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21世纪材料高速分析第四届全国高速分析学术交流会论文集 微流体的高效驱动与控制在超快速 测量方法的应用 赵国城 (溶液超快动力学研究小组，天津300131) 在化学反应动力学过程中，化学反应动力学是化学基础学科。十年多来高速分析是突出的超快科学的 应用，通过定时的瞬间处理，经过一定的“秒钟”后的每一瞬间，从而达到缩短的各个过程最少时间的综合即 构成了高速分析——超快速测量试验方法的研究。当前研究和测量这些化学反应动力学过程已经成为新的 科学前沿之一，开启了人类获得新科学的知识大门。现代控制“秒钟领域”已发展成为飞秒化学(1fs— lo_15 冲的出现不仅标志着超快激光科学发展的新里程，而且由于超短脉冲激光最本质的瞬态时间属性，多年来主 要用作超快探针研究化学以及生命科学等领域中的动力学特性。从当时高速分析瞬间处理发展到今天的超 快速分析的瞬态时间uJ。 在超快探针研究化学中，自20世纪70年代提出仪器微型化开始，1990年以来，分析化学工作者提出了 以多学科交叉为重要特征的微全分析系统概念，经过近20年的发展，微分析系统已经越来越显示出其重要 性，微流控芯片或芯片实验室、芯片化工厂，已经成为微分析、微化工领域广为熟知的术语。微分析系统不仅 使样品与试剂的消耗降低到微升至纳升级，而且使分析速度成十倍、百倍地提高。这一超快技术实现了高通 量样品分析处理，同时降低了分析成本，极大地减少了对环境的污染，是绿色的化学分析。微系统已经成为 在分子水平上进行药学、化学和化学工程研究的重要平台之一，并使用了激光感应荧光检测器进行测定[2-3|。 1机械微型泵技术 机械微型泵技术也是连续动态流微泵驱动技术，目前机械微型泵已经十分成熟，从物理学原理归类，主 要有以下3种形式。 1．1活塞式 活塞直接和流动相接触，含动态密封和单向阀，主要有往复泵、注射泵。基于该原理的泵，压力和流量波 动是不可避免的。 1．2隔膜式 驱动力通过某种介质推动隔膜，隔膜再压缩或吸人流动相，含单相阀，主要有隔膜泵和蠕动泵。 1．3齿轮式 用行星齿轮压缩流动相，含动态密封。 以上3种输液形式每分钟流量为0．1至几十微升，微机械泵能够提供与芯片微通道匹配的低流量流体 输送，并能够通过某种简易操作界面与微分析系统进行组装。因此，微型机械泵能够满足微分析系统一定条 件下的输液要求。 2电驱动泵技术 很早以前利用直流电或低频交流电直接驱动流体还是一个设想，现在已成为现实。电液动力泵是一种 利用流体中带电离子在电场作用下的迁移运动，从而拖动离子水合溶剂一起运动，宏观表现为流体流动的输 液泵，试验装置最初在米级大寸范围内进行，驱动电压数千伏。目前已经利用这一技术可以在芯片上实现流 (下转第17，O页) · 168· 傅士刚等：二安替吡啉甲烷光度法测定锰矿石中Ti02 制工作曲线。 2结果与讨论 2．1介质的选择 在盐酸介质中钛与二安替吡啉甲烷试剂有效地提高灵敏度和选择性；在高氯酸介质中，高氯酸会与二安 替吡啉甲烷生成白色沉淀；在磷酸介质中，会导致结果偏低；在硫酸介质中，虽然显色但灵敏度低。试验选择 mol·I，1时，体系 以盐酸为介质。在1．2～3．0mol·L-1盐酸介质中，体系的吸光度不变，但浓度高于3．0 的吸光度逐渐降低。 2．2显色时间的选择 rain内显色完全；在20℃以 钛与二安替毗啉甲烷生成络合物的速度与温度有关，在22。C～35℃时，15 下时，需要40rain显色完全，否则分析结果偏低[3]。 2．3样品分析 取5个锰矿石标准样品，按试验方法进行测定，结果见表l。 表1锰矿石标准样品中Ti02测定结果对照(n=6) 参考文献： [1]冶金部标准研究院．矿产品、原料及其试验方法标准汇编(第二版)[s]，北京：中国标准出版社，2003。 Ez]曹宏燕．冶金材