RU188897U1 - Планарный металлический нагреватель для микрохроматографических колонок - Google Patents
Планарный металлический нагреватель для микрохроматографических колонок Download PDFInfo
- Publication number
- RU188897U1 RU188897U1 RU2019101741U RU2019101741U RU188897U1 RU 188897 U1 RU188897 U1 RU 188897U1 RU 2019101741 U RU2019101741 U RU 2019101741U RU 2019101741 U RU2019101741 U RU 2019101741U RU 188897 U1 RU188897 U1 RU 188897U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- columns
- planar
- channels
- microchromatographic
- heating
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N30/00—Investigating or analysing materials by separation into components using adsorption, absorption or similar phenomena or using ion-exchange, e.g. chromatography or field flow fractionation
- G01N30/02—Column chromatography
- G01N30/50—Conditioning of the sorbent material or stationary liquid
- G01N30/52—Physical parameters
- G01N30/54—Temperature
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N30/00—Investigating or analysing materials by separation into components using adsorption, absorption or similar phenomena or using ion-exchange, e.g. chromatography or field flow fractionation
- G01N30/02—Column chromatography
- G01N30/50—Conditioning of the sorbent material or stationary liquid
- G01N30/56—Packing methods or coating methods
Abstract
Полезная модель относится к газовой и жидкостной хроматографии и может быть использована для эффективного экспресс-анализа сложных смесей веществ природного и техногенного происхождения в различных отраслях промышленности: химической, нефтяной, газовой, медицине, экологии и др. Сущность технического решения заключается в том, что планарный нагреватель для планарных микрохроматографических колонок содержит хроматографические колонки с каналами и металлический промежуточный слой для их разогрева и охлаждения, выполненный из материала с высоким коэффициентом теплопроводности и высокой адгезией к стеклу или кремнию (алюминий). Технический результат - увеличение скорости разогрева путем создания режима программирования температуры планарных микрохроматографических колонок. Необходимая температура металлической пластины достигается и поддерживается за счет регулировки силы тока, подводимого к пластине через электроды. 2 ил.
Description
Полезная модель относится к газовой и жидкостной хроматографии и может быть использована для эффективного экспресс-анализа сложных смесей веществ природного и техногенного происхождения в различных отраслях промышленности: химической, нефтяной, газовой, медицине, экологии и др.
Известен миниатюрный термостат для планарных микрохроматографических колонок, основным элементом которого является керамический элемент Пельтье. При этом на внутренние стенки каналов в планарных хроматографических колонках установлен дополнительный нагреватель в виде тонкой пленки, выполненной из материала с высоким температурным коэффициентом сопротивления (Патент РФ №2634095 от 20.06.2016 // Бюл. изобр., 23.10.2017, №30).
Однако керамический элемент Пельтье, используемый в данном случае в качестве одной из пластин, на которой формируются каналы, имеет ограничения по адгезии к материалу другой пластины, также для разогрева с помощью элементов Пельтье требуется значительное количество электроэнергии.
Известны универсальные хроматографы с программированием температуры колонок для анализа многокомпонентных сложных смесей веществ природного и техногенного происхождения (Приборы для хроматографии / К.И. Сакодынский, В.В. Бражников, С.А. Волков, В.Ш. Зельвенский. М.:, «Машиностроение», 1973. 368 с.). В комплект этих хроматографов входят громоздкие термостаты с различными разделительными колонками и детектирующие устройства, обеспечивающие высокую точность и надежность анализа.
Основными недостатками существующих лабораторных хроматографов являются громоздкость, высокая стоимость и определенные сложности в эксплуатации, требующие значительных затрат электроэнергии и времени для нагрева и охлаждения (см.: W.R. Collin, G. Sezzano, L.K. Whzightetal. Microfabricated Gas Chromatografoz Rapid, Trace-Level Deraezminations of Gas-Phase Explosive Mazkez. Compocends // Anal. Chem., 2014. 86(1). p.p. 655-663).
Инженеры фирмы Hewlett-Packard предложили использовать вместо термостата капиллярный металлический кожух (трубку), в который помещается капиллярная колонка. Кожух является одновременно нагревательным элементом, и поэтому нагреву подвергается только очень небольшое пространство, включающее капиллярную колонку. Скорость нагрева у такого термостата на порядок выше, чем у традиционно используемых.
Наиболее близким к полезной модели по совокупности существенных признаков является миниатюрный термостат для капиллярных колонок (А.А. Курганов, Е.Н. Викторова. Анализ продуктов промышленного синтеза окиси этилена методом двумерной газовой хроматографии на наполненных капиллярных колонках // Журнал, аналитической химии, 2007. т. 62. №2. с. 164-169). Он представляет собой тонкостенную пластину из нержавеющей стали, в которой выгравированы каналы для укладки капиллярных колонок. Для улучшения теплообмена свободное пространство в каналах после укладки капиллярных колонок заполняли теплопроводной пастой. Нагрев и охлаждение термостата осуществляли керамическими элементами Пельтье. Для ускорения охлаждения на поверхности микротермостата закреплен микровентилятор, который включался только при охлаждении термостата.
Недостатками известного миниатюрного термостата для капиллярных колонок являются повышенное время разогрева сорбента колонок, связанное с условиями передачи тепла через пластину из нержавеющей стали и материал самих капиллярных колонок, а также значительное потребление электроэнергии для разогрева с помощью элементов Пельтье.
Задачами полезной модели является увеличение скорости разогрева, создание режима программирования температуры планарных микрохроматографических колонок, упрощение технологии изготовления нагревателя и расширение его функциональных возможностей.
При решении поставленных задач создается технический результат, который заключается в расширении функционала металлического промежуточного слоя, который в различные этапы технологического процесса играет роль маскирующего вещества и связующего вещества, а во время эксплуатации - роль нагревателя-термостата, что позволяет увеличить скорость разогрева сорбента в микрохроматографических колонках, повысить эффективность разделения сложных смесей веществ с большим диапазоном температур кипения за счет использования режима программирования температуры планарной микрохроматографической колонки.
Технический результат достигается за счет того, что планарный нагреватель для микрохроматографических колонок, представляющий собой тонкий металлический слой, расположенный между пластинами микрофлюидного устройства, в которых реализованы каналы, в пространстве между каналами, и имеет высокий коэффициент теплопроводности (200-230 Вт/м×К), при этом металлический нагревательный слой установлен с возможностью терморегулирования за счет подачи на него электрического тока через электроды, подключенные к слою через отверстия, причем слой с внутренней поверхности каналов нанесен с возможностью удаления в процессе технологических операций. Полезная модель поясняется чертежами.
На фиг. 1 представлена послойная схема конструкции микрофлюидного устройства, включающего металлический промежуточный слой.
На фиг. 2 представлена схема промежуточного металлического слоя.
Устройство содержит две плоские структурированные пластины 1 и 2 с каналами 3 для сорбента 5, металлическую тонкую пленку 4 в пространстве между колонками для нагрева колонки и сорбента внутри нее. Канал заполнен сорбентом 5.
Базовый алгоритм создания системы выглядит следующим образом:
1. на предварительно очищенную стеклянную или кремниевую пластину 1 наносят методом вакуумного напыления тонкий металлический слой 4;
2. на тонкий металлический слой наносится фоторезист и методом фотолитографии создается рисунок каналов 3;
3. производится травление каналов на пластине 1, при этом роль маски играет металлический слой 4;
4. п. 1-3 повторяются для пластины 2;
5. получившиеся структурированные пластины 1 и 2 герметизируются методом анодного сращивания, при этом промежуточный металлический слой 4 играет роль связующего вещества.
Таким образом, формируется микрофлюидная система с промежуточным металлическим нагревающим слоем, который в течение технологического процесса играет роль как маски для жидкостного травления, так и связующего вещества для анодного сращивания.
Использование предлагаемого планарного нагревателя для микрохроматографических колонок обеспечит:
1. Значительное сокращение номенклатуры применяемых в настоящее время сорбентов для экспресс-анализов сложных смесей различных веществ за счет замены изотермического режима разделения на программируемый температурный режим хроматографирования.
2. Создание унифицированных планарных микрохроматографических колонок для анализа газов и паров в экологии, для решения задач нефти и газоперерабатывающего комплексов.
Claims (1)
- Планарный нагреватель для микрохроматографических колонок, представляющий собой тонкий металлический слой, расположенный в пространстве между колонок на внутренних сторонах структурированных пластин, отличающийся тем, что металлический нагревательный слой расположен между пластинами микрофлюидного устройства, в которых реализованы каналы, в пространстве между каналами, и имеет высокий коэффициент теплопроводности (200-230 Вт/м×К), при этом металлический нагревательный слой установлен с возможностью терморегулирования за счет подачи на него электрического тока через электроды, подключенные к слою через отверстия, причем слой с внутренней поверхности каналов нанесен с возможностью удаления в процессе технологических операций.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019101741U RU188897U1 (ru) | 2019-01-22 | 2019-01-22 | Планарный металлический нагреватель для микрохроматографических колонок |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019101741U RU188897U1 (ru) | 2019-01-22 | 2019-01-22 | Планарный металлический нагреватель для микрохроматографических колонок |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU188897U1 true RU188897U1 (ru) | 2019-04-29 |
Family
ID=66430803
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2019101741U RU188897U1 (ru) | 2019-01-22 | 2019-01-22 | Планарный металлический нагреватель для микрохроматографических колонок |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU188897U1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU200715U1 (ru) * | 2020-07-10 | 2020-11-06 | Общество с ограниченной ответственностью «Хит Маркет» | Каменный радиатор систем отопления |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006090813A (ja) * | 2004-09-22 | 2006-04-06 | Yamatake Corp | クロマトグラフ |
RU2529665C1 (ru) * | 2013-06-03 | 2014-09-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственная фирма "Мета-хром" | Термостат колонок хроматографа |
RU2571451C1 (ru) * | 2014-10-07 | 2015-12-20 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королева (национальный исследовательский университет)" (СГАУ) | Газовый микрохроматограф для анализа органических и неорганических веществ |
RU2615053C1 (ru) * | 2015-11-05 | 2017-04-03 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королева (национальный исследовательский университет)" (СГАУ) | Многоцелевой планарный микрохроматограф |
RU2634095C1 (ru) * | 2016-06-20 | 2017-10-23 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королева" | Минитермостат для планарных микрохроматографических колонок |
-
2019
- 2019-01-22 RU RU2019101741U patent/RU188897U1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006090813A (ja) * | 2004-09-22 | 2006-04-06 | Yamatake Corp | クロマトグラフ |
RU2529665C1 (ru) * | 2013-06-03 | 2014-09-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственная фирма "Мета-хром" | Термостат колонок хроматографа |
RU2571451C1 (ru) * | 2014-10-07 | 2015-12-20 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королева (национальный исследовательский университет)" (СГАУ) | Газовый микрохроматограф для анализа органических и неорганических веществ |
RU2615053C1 (ru) * | 2015-11-05 | 2017-04-03 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королева (национальный исследовательский университет)" (СГАУ) | Многоцелевой планарный микрохроматограф |
RU2634095C1 (ru) * | 2016-06-20 | 2017-10-23 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королева" | Минитермостат для планарных микрохроматографических колонок |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Курганов А.А., Викторова Е.Н., "Анализ продуктов промышленного синтеза окиси этилена методом двумерной газовой хроматографии на наполненных капиллярных колонках", Журнал, аналитической химии, 2007, т. 62, номер 2, с. 164-169. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU200715U1 (ru) * | 2020-07-10 | 2020-11-06 | Общество с ограниченной ответственностью «Хит Маркет» | Каменный радиатор систем отопления |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5716842A (en) | Miniaturized flow thermocycler | |
CN110205242B (zh) | 一种快速实现数字pcr反应的微流控芯片组件及其应用 | |
US6666907B1 (en) | Temperature programmable microfabricated gas chromatography column | |
Fletcher et al. | Micro reactors: principles and applications in organic synthesis | |
US7273517B1 (en) | Non-planar microfabricated gas chromatography column | |
JP5965908B2 (ja) | マイクロ流体デバイス | |
Hu et al. | Electrokinetically controlled real-time polymerase chain reaction in microchannel using Joule heating effect | |
CN101107507B (zh) | 用于具有不同热容的少量流体样品的温度控制器 | |
Chen et al. | Analytical study of a microfludic DNA amplification chip using water cooling effect | |
CN101696929A (zh) | 快速恒温微反应器 | |
CN107051598B (zh) | Pcr微流控芯片和其制备与使用方法以及pcr设备 | |
RU188897U1 (ru) | Планарный металлический нагреватель для микрохроматографических колонок | |
US20110143952A1 (en) | Chromatographic device and method of fabrication and chromatographic methods | |
US11684916B2 (en) | Chip for polymerase chain reaction, method of operation chip, and reaction device | |
CN104807897B (zh) | 具有改进的热稳定性的过程分析装置 | |
Quist et al. | Isotachophoretic phenomena in electric field gradient focusing: perspectives for sample preparation and bioassays | |
CN111500406B (zh) | 一种微流控pcr芯片 | |
CN210596085U (zh) | 快速实现数字pcr反应的微流控芯片组件及其集成设备 | |
RU2634095C1 (ru) | Минитермостат для планарных микрохроматографических колонок | |
US3111023A (en) | Temperature control of a thermochromatographic column | |
JP4424993B2 (ja) | 気液二相流でのマイクロチップ内濃縮方法とそのためのマイクロチップデバイス | |
JP2016049064A (ja) | マイクロチップを用いたpcr装置 | |
RU166133U1 (ru) | Миниатюрный термостат для планарных микрохроматографических колонок | |
Agafonov et al. | Development of the manufacturing technology of microfluidic systems on glass plates | |
Mesforush et al. | Finite element simulation of isothermal regions in serpentine shaped PCB electrodes of a micro-PCR device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM9K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20200123 |