芬克自动化分析仪与常规流动分析技术的优劣比较
芬克自动化分析仪搭载的是由芬克研发团队自主设计的全新流动分析系统,被称为编程式流体控制化学分析系统(Chemical Analysis System with Programming Flow Control, PFCA)(已申请发明专利)。
PFCA系统相比传统流动分析技术所具备的优势表现为:(1)在FIA系统中,使用了蠕动泵作为流体动力传输单元,在其使用时通常需要将压盖按照合适的力度将泵管压好,并预热至少30分钟才能使流量保持稳定;另外长期使用,经常性地会因为泵管的形变、磨损等原因而导致流量发生变化,从而影响检测结果,故需频繁地更换蠕动泵管。在PFCA系统中,使用柱塞泵作为流体动力传输单元,这是一种机械性动力装置,无需更换耗材,能真正实现一键式启动。
(2)FIA系统中用到的多孔两位旋转切换定量阀要求既要旋转顺畅、又要避免漏液,其加工工艺困难,从而价格昂贵、通常依赖于进口品牌(例如美国VICI),这些因素均限制了自动化分析方法的良性发展。PFCA系统所采样的三通电磁阀组,电磁响应迅速、且加工工艺简单、价格低廉、无需完全依赖进口。
图2-3. FIA系统中多孔两位旋转阀的流路连接方法。(A) 6孔;(B) 8孔
(3)FIA系统所使用的两位旋转切换定量阀通常为6孔、8孔、10孔。以6孔和8孔两位旋转切换阀为例,其接口连接方法如图2-3所示。可以看出,在旋转切换阀上通常只能连接一个或两个样品定量环,又因为旋转阀价格昂贵,一般仪器上不会配备2个及以上的旋转阀,那么在设计分析流路时,只能将样品按照“样品塞”的形式注入到流路中,试剂则需要连续流动与“样品塞”汇合、反应,这将造成试剂耗量增大。在PFCA系统中,是通过柱塞泵定量吸取和三通电磁阀对流路进行切换选择,所以样品、试剂均可以按照“样品塞”、“试剂塞”的形式在流路中汇合、反应,从而极大地减少了试剂耗量,而且电磁阀组使得流路的组合灵活。
(4)相比而言,SIA在一定程度上解决了FIA系统中存在的局限性,例如SIA系统采样了注射器泵作为流体动力传输单元、且对样品与试剂完成体积定量吸取操作,无需考虑耗材磨损、更换以及预热问题。但是,SIA系统是通过多位旋转切换阀作为样品、试剂以及流路的选择切换装置,其存在与多孔两位旋转切换阀一样的问题。另外,在SIA系统中试剂和样品的汇合方式通常为“追赶合并”方式,对于某些参与试剂较多的反应,为了增加不同试剂与样品混合程度,还需单独增加“混合室”来静态实现,而不能在流动过程中动态实现。上述问题,在PFCA系统中均得到了有效解决。