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使用毛細(xì)管的設(shè)備檢測(cè)

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發(fā)布時(shí)間：2025-08-17 14:06:34 更新時(shí)間：2025-08-16 14:06:34

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作者：中科光析科學(xué)技術(shù)研究所檢測(cè)中心

使用毛細(xì)管的設(shè)備檢測(cè)：原理、儀器、方法與標(biāo)準(zhǔn)詳解

在現(xiàn)代工業(yè)、科研及醫(yī)療領(lǐng)域，毛細(xì)管技術(shù)因其高靈敏度、操作簡(jiǎn)便和對(duì)微小樣本的高效處理能力而被廣泛應(yīng)用。使用毛細(xì)管的設(shè)備檢測(cè)，通常指的是利用毛細(xì)作用原理對(duì)液體樣本進(jìn)行傳輸、分離或分析的一類檢測(cè)技術(shù)。這類設(shè)備廣泛應(yīng)用于醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)（如血紅蛋白檢測(cè)、血糖監(jiān)測(cè)）、環(huán)境監(jiān)測(cè)（如水質(zhì)中的微量污染物分析）、生物化學(xué)研究（如DNA片段分離）以及材料科學(xué)（如多孔材料的滲透性能測(cè)試）等多個(gè)領(lǐng)域。其核心優(yōu)勢(shì)在于能夠精確控制極小體積（通常在納升至微升級(jí)別）的液體流動(dòng)，同時(shí)減少樣品消耗、提高檢測(cè)效率并降低交叉污染風(fēng)險(xiǎn)。典型的設(shè)備包括毛細(xì)管電泳儀、毛細(xì)管流變儀、毛細(xì)管壓力計(jì)以及微型化芯片實(shí)驗(yàn)室（Lab-on-a-Chip）系統(tǒng)。這些設(shè)備依托毛細(xì)管的物理特性，結(jié)合先進(jìn)的傳感器、光學(xué)系統(tǒng)和數(shù)據(jù)處理算法，實(shí)現(xiàn)對(duì)樣品成分、濃度、流變性能或分子大小的高精度分析。因此，系統(tǒng)掌握相關(guān)檢測(cè)項(xiàng)目、配套儀器、檢測(cè)方法與國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)于確保檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性與可重復(fù)性至關(guān)重要。

主要檢測(cè)項(xiàng)目

使用毛細(xì)管的設(shè)備可實(shí)現(xiàn)多種檢測(cè)項(xiàng)目，主要包括：

分子分離分析：如蛋白質(zhì)、核酸、藥物分子的電泳分離，常用于基因分型、藥物純度檢測(cè)等。
流體動(dòng)力學(xué)參數(shù)測(cè)定：如液體表面張力、粘度、毛細(xì)作用力等，用于材料潤(rùn)濕性與滲透性能研究。
微量物質(zhì)濃度檢測(cè)：如血液中葡萄糖、電解質(zhì)、激素等濃度的快速測(cè)定。
顆粒物尺寸分析：通過(guò)光散射或電阻脈沖法，測(cè)定納米顆?；蚣?xì)胞的粒徑分布。
化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)監(jiān)測(cè)：在毛細(xì)管內(nèi)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)反應(yīng)進(jìn)程，適用于快速反應(yīng)體系的動(dòng)態(tài)分析。

常用檢測(cè)儀器

實(shí)現(xiàn)毛細(xì)管檢測(cè)功能的儀器種類多樣，常見(jiàn)的包括：

毛細(xì)管電泳儀（Capillary Electrophoresis, CE）：通過(guò)電場(chǎng)驅(qū)動(dòng)樣品在毛細(xì)管中遷移，依據(jù)遷移速度差異實(shí)現(xiàn)分離，廣泛用于生化分析。
微流控芯片系統(tǒng)：集成毛細(xì)管通道與檢測(cè)模塊，實(shí)現(xiàn)樣品處理、分離與檢測(cè)一體化，適用于現(xiàn)場(chǎng)快速檢測(cè)。
毛細(xì)管壓力計(jì)：用于測(cè)量微小流體系統(tǒng)的壓力變化，常見(jiàn)于材料滲透性測(cè)試。
激光誘導(dǎo)熒光檢測(cè)系統(tǒng)（LIF）：與毛細(xì)管電泳聯(lián)用，實(shí)現(xiàn)高靈敏度的痕量物質(zhì)檢測(cè)。
電阻脈沖傳感器（Coulter Counter）：通過(guò)毛細(xì)管通道中顆粒通過(guò)時(shí)引起的電阻變化，測(cè)定顆粒數(shù)量與大小。

典型檢測(cè)方法

使用毛細(xì)管的檢測(cè)方法主要依賴于物理與化學(xué)原理的結(jié)合，常見(jiàn)方法包括：

毛細(xì)管電泳法（CE）：在高壓電場(chǎng)下，帶電粒子在毛細(xì)管內(nèi)按遷移率差異分離，通過(guò)紫外或熒光檢測(cè)器記錄信號(hào)。
毛細(xì)管流變測(cè)量法：通過(guò)測(cè)量液體在毛細(xì)管內(nèi)的流動(dòng)速度與壓力差，計(jì)算粘度與剪切速率關(guān)系。
電阻脈沖法（Electrical Sensing Zone, ESD）：粒子通過(guò)微細(xì)毛細(xì)管時(shí)引起電阻變化，通過(guò)脈沖信號(hào)分析顆粒大小與濃度。
毛細(xì)管柱色譜法：結(jié)合固定相與流動(dòng)相，在毛細(xì)管柱中實(shí)現(xiàn)組分分離，常用于氣相或液相色譜。
表面張力測(cè)量法（Wilhelmy Plate法）：利用毛細(xì)管與液體接觸產(chǎn)生的拉力來(lái)測(cè)定表面張力。

相關(guān)檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)

為確保檢測(cè)結(jié)果的可靠性與可比性，國(guó)內(nèi)外已建立一系列針對(duì)毛細(xì)管檢測(cè)的標(biāo)準(zhǔn)化體系，主要包括：

ISO 11133:2017：食品微生物學(xué)檢測(cè)中使用微流控與毛細(xì)管技術(shù)的通用要求。
GB/T 29607-2013：《毛細(xì)管電泳法測(cè)定蛋白質(zhì)含量》國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范了操作步驟與數(shù)據(jù)處理方法。
ASTM D4236-22：用于測(cè)定液體在毛細(xì)管中流動(dòng)行為的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試方法。
CLSI EP15-A3：臨床實(shí)驗(yàn)室中毛細(xì)管電泳設(shè)備性能驗(yàn)證與性能評(píng)估指南。
USP <729>：美國(guó)藥典中關(guān)于毛細(xì)管電泳在藥物分析中的應(yīng)用規(guī)范。

遵循上述標(biāo)準(zhǔn)，可確保檢測(cè)過(guò)程的規(guī)范性、結(jié)果的可重復(fù)性以及設(shè)備的校準(zhǔn)與維護(hù)符合行業(yè)要求。同時(shí)，實(shí)驗(yàn)室還應(yīng)建立標(biāo)準(zhǔn)操作程序（SOP），對(duì)毛細(xì)管的清潔、老化、堵塞處理及壽命管理進(jìn)行嚴(yán)格記錄與控制。