻放大电路转换，以高性能数据采集装置采集，然后进行信号处理，解析出各单一频率激励信号的响应输出。通过该方法同时获取信号在不同频率下的响应，用不同频率信号拓宽了导纳检测器的线性响应范围，也定量地研究了激励频率与峰形的关系。（4）功能材料3D打印导纳检测器探头。利用多材料3D打印技术，采用导电打印材料制作屏蔽层，用不导电材料制作绝缘层，研制了新型的导纳检测器探头。（5）顶空液滴微萃取-电导法测定氨氮研究。对液滴等开放液体进行传感，发展了针对高浓度铵氮检测的新方法。（6）毛细管电泳-导纳检测现场测定水样中离子化合物。发展了毛细管电泳-导纳检测水样中阴阳离子的新方法，并将研制的仪器用于现场分析。.在项目资助下，共发表SCI收录论文8篇，其中包括一区论文2篇，二区论文6篇；获授权实用新型专利3项；申请发明专利2项。

项目成果

期刊论文数量（8）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（5）
A three-dimensional printed electromembrane extraction device for capillary electrophoresis
一种用于毛细管电泳的三维印刷电膜提取装置
  • DOI：
    10.1016/j.chroma.2019.02.023
  • 发表时间：
    2019
  • 期刊：
    Journal of Chromatography A
  • 影响因子：
    4.1
  • 作者：
    Tan Ming Li;Zhang Min;Li Feng;Maya Fern;o;Breadmore Michael C
  • 通讯作者：
    Breadmore Michael C
One-step 3D printed flow cells using single transparent material for flow injection spectrophotometry
使用单一透明材料一步式 3D 打印流动池进行流动注射分光光度测定
  • DOI：
    10.1016/j.talanta.2019.04.009
  • 发表时间：
    2019-08-15
  • 期刊：
    TALANTA
  • 影响因子：
    6.1
  • 作者：
    Liang, Ying;Liu, Qiang;Zhang, Min
  • 通讯作者：
    Zhang, Min
Toward sensitive determination of ammonium in field: A novel fluorescent probe, 4,5-dimethoxyphthalaldehyde along with a hand-held portable laser diode fluorometer
实现现场灵敏测定铵：新型荧光探针 4,5-二甲氧基邻苯二甲醛以及手持式激光二极管荧光计
  • DOI：
    10.1016/j.snb.2018.08.115
  • 发表时间：
    2018-12
  • 期刊：
    Sensors and Actuators B: Chemical
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Zhang Min;Zhang Tao;Liang Ying;Pan Yingming
  • 通讯作者：
    Pan Yingming
In-Transit Electroextraction of Small-Molecule Pharmaceuticals from Blood
从血液中传输小分子药物的电萃取
  • DOI：
    10.1002/anie.201812077
  • 发表时间：
    2019
  • 期刊：
    Angewandte Chemie International Edition
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Nanthasurasak Pavisara;See Hong Heng;Zhang Min;Guijt Rosanne M;Breadmore Michael C
  • 通讯作者：
    Breadmore Michael C
An environmentally-benign flow-batch system for headspace single-drop microextraction and on-drop conductometric detecting ammonium
用于顶空单滴微萃取和滴上电导检测铵的环保型连续流系统
  • DOI：
    10.1016/j.talanta.2020.121849
  • 发表时间：
    2021
  • 期刊：
    Talanta
  • 影响因子：
    6.1
  • 作者：
    Jiang Yongrong;Dong Xuezhi;Li Yuzhe;Li Yan;Liang Ying;Zhang Min
  • 通讯作者：
    Zhang Min

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其他文献

维生素 C 与三磷酸腺苷拮抗大鼠心肌纤维化效果初步观察
  • DOI：
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    --
  • 作者：
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  • 通讯作者：
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  • DOI：
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  • 发表时间：
    2020
  • 期刊：
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  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    张敏;蔡杰;张菁;袁拥华;韩勇;周红
  • 通讯作者：
    周红
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  • DOI：
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  • 发表时间：
    2018
  • 期刊：
    生物医学工程研究
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    范若寻;刘杰;甘树坤;张敏
  • 通讯作者：
    张敏
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  • DOI：
    10.3390/su142416538
  • 发表时间：
    2022-12
  • 期刊：
    Sustainability
  • 影响因子：
    3.9
  • 作者：
    周智辉;凌同华;黄阜;张敏
  • 通讯作者：
    张敏
天津静稳指数建立及在环境气象预报和评估中的应用
  • DOI：
    10.13671/j.hjkxxb.2020.0239
  • 发表时间：
    2020
  • 期刊：
    环境科学学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    张敏;蔡子颖;韩素芹
  • 通讯作者：
    韩素芹

其他文献

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张敏的其他基金

功能材料3D打印毛细管柱上组合检测器及其用于现场电泳仪同时分析氨基酸和无机离子
  • 批准号：
    22174028
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相似国自然基金

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  • 批准号：
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AI项目解读示例

课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
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