[实用新型]多孔芯柱电渗泵

说明书

本实用新型涉及广泛应用于化学化工、生物医学和环境监测等领域的流动注射系统载流泵。

荷兰《分析化学学报》(Anal.Chim.Acta)92年268卷第1至6页、美国《分析化学》(Anal.Chem.)94年66卷第1792至1798页以及《塔兰塔》(Talanta)94年41卷第1903至1910页报导了电渗泵在流动注射中的应用，上述文献涉及的电渗泵皆为毛细管电渗泵。由于单根毛细管的内径为几十微米，所以毛细管电渗泵只适用于极小流量(ul/min)的微流动注射系统。但对电渗作用而言，几十微米内径毛细管还是偏大，所以这类毛细管电渗泵的工作压强小(小于100cm水柱高)，流动稳定性差。即使这样的低压强，还是在使用较长毛细管条件下实现的，这就要求使用很高的驱动电压(5-30KV)，不仅电源价格高，而且使用不安全。由于毛细管电渗泵的性能差、价格高、使用不安全，它在流动注射应用中存在很大的局限性。目前流动注射系统常用的载流泵是蠕动泵，它是一种机械式载流泵，其缺点是结构复杂、价格高、流量调节范围小和低转速时流动稳定性差。

本实用新型的目的是提供一种多孔芯柱电渗泵，用以克服毛细管电渗泵和机械式载流泵的上述缺陷。

这种多孔芯柱电渗泵，其特征在于由包括侧面封闭的多孔芯柱、电极、电极腔、微孔隔离器件、气体储存室和泵体组成，所述多孔芯柱采用在载流中表面带电荷的材料制造，置于泵体中央；电极腔位于多孔芯柱两端，电极置于电极腔内，电极腔的内外载流之间用亲和载流的微孔隔离器件隔离；气体储存室位于电极腔上部并与电极腔连通，其顶部设可密封的盖或阀门；泵体两端分别设有输入、输出载流管，载流管上设有阀门。

所述在载流中表面带电荷的材料包括玻璃、石英或陶瓷；载流一般是水或水溶液；电极使用化学性质稳定的导电材料制造，一般是铂丝；所述微孔隔离器件包括微孔滤膜或环状玻璃砂芯片；泵体、电及腔、气体储存室、载流管和连接部件使用不透载流和气体的非导电材料，例如玻璃或塑料；气体储存室采用透明材料为佳，以便于观察气液界面；可以在泵体上设支架。

本实用新型电渗泵采用能在载流中表面带电荷的材料制造多孔芯柱，以在孔芯界面的载流中形成反离子，当接通直流稳压电源时，电极施加的外加直流电场使含反离子的载流产生电渗，在侧面封闭的多孔芯柱中发生的电渗作用使载流经多孔芯柱端面，由输入载流管吸入，推向输出载流管；若关闭输出载流阀，切断电源，多孔芯柱电渗泵停止工作；因电渗作用对溶液电解质的选择和离子强度有一定要求，为保证测定中流量的一致性和重现性，减少电解和电能耗，可采用蒸馏水或去离子水作载流；由于采用微孔隔离器件，减小了电极腔内电解产生的微气泡和电解引起的腔内载流化学性质变化对芯柱和腔外载流的影响；气体储存室用于收集电渗泵在长时间工作中电解产生的气体，使电极工作部分一直处于载流中，延长泵的单次连续使用时间；所述气体储存室若采用透明材料，可方便地观察气液界面；当气储室内气体体积达到一定量时，可通过设在顶部的上盖或阀门进行排气操作；若气储室设置上盖，可打开上盖进行补水排气，还可开盖更换滤膜；对于气储室设有排气阀的泵置，则采用电渗排气法，具体操作在实施例2中介绍；一般开始工作前先进行一次排气操作。

与现有毛细管电渗泵相比，由于本实用新型电渗泵采用多孔芯柱，比毛细管电渗泵扩大了工作流量范固；由于多孔芯柱的孔径远小于毛细管内径，所以电渗作用更有效，输出压强增大，流动稳定性大大改善；由于芯柱长度远小于毛细管长度，所以驱动电压大为降低。与现有蠕动采和柱塞泵相比，由于本实用新型是电渗式载流泵，免除了步进马达和机械驱动，不仅结构简单、价格低，且能耗小；一般采用电泳仪作其驱动电源，一台电源可驱动近十台多孔芯柱电渗泵；本实用新型电渗泵的流量调节范围可达数百倍，而机械式载流泵仅数十倍；由于蠕动泵由数个滚轮挤压泵管工作，所以在低转速时，滚轮位置变化引起的载流脉动较大，柱塞泵在高反压工作时，载流较稳定，而在低反压工作时，载流脉动也较大，本实用新型电渗泵由稳定的直流电场产生电渗，所以载流无脉动；蠕动泵调节流量的最小步长是1转/分，本实用新型电渗泵是以直流稳压的均匀升降调节流量，所以流量可无级变化；柱塞泵只可单向推动载流，蠕动泵也难以双向工作，本实用新型电渗泵只要改变电压极性即可改变电渗方向；由于稳压直流电场的使用，使电渗泵驱动的流动注射系统易于采用场放大效应富集待测成分，易于分离样品基体。

以下结合附图说明本实用新型的实施例。

实施例1为本实用新型的一种电极腔设在泵体内的多孔芯柱电渗泵。