电容耦合非接触电导检测器的研制

　　1   引言

　　传统电导检测器由于在电极上容易发生电化学反应，以及复杂基体样品的吸附作用，致使检测电极污染而导致电极的响应性能变坏，实际使用很不方便。1980年，Vaeik等11提出了非接触电导检测(Contaetlesseonduetivitydeteetion，缩写CcD)方法，将其用于粗内径毛细管等速电泳中测定一些无机化合物。这种检测器将四个检测电极径向排列在毛细管外的聚酞亚胺层上，电极与管内的溶液不接触，其中两个电极为激励电极，同高频交流信号连接，另两个电极为接收电极，用以测量毛细管内液体电导变化的响应信号。1998年，zemann等2和Dol』90争互分别同时提出了电容藕合非接触电导检测(caPacitivelycounledconta记essconduc由itydetection，缩写为C4D)方法并用于毛细管电泳离子检测。这种检测器使用两个管形电极，相隔一定距离，按轴向顺序的套在毛细管聚酞亚胺层外，将一定频率的交流信号施加在

　　激励电极上，经管壁电容祸合到管内液体，液体电导产生的电压差在接收电极与管壁的电容上产生感应电势，经放大和检波得到输出信号。同四电极的CCD相比，C勺检测电极结构更为简单，电极固定非常容易，对毛细管内径没有限制，甚至可以用在内径5林m的毛细管电泳检测，极大的扩大了非接触电导检测的应用范围并提高了质量检出灵敏度。另外，由于电极容易微型化，电容介质除石英或玻璃外，还可以是高分子绝缘材料。这些特点符合微流控芯片电泳对检测器的要求，因此eD在芯片电泳检测中得到了成功的应用。

　　注射器的针头，并将检测电极直接固定在信号处理电路板上，进一步减小了检测器体积。另外，信号处理电路采用了多级放大的原理，避免了在单级放大中运放增益带宽的限制。该检测器结构简单、制作容易，灵敏度高，对无机阳离子和短链脂肪有机酸的测定均获得很好的结果。

　　2C ⁴D的组成和检测原理

　　完整的C ⁴D由三部分构成，即交流信号激励源，检测池和信号处理电路加图1所示。激励源提供频率在30K-6加KH:和幅度为10V-20()V的交流信号，信号处理电路对产生的信号进行放大和检波，最后输出直流信号。

　　C⁴D的检测池是由两个管状的检测电极套在毛细管检测端，两电极相隔一定距离，一般为1一5mm。激励电极同信号发生器连接，接收电极连接到放大器输人端，以地为公用端。为了消除两个电极之间通过空气直接祸合的分布电容，可以在两个检测电极之间加一个接地屏蔽电极来降低噪音。

　　上述检测池相应的等效电路如图2所示。图中C_w1代表激肋电极同毛细管内缓冲溶液构成的圆柱状电容，C_w2代表接收电极同毛细管内缓冲溶液构成的圆柱状电容，毛细管壁和聚酞胺涂层构成电容的电介质，R代表两个电极间溶液的电阻。为制作上的方便，一般