PL231318B1 - Cela reakcyjna do chemiluminometru i/lub bioluminometru - Google Patents
Cela reakcyjna do chemiluminometru i/lub bioluminometruInfo
- Publication number
- PL231318B1 PL231318B1 PL407177A PL40717714A PL231318B1 PL 231318 B1 PL231318 B1 PL 231318B1 PL 407177 A PL407177 A PL 407177A PL 40717714 A PL40717714 A PL 40717714A PL 231318 B1 PL231318 B1 PL 231318B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- cell
- reaction
- chemiluminescent
- bioluminescent
- bioluminometer
- Prior art date
Links
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 title claims abstract description 62
- 230000006835 compression Effects 0.000 claims description 11
- 238000007906 compression Methods 0.000 claims description 11
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 22
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 20
- 230000005670 electromagnetic radiation Effects 0.000 description 15
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 15
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 10
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 8
- 230000029918 bioluminescence Effects 0.000 description 6
- 238000005415 bioluminescence Methods 0.000 description 6
- 239000004035 construction material Substances 0.000 description 6
- 238000004128 high performance liquid chromatography Methods 0.000 description 6
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 6
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 6
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 5
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 5
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 5
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 4
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 3
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 3
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 3
- QKNYBSVHEMOAJP-UHFFFAOYSA-N 2-amino-2-(hydroxymethyl)propane-1,3-diol;hydron;chloride Chemical compound Cl.OCC(N)(CO)CO QKNYBSVHEMOAJP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004809 Teflon Substances 0.000 description 2
- 229920006362 Teflon® Polymers 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- 238000005842 biochemical reaction Methods 0.000 description 2
- 239000003251 chemically resistant material Substances 0.000 description 2
- 238000004587 chromatography analysis Methods 0.000 description 2
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 2
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 2
- 238000004401 flow injection analysis Methods 0.000 description 2
- HWYHZTIRURJOHG-UHFFFAOYSA-N luminol Chemical compound O=C1NNC(=O)C2=C1C(N)=CC=C2 HWYHZTIRURJOHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002609 medium Substances 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 2
- 230000002269 spontaneous effect Effects 0.000 description 2
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 2
- 235000011330 Armoracia rusticana Nutrition 0.000 description 1
- 240000003291 Armoracia rusticana Species 0.000 description 1
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 1
- 108010001336 Horseradish Peroxidase Proteins 0.000 description 1
- -1 Lipid Peroxides Chemical class 0.000 description 1
- 102000003992 Peroxidases Human genes 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012491 analyte Substances 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 239000012736 aqueous medium Substances 0.000 description 1
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 1
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 1
- 238000005206 flow analysis Methods 0.000 description 1
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 1
- 230000007274 generation of a signal involved in cell-cell signaling Effects 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 238000004811 liquid chromatography Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000003801 milling Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 1
- 235000019198 oils Nutrition 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 108040007629 peroxidase activity proteins Proteins 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 1
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 description 1
- 239000012451 post-reaction mixture Substances 0.000 description 1
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 1
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 238000002798 spectrophotometry method Methods 0.000 description 1
- 235000015112 vegetable and seed oil Nutrition 0.000 description 1
- 239000008158 vegetable oil Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Landscapes
- Investigating Or Analysing Materials By The Use Of Chemical Reactions (AREA)
- Optical Measuring Cells (AREA)
Abstract
Cela chemiluminescencyjna lub bioluminescencyjna posiada korpus (A), umieszczoną w nim celę właściwą (B) z kanalikami wlotowymi i wylotowymi, pierścień uciskowy (D) oraz element transparentny (C) umieszczony pomiędzy celą właściwą i pierścieniem uciskowym. Cela właściwa (B) umieszczona w korpusie (A) posiada przestrzeń reakcyjną, która wyprofilowana jest w kształcie zbliżonym do łzy, a do tej przestrzeni są doprowadzone co najmniej dwa kanaliki wlotowe umiejscowione w obszarze przestrzeni reakcyjnej o największej średnicy oraz co najmniej jeden kanalik wylotowy umiejscowiony w obszarze przestrzeni reakcyjnej o najmniejszej średnicy.
Description
Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest kontaktowa, przepływowa cela reakcyjna do chemiluminometru i/lub bioluminometru. Prezentowany wynalazek znajduje zastosowanie w chemii analitycznej.
Chemiluminescencja lub bioluminescencja to spontaniczna emisja promieniowania elektromagnetycznego w zakresie 180-1000 nm, tj. o energii 660-120 kJ mol·1 (7,0-1,4 eV). Warunkiem koniecznym obu tych procesów jest: elektronowe wzbudzenie ośrodka skondensowanego (np. ciecz, ciało stałe, ośrodek biologiczny), a następnie jego radiacyjna relaksacja (emisja fotonu o energii E = hu) inaczej:
M energia M* relaksacja M + ^vwzór
Generowanie M* odbywa się więc wskutek wzbudzenia chemicznego lub biochemicznego i cały proces określa się mianem chemiluminescencji lub bioluminescencji. Aby chemiluminescencja lub bioluminescencja miały zastosowanie w chemii analitycznej, reakcje muszą przebiegać w celach reakcyjnych przepływowych lub nieprzepływowych, stanowiących integralną część urządzenia zwanego chemiluminometrem lub bioluminometrem, które umożliwiają badanie spontanicznej emisji fotonowej zachodzącej w celi reakcyjnej. Z punktu widzenia możliwości zastosowania chemiluminescencji lub bioluminescencji w chemii analitycznej najlepiej spełniają swoją rolę cele przepływowe. Umożliwiają one prowadzenie badań w trybie ciągłym oraz łączenie detektorów chemiluminescencyjnych lub bioluminescencyjnych z technikami separacyjnymi np. HPLC, stanowiąc razem bardzo czułe i precyzyjne narzędzie analityczne.
Konstrukcja pierwszej przepływowej celi chemiluminescencyjnej lub bioluminescencyjnej, autorstwa Mansberg’a [US3679312A], powstała w 1972, natomiast w 1975 Ruzick i Hansen [Ruzicka J., Hansen E. H., (1975). Flow injection analyses part I. A new concept offast continuous flow analysis. Analytica Chimica Acta. 78, 145-57.; Ruzicka J., Hansen E. H., (1975). Flow injection analysis part II. Ultrafast determination of phosphorus in plant materiał by continuous flow spectrophotometry. Analytica Chimica Acta. 79, 79-91], przedstawili szereg zastosowań przepływowej chemiluminescencji w analizie chemicznej. Cele umożliwiały mierzenie emisji promieniowania elektromagnetycznego po wcześniejszym wymieszaniu reagentów chemiluminescencyjnych lub bioluminescencyjnych oraz badanej próbki. Mieszanie wszystkich reagentów oraz próbki odbywało się poza obszarem, gdzie mierzona była emisja promieniowania elektromagnetycznego. Cela chemiluminescencyjna lub bioluminescencyjna była dwudrożna (wejście oraz wyjście) i miała kształt spirali wykonanej z rurki, np. kwarcowej, transparentnej dla promieniowania UV, VIS czy NIR. Typową konstrukcję przepływowej celi chemi- lub bio-luminescencyjnej oraz sposób prowadzenia reakcji przedstawiono na Pos. I. Typowa cela reakcyjna do chemiluminometru lub bioluminometru stanowi spiralną rurkę kwarcową o różnej długości i średnicy przedstawioną na Pos. I jako element 7a. Cela ta składa się z kanału wlotowego 7b oraz kanału wylotowego 7ę. Do tego typu cel wprowadza się już wymieszane reagenty chemiluminescencyjne lub bioluminescencyjne oraz próbki, a mieszanie realizowane jest w trójniku 5 oraz pętli 6 zapewniającej dokładne mieszanie. Reagenty chemiluminescencyjne lub bioluminescencyjne podaje pompa 3 z zasobników 1 oraz 2. W miejscu 4 wprowadzana jest próbka lub wyciek z kolumny chromatograficznej. Detekcja promieniowania elektromagnetycznego ma miejsce w elemencie 8, np. przy zastosowaniu foto powielacza lub innego czujnika. Problemami związanymi z tego typu konstrukcją są: brak możliwości badania promieniowania elektromagnetycznego w momencie samego kontaktu reagentów, brak możliwości badania szybkiej chemiluminescencji lub bioluminescencji oraz występowanie bardzo dużych objętości po wprowadzeniu próbki w miejscu 4, co wynika z obecności trójnika, pętli mieszania oraz samej celi chemiluminescencyjnej. W rezultacie zastosowanie chemiluminometru lub bioluminometru jak detektora w np. metodzie HPLC, powoduje znaczne poszerzanie pasma chromatografowanej substancji.
Powstało wiele modyfikacji dwudrożnej przepływowej celi chemiluminescencyjnej lub bioluminescencyjnej, mających na celu rozwiązanie wyżej zidentyfikowanych problemów. W opisie zgłoszenia patentowego US4841151A przedstawiono spiralną celę chemiluminescencyjną lub bioluminescencyjną z możliwością dowolnej zmiany jej objętości, którą można stosować w chemiluminometrach i bioluminometrach połączonych z różnymi technikami separacyjnymi, np. HPLC. W opisie zgłoszenia patentowego US5416576A przedstawiono dwudrożną celę chemiluminescencyjną lub bioluminescencyjną, która nie jest już spiralą wykonaną z rurki szklanej, lecz zygzakiem wykonanym z materiału
PL 231 318 B1 transparentnego dla promieniowania UV i VIS, wytrzymującym duże ciśnienia oraz charakteryzującym się małą objętością, która jest zalecana w przypadku łączenia detektorów chemiluminescencyjnych lub bioluminescencyjnych z chromatografią cieczową.
Cele chemiluminescencyjne czy bioluminescencyjne będące dwudrożnymi elementami o przekroju kołowym lub innym, o różnych kształtach, długościach oraz objętościach, charakteryzują się tym, że emisja promieniowania elektromagnetycznego zachodzi w całej ich objętości. W celu zwiększenia czułości i analizowania maksymalnej ilości emitowanego promieniowania elektromagnetycznego można znaleźć rozwiązania polegające na zamocowaniu transparentnej celi chemi- lub bioluminescencyjnej na płytce odbijającej promieniowanie elektromagnetyczne w kierunku detektora np. fotopowielacza (US5451788A). Powstały miniaturowe cele chemiluminescencyjne lub bioluminescencyjne umożliwiające realizację mikroprzepływów, dzięki czemu istnieje możliwość minimalizowania kosztów wszystkich stosowanych reagentów, zmniejszenia potrzebnej ilości badanej próbki oraz rozmiarów detektora (US5644395A). Znane są również cele trawione lub frezowane o bardzo różnych kształtach, rozmiarach oraz długości kanalików w materiale odpornym chemicznie. Kanaliki mają otwory wejściowy i wyjściowy, do których wprowadza się reagenty i analizowaną próbkę. Kanaliki są uszczelnione przez docisk szybki kwarcowej transparentnej dla promieniowania UV/VIS. Całość umieszcza się możliwie najbliżej czujnika promieniowania elektromagnetycznego np. fotopowielacza, dzięki czemu osiąga się dużą czułość chemiluminometru lub bioluminometru (US8029730B1).
Wszystkie wspomniane cele reakcyjne są celami dwudrożnymi, gdzie mieszanie reagentów i próbki odbywa się przed wejściem do celi chemiluminometru lub bioluminometru. Konstrukcja celi jest tak realizowana, aby dalej zachodziło w niej mieszanie reagentów, co łączy się z dużymi objętościami reagentów, które muszą przepłynąć przez celę (objętość celi jest duża), a ponadto nie ma możliwości badania reakcji w momencie zetknięcia się wszystkich reagentów oraz analizowanej próbki. Rozwiązanie przedstawione w opisie patentu US8029730 w pewnym stopniu rozwiązuje problem mieszania reagentów w samej celi chemiluminometru, gdzie następuje detekcja promieniowania elektromagnetycznego. Cela taka stanowi płytkę z dwoma lub większą ilością otworów wlotowych połączonych z kanalikami wyfrezowanymi lub wytrawionymi w odpornym chemicznie materiale. Jednakże długość tych kanalików oraz ich pozaginane kształty, mające na celu dokładne wymieszanie reagentów i próbki, powodują długie przebywanie analitu w celi.
Stosowanie wszystkich opisanych cel w detektorach chemiluminescencyjnych i bioluminescencyjnych połączonych z np. chromatografem cieczowym, stwarza problemy chromatograficzne związane ze znacznym poszerzaniem się pasma chromatografowanej substancji, co w efekcie powoduje pogorszenie zdolności rozdzielczej układu chromatograficznego.
Rozwiązaniem wspomnianych wyżej problemów jest cela chemiluminescencyjną lub bioluminescencyjną według wynalazku.
Cela chemiluminescencyjna lub bioluminescencyjna według wynalazku posiada korpus, umieszczoną w nim celę właściwą z kanalikami wlotowymi i wylotowymi, pierścień uciskowy oraz element transparentny umieszczony pomiędzy celą właściwą i pierścieniem uciskowym. Cela według wynalazku charakteryzuje się tym, że cela właściwa umieszczona w korpusie posiada przestrzeń reakcyjną, która wyprofilowana jest w kształcie zbliżonym do łzy, korzystnie jest to wyciągnięta łza, a do tej przestrzeni są doprowadzone co najmniej dwa kanaliki wlotowe umiejscowione w obszarze przestrzeni reakcyjnej o największej średnicy oraz co najmniej jeden kanalik wylotowy umiejscowiony w obszarze przestrzeni reakcyjnej o najmniejszej średnicy.
Właściwa cela reakcyjna połączona jest z korpusem rozłącznie, dzięki czemu jest wymienialna. Właściwa cela reakcyjna według wynalazku ma bardzo małą objętość i idealnie nadaje się do badania szybkich reakcji chemiluminescencyjnych lub bioluminescencyjnych. W niewielkiej objętości przestrzeni reakcyjnej kontakt reagentów i próbki jest bardzo szybki, a z drugiej strony specjalne wyprofilowanie (kształt łzy, korzystnie wydłużonej) tej przestrzeni umożliwia szybkie opróżnianie celi, ze względu na brak obszarów, gdzie ciecz mogła by się zatrzymywać. W efekcie cela według wynalazku idealnie nadaje się do zastosowania w detektorach chemiluminescencyjnych oraz bioluminescencyjnych łączonych z wysokosprawną chromatografią cieczową, gdyż nie następuje poszerzanie pasma, co przekłada się na dużą rozdzielczość całego układu chromatograficznego i daje możliwość badania szybkich reakcji chemiluminescencyjnych lub bioluminescencyjnych.
Dużą zaletą celi według wynalazku jest jej uniwersalność. Objętość reakcyjną celi można zmieniać w dowolny sposób przez zmianę głębokości i rozmiarów, przy zachowaniu kształtu łzy. Cela idealnie nadaje się do badania szybkich, jak i wolnych reakcji luminescencyjnych. W przypadku reakcji
PL 231 318 B1 powolnych stosuje się mieszanie reagentów przed właściwą celą reakcyjną. Mieszanie reagentów i próbki może być zrealizowane w postaci czwórnika lub trójnika oraz pętli wydłużającej drogę mieszania i dopiero po wymieszaniu przepływowym reagentów oraz próbki mieszanina trafia do komórki właściwej.
Cela reakcyjna do chemiluminometru/bioluminometru według wynalazku zamontowana w chemiluminometrze/bioluminometrze razem może stanowić detektor sprzężony np. z HPLC, ale również może stanowić niezależne urządzenie pomiarowe pracujące w przepływie. W zależności od stosowanej reakcji lub sondy może stanowić selektywny lub nieselektywny detektor chemiluminescencyjny lub bioluminescencyjny.
Cela według wynalazku jest przedstawiona w przykładzie wykonania na rysunku, na którym: fig. 1 przedstawia elementy celi chemiluminescencyjnej lub bioluminescencyjnej, fig. 2 przedstawia korpus w widoku z dołu oraz w przekrojach, fig. 3 przedstawia właściwą celę w widoku z góry i w przekrojach, fig. 4 przedstawia element transparentny, fig. 5 przedstawia pierścień uciskowy w widoku z góry oraz w przekrojach, fig. 6 przedstawia blokowy przykład zastosowania celi w chemi-/bioluminometrze, fig. 7 przedstawia przykład wyniku badania emisji fotonowej w modelowej reakcji biochemicznej.
Cela chemiluminescencyjna lub bioluminescencyjna przedstawiona na fig. 1 składa się korpusu A, właściwej celi chemiluminescencyjnej lub bioluminescencyjnej B, szkiełka kwarcowego C w kształcie wydłużonej łzy, oraz pierścienia uciskowego D.
Korpus A przedstawiony został na fig. 2, na którym: 2A przedstawia widok z dołu elementu 2C; 2B przedstawia częściowy przekrój z góry elementu 2C, na którym zaznaczono kanały wejściowe 1a,b,c oraz kanał wyjściowy 2; 2C przedstawia przekrój boczny korpusu z widokiem kanałów wejściowych 1a,b,c oraz kanału wyjściowego 2. Na 2A uwidocznione zostały gwinty 4 oraz 6, umożliwiające przykręcenie właściwej celi B do korpusu A, pierścienia uciskowego D dociskającego szkiełko kwarcowe C do powierzchni 11 właściwej celi B oraz samego korpusu A do chemiluminometru lub bioluminometru, dzięki czemu jest możliwe badanie promieniowania elektromagnetycznego powstającego w wyniku prowadzonych reakcji.
Właściwa cela chemiluminescencyjna lub bioluminescencyjna B została przedstawiona na fig. 3, na którym: 3A przedstawia widok z góry elementu 3C; 3B przedstawia widok z dołu elementu 3C; 3C to przekrój boczny elementu 3A, na którym pokazano kanał wylotowy 7 oraz trzy kanały wejściowe 8a, 8b i 8c; 3D to przekrój boczny częściowy elementu 3A przy najmniejszym przekroju przestrzeni reakcyjnej 9 w elemencie 3A: 3E to przekrój boczny częściowy elementu 3A przy największym przekroju przestrzeni reakcyjnej 9 w elemencie 3A.
Element transparentny w postaci szkiełka kwarcowego został przedstawiony na fig. 4, gdzie 4A przedstawia kształt szkiełka, zbliżony do wydłużonej łzy, a 4B to widok boczny szkiełka od strony największej średnicy.
Pierścień uciskowy D jest przedstawiony na fig. 5, na którym 5A przedstawia widok z góry elementu 5B; 5C to cząstkowy przekrój boczny elementu 5A od strony najmniejszej średnicy powierzchni uciskowej 12; rysunek 5D to cząstkowy przekrój boczny elementu 5A od strony największej średnicy powierzchni uciskowej 12. Na rysunku 5A pokazano miejsce przykręcenia 13 elementu uciskowego D do korpusu A.
Korpus A celi wykonany jest ze stali kwasoodpornej lub innego twardego i odpornego chemicznie materiału konstrukcyjnego. Właściwa cela B wykonana jest z teflonu (politertafluoroetylen - PTFE) lub innego odpornego chemicznie i miękkiego materiału konstrukcyjnego. Element transparentny C, którym w przykładzie wykonania jest szkiełko kwarcowe, może być także wykonany z innego transparentnego dla promieniowania UV i VIS materiału konstrukcyjnego. Z kolei pierścień uciskowy D wykonany jest z ertalonu lub innego odpornego mechanicznie materiału konstrukcyjnego. Wykonanie korpusu ze stali kwasoodpornej, właściwej celi reakcyjnej z teflonu oraz szkiełka dociskowego z kwarcu umożliwia wyeliminowanie uszczelek oraz past uszczelniających. Zastosowanie pierścienia uciskowego wystarcza dla zapewnienia szczelności styku właściwej celi reakcyjnej ze szkiełkiem kwarcowym. Przykręcenie właściwej celi reakcyjnej do korpusu zapewnia szczelność w kanałach wlotowych i kanale wylotowym 1a,b,c oraz 2 i kanałami we właściwej celi reakcyjnej 7 oraz 8a,b,c.
Właściwą celę reakcyjną B montuje się do korpusu A za pomocą minimum czterech śrub wykonanych z odpornego chemiczne materiału konstrukcyjnego. Szkiełko kwarcowe C umieszcza się w wyprofilowanym (na kształt szkiełka) wyżłobieniu po czym dociska się je szczelnie do celi właściwej B za pomocą pierścienia uciskowego D, stosując minimum osiem śrub wykonanych z odpornego
PL 231 318 B1 chemicznie materiału konstrukcyjnego, umożliwiając przepływ reagentów we właściwej celi B. W korpusie A wykonane są trzy kanały wejściowe 1a,b,c. (np. poprzez wiercenie, drążenie) umożliwiające podłączenie np. dwóch reagentów chemiluminescencyjnych lub bioluminescencyjnych oraz wprowadzenie próbki (np. wyciek z kolumny chromatograficznej) do trzeciego kanału. Wybór kanałów jest dowolny. Ponadto, w korpusie A znajduje się jeden kanał wyjściowy 2, którym wyprowadza się poza celę reakcyjną całą mieszaninę poreakcyjną. Kanały 1a,b,c oraz 2 łączą się z właściwą celą reakcyjną B w miejscach 3 poprzez docisk elementu B do korpusu A i np. przykręcenie śrubami w miejscu 6. Reakcja chemiluminescencyjna lub bioluminescencyjna zachodzi we właściwej celi B w przestrzeni 9 w kształcie wydłużonej łzy, w wyniku kontaktu reagentów oraz próbki, które dostają się do przestrzeni 9 przez trzy kanały wejściowe 8a,b,c, które łączą się kanałami 1a,b,c z korpusem. Kanałem czwartym 7, który łączy się kanałem 2 z korpusem przez docisk, mieszanina poreakcyjna jest wyprowadzana poza celę reakcyjną. Reakcja chemiluminescencyjną lub bioluminescencyjną zachodzi w przestrzeni 9 wówczas, gdy szkiełko kwarcowe C znajduje się w przestrzeni 11 i jest dociśnięte pierścieniem uciskowym D powierzchnią 12 do właściwej celi reakcyjnej B. Przepływ reagentów oraz próbki we właściwej celi reakcyjnej B jest laminarny, przez co nie ma dokładnego mieszania i reakcja zachodzi w miejscu kontaktu wszystkich reagentów oraz próbki (reakcja kontaktowa-dyfuzyjna). Przestrzeń reakcyjna 9 jest bardzo dokładnie wyprofilowana w kształt przypominający wydłużoną łzę (poprzez frezowanie i szlifowanie), przez co nie ma obszarów, gdzie ciecz mogła by się zatrzymywać. W przestrzeni 9 realizowany jest bardzo szybki kontakt wszystkich reagentów oraz próbki, w wyniku czego zachodzi reakcja chemiluminescencyjną lub bioluminescencyjną, efektem jest emisja promieniowania elektromagnetycznego, które jest mierzone przez czujnik np. fotopowielacz znajdujący się w pobliżu elementu C.
Cela reakcyjna do chemiluminometru lub bioluminometru może stanowić element konstrukcyjny tych urządzeń w dowolnej konfiguracji technicznej stosowanej w budowie chemiluminometru lub bioluminometru, co szeroko jest opisane w literaturze np. [Szterk A., Szterk P., Lewicki P. P., (2008). Detekcja nadtlenku wodoru chemiluminometrem własnej konstrukcji. ŻYWNOŚĆ Nauka. Technologia. Jakość, 4 (59), 275-282.; Szterk A., Lewicki P.P., (2010). A New Chemiluminescence Method for Detecting Lipid Peroxides in Vegetable Oils. Journal of the American Oil Chemists' Society, 87 (4), 361-367], Najważniejsze jest umiejscowienie celi reakcyjnej możliwie najbliżej czujnika promieniowania elektromagnetycznego (np. fotopowielacz, czujniki typu CCD). W wyniku odpowiedniej reakcji chemicznej (chemiluminescencja) lub biochemicznej (bioluminescencja) zachodzącej w celi reakcyjnej, emitowane jest promieniowanie elektromagnetyczne, które jest rejestrowane przez czujnik i zamieniane przez dowolny układ elektroniczny na sygnał elektryczny rejestrowany przez komputer lub urządzenie drukujące.
Na fig. 6 przedstawiono blokowy przykład zastosowania celi w chemi-/bioluminometrze. 14, 15, 16 to pompy tłoczące reagenty oraz rozpuszczalnik, 17 to miejsce wprowadzenia próbki lub podłączenia wycieku z chromatografu cieczowego, 18 mieszalnik typu T (trójnik) umożliwiający połączenie reagentów pompowanych przez pompę 14 i 15, natomiast 19 to pętla wydłużająca drogę mieszania reagentów celem bardzo dokładnego ich wymieszania. Trójnik typu T 20 umożliwia rozłączenie wymieszanych reagentów na dwa wycieki, podłączone do dwóch kanalików w celi reakcyjnej 21 Próbki lub wyciek z chromatografu podłączony jest do środkowego kanaliku w celi reakcyjnej 21. 22 to to czujnik promieniowania elektromagnetycznego np. fotopowielacz z właściwą elektroniką i zasilaniem, 23 wzmacniacze operacyjne i inna niezbędna elektronika, która umożliwia formowanie sygnału wysyłanego do komputera 24, który umożliwia opracowywanie danych i prezentację graficzną.
Na fig. 7 przedstawiono przykład wyniku badania emisji fotonowej w modelowej reakcji biochemicznej w układzie: peroksydaza z korzenia chrzanu : nadtlenek wodoru : hydrazyd kwasu 3-aminoftalowego. Reakcja prowadzona była w środowisku wodnym zbuforowanych buforem TRIS-HCL o pH 8 i sile jonowej 0,1. Stosowano różne stężenia nadtlenku wodoru, każde stężenie nadtlenku wodoru wprowadzano ilościowo do bioluminometru wyposażonego w dynamiczną, dyfuzyjną celę reakcyjną w trzech powtórzeniach. Pompa 14 tłoczy z zasobnika reagent A (roztwór peroksydazy z korzenia chrzanu 20 mg 1-1 w 0,1M buforze TRIS-HCL o pH = 8), Pompa 15 tłoczy z zasobnika reagent B (20 mg hydrazydu kwasu 3-aminoftalowego w 0,01 M NaOH), Reagent A i B mieszane są w trójniku 18 i pętli mieszania 19. W trójniku 20 rozdzielane są na dwa przepływy i podawane do celi reakcyjnej 21 tak jak widać na fig. 7.
Pompa 16 tłoczy ultraczystą wodę dejonizowaną, która służy do ilościowego wprowadzania próbki przez zawór typu RHEODYNE - element. Ilość wprowadzanej próbki to 100 μl (pętla próbkują
PL 231 318 B1 ca w zaworze typu RHEODYNE). Próbka podawana jest do celi reakcyjnej (np. do środkowego drenu tak jak widać na fig. 7). Reakcja chemiluminescencyjne generowana jest w celi reakcyjnej 21 i emitowane kwanty światła rejestrowane są przez fotopowielacz 22 rejestrujący ilość fotonów w ciągu sekundy (Hz). Cela chemiluminescencyjna i fotopowielacz znajdują się w obudowie zapewniającej szczelność przed światłem zewnętrznym. Sygnał z fotopowielacza trafia do układów elektronicznych 23, których celem jest przygotowanie sygnału do wysłania do komputera 24, który daje możliwość rejestrowania danych i ich późniejszej obróbki.
Zastosowanie przedmiotu wynalazku w budowie bioluminometru lub chemiluminometru charakteryzuje się wysoką powtarzalnością wyników, uzyskiwane sygnały (piki) są gaussowskie oraz jak dla detektorów chemiluminescencyjnych lub bioluminescencyjnych bardzo wąskie u podstawy. Powoduje to, że mogą być stosowane jako dodatkowy detektor optyczny w wysokosprawnej chromatografii cieczowej oraz jako oddzielne urządzenie analityczno-detekcyjne. Ponadto w komórce reakcyjnej istnieje możliwość prowadzenia szybkich reakcji bioluminescencyjnych, takich jak w prezentowanym badaniu.
Claims (1)
- Zastrzeżenie patentowe1. Cela chemiluminescencyjna lub bioluminescencyjna posiadająca korpus, umieszczoną w nim celę właściwą z kanalikami wlotowymi i wylotowymi, pierścień uciskowy oraz element transparentny umieszczony pomiędzy celą właściwą i pierścieniem uciskowym, znamienna tym, że cela właściwa (B) umieszczona w korpusie (A) posiada przestrzeń reakcyjną (9), która wyprofilowana jest w kształcie zbliżonym do łzy, a do tej przestrzeni (9) są doprowadzone co najmniej dwa kanaliki wlotowe (1a,b) umiejscowione w obszarze przestrzeni reakcyjnej (9) o największej średnicy oraz co najmniej jeden kanalik wylotowy (7) umiejscowiony w obszarze przestrzeni reakcyjnej (9) o najmniejszej średnicy.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL407177A PL231318B1 (pl) | 2014-02-14 | 2014-02-14 | Cela reakcyjna do chemiluminometru i/lub bioluminometru |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL407177A PL231318B1 (pl) | 2014-02-14 | 2014-02-14 | Cela reakcyjna do chemiluminometru i/lub bioluminometru |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL407177A1 PL407177A1 (pl) | 2015-08-17 |
| PL231318B1 true PL231318B1 (pl) | 2019-02-28 |
Family
ID=53786694
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL407177A PL231318B1 (pl) | 2014-02-14 | 2014-02-14 | Cela reakcyjna do chemiluminometru i/lub bioluminometru |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| PL (1) | PL231318B1 (pl) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11686716B2 (en) | 2017-09-19 | 2023-06-27 | Lincoln Agritech Limited | Flow cell |
-
2014
- 2014-02-14 PL PL407177A patent/PL231318B1/pl unknown
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11686716B2 (en) | 2017-09-19 | 2023-06-27 | Lincoln Agritech Limited | Flow cell |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL407177A1 (pl) | 2015-08-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US11028690B2 (en) | System and methodology for chemical constituent sensing and analysis | |
| CN105973823A (zh) | 基于微流控芯片紫外可见吸收检测系统及其检测方法 | |
| Jeber et al. | An optoelectronic flow-through detectors for active ingredients determination in the pharmaceutical formulations | |
| US20170014821A1 (en) | Fluidic System for Performing Assays | |
| CN111239096A (zh) | 一种集成微流控与拉曼光谱检测的结构模块 | |
| Hu et al. | Electrochemical detection of droplet contents in polystyrene microfluidic chip with integrated micro film electrodes | |
| Miao | Electrogenerated chemiluminescence | |
| US8029730B1 (en) | Flow cell for chemiluminescence analysis | |
| PL231318B1 (pl) | Cela reakcyjna do chemiluminometru i/lub bioluminometru | |
| Tucker et al. | The fountain cell: a new tool for chemiluminescence analysis by flow injection | |
| CN101256145A (zh) | 一种用于吸收光度法检测的微流控芯片装置 | |
| del Mar Baeza et al. | Microflow injection system based on a multicommutation technique for nitrite determination in wastewaters | |
| CN108414670A (zh) | 一种水样中过氧化氢的检测方法 | |
| US10175163B2 (en) | Aqueous sample fluid measurement and analysis | |
| Casolari et al. | Gravitational field-flow fractionation integrated with chemiluminescence detection for a self-standing point-of-care compact device in bioanalysis | |
| JP4753367B2 (ja) | 有機合成反応装置 | |
| van Staden et al. | On-line separation, simultaneous dilution and spectrophotometric determination of zinc in fertilisers with a sequential injection system and xylenol orange as complexing agent | |
| KR20150108062A (ko) | 전극을 가지는 웰을 포함하는 마이크로플레이트 | |
| Kim et al. | Microfluidic device capable of sensing ultrafast chemiluminescence | |
| Huang et al. | Microfluidic chip-based valveless flow injection analysis system with gravity-driven flows | |
| Jakeway et al. | Chip-based refractive index detection using a single point evanescent wave probe | |
| JPH04318444A (ja) | 化学発光検出器 | |
| Tsukagoshi et al. | Peak Formation Due to Chemiluminescence Reaction through the Collapse of Laminar Flow Liquid–Liquid Interface in a Microreactor | |
| RU2831919C1 (ru) | Устройство для осуществления синтеза и измерения размеров наночастиц в микрофлюидных системах | |
| US7224449B2 (en) | Optical fluidic system with a capillary having a drilled through hole |