液相凝膠色譜儀機(jī)械系統(tǒng)與控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)的中期報(bào)告

液相凝膠色譜儀機(jī)械系統(tǒng)與控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)的中期報(bào)告液相凝膠色譜儀機(jī)械系統(tǒng)與控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中期報(bào)告一、設(shè)計(jì)背景在生物醫(yī)學(xué)和化學(xué)研究領(lǐng)域中，液相凝膠色譜技術(shù)是一種重要的分離和分析方法。液相凝膠色譜儀是一種用于分離復(fù)雜混合物的設(shè)備，這種設(shè)備采用凝膠和液相分離原理，將樣品中的組分在固定凝膠相中進(jìn)行分離，可用于分離單糖、聚糖、蛋白質(zhì)、核酸等生物大分子物質(zhì)。本設(shè)計(jì)中期報(bào)告，旨在介紹液相凝膠色譜儀機(jī)械系統(tǒng)與控制系統(tǒng)的初步設(shè)計(jì)方案和實(shí)驗(yàn)進(jìn)展情況，為后續(xù)完整方案提供指導(dǎo)。二、設(shè)計(jì)原則1.設(shè)計(jì)機(jī)械系統(tǒng)和控制系統(tǒng)，滿(mǎn)足分離和分析不同生物大分子物質(zhì)的需要。2.設(shè)計(jì)的設(shè)備應(yīng)該穩(wěn)定可靠，操作方便，易維護(hù)。3.設(shè)備的機(jī)械系統(tǒng)和控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)考慮成本控制，盡可能減少高成本元件的使用。三、設(shè)計(jì)方案1.機(jī)械系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)機(jī)械系統(tǒng)是液相凝膠色譜儀的核心部分，主要包括控制進(jìn)樣、分離及檢測(cè)流程的機(jī)械結(jié)構(gòu)和部件。（1）進(jìn)樣系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)樣系統(tǒng)主要包括進(jìn)樣頭、進(jìn)樣閥、進(jìn)樣管和控制系統(tǒng)。進(jìn)樣頭由一根內(nèi)徑為0.3mm的硅膠管和一個(gè)配有卡箍的針頭連接組成，進(jìn)樣頭的長(zhǎng)度設(shè)定為10mm。進(jìn)樣閥選用電磁閥或微型閥，進(jìn)樣管長(zhǎng)度為200mm，內(nèi)徑為0.4mm。（2）分離系統(tǒng)設(shè)計(jì)分離系統(tǒng)由一個(gè)管柱和一個(gè)壓力控制部件組成。管柱默認(rèn)為400mm長(zhǎng)度、內(nèi)徑為4.6mm的不銹鋼管。壓力控制部件由高壓泵和襯套針閥組成，用于控制液體流動(dòng)速度和分離過(guò)程中壓力的變化。（3）檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)檢測(cè)系統(tǒng)主要由一個(gè)UV可見(jiàn)光檢測(cè)器和一個(gè)熒光檢測(cè)器組成。UV可見(jiàn)光檢測(cè)器用于檢測(cè)組分間的不同吸收峰值并獲得相應(yīng)的熒光信號(hào)；熒光檢測(cè)器用于檢測(cè)某些熒光化合物。2.控制系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)液相凝膠色譜儀需要一個(gè)集成的控制系統(tǒng)，以協(xié)調(diào)機(jī)械部件的運(yùn)動(dòng)和反饋。這個(gè)控制系統(tǒng)主要包括液體控制、氣體控制、電池控制和數(shù)據(jù)采集。（1）液體控制液體控制由高壓泵控制，以控制液體流速和壓力波動(dòng)。通過(guò)控制泵的電壓、電流、壓力和流量等關(guān)鍵參數(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)液體壓力和流量的控制。（2）氣體控制通過(guò)切換優(yōu)盤(pán)或氣閥控制氣體，以實(shí)現(xiàn)對(duì)進(jìn)樣和檢測(cè)室內(nèi)部分氣體的切換和控制。（3）電池控制電池控制由一個(gè)步進(jìn)電機(jī)控制，通過(guò)電機(jī)控制進(jìn)樣閥，實(shí)現(xiàn)進(jìn)樣和分離室之間的液體轉(zhuǎn)移。（4）數(shù)據(jù)采集數(shù)據(jù)采集的核心系統(tǒng)是一個(gè)高性能微控制器，完成信號(hào)錄制、存儲(chǔ)和輸出工作。信號(hào)錄制由各傳感器提供反饋信號(hào)，微控制器識(shí)別并記錄。存儲(chǔ)通過(guò)微控制器的內(nèi)存實(shí)現(xiàn)。輸出可通過(guò)串口通信或SD卡等方式實(shí)現(xiàn)。四、實(shí)驗(yàn)進(jìn)展情況目前，我們已經(jīng)完成了液相凝膠色譜儀的機(jī)械系統(tǒng)和控制系統(tǒng)的初步設(shè)計(jì)，成功地啟動(dòng)了一些功能模塊。我們已經(jīng)完成了對(duì)進(jìn)樣系統(tǒng)的測(cè)試，測(cè)試結(jié)果顯示進(jìn)樣系統(tǒng)可正常運(yùn)轉(zhuǎn)。在分離系統(tǒng)的測(cè)試中，我們遇到了一些問(wèn)題，在重復(fù)測(cè)試和改進(jìn)的過(guò)程中逐步解決了這些問(wèn)題，分離系統(tǒng)也可正常運(yùn)轉(zhuǎn)。最后，需要注意，我們的液相凝膠色譜儀還處