研究目的
本贡献的主要目标是实现易于集成的流体检测器的渐进式发展。容器的构造应确保制造的可重复性，且无需对光学元件进行任何粘接。
研究成果
该研究成功利用经济实惠的FFF技术，开发出适用于光度与荧光检测的通用型、可靠3D打印流通式检测器。这些检测器具有可定制、易集成特点，其重复性与商用流动池相当。关键发现包括：几何结构对分析参数的影响（孔径与光程长度的变化会改变灵敏度与线性范围）；采用LED和CCD检测器的可行性验证（三LED荧光检测器展现出更优性能）。虽存在材料兼容性限制及轻微设计问题，但该方法为流动分析系统提供了灵活易行的解决方案，并有望进一步优化应用于便携式传感设备。
研究不足
所用材料（PLA和Ninjaflex）对强碱、丙酮和四氢呋喃无化学耐受性，限制了其与某些溶剂配合使用。较小孔径检测器（如2.0毫米内径）存在气泡干扰和信号质量较低的问题。3D打印工艺通过平面层近似圆形结构，导致较小通道内部表面较不光滑。长期稳定性问题包括长时间使用后出现泄漏，需通过打磨等机械调整实现正确密封。
1：实验设计与方法选择：
本研究采用熔融沉积成型（FFF）技术设计并制作了3D打印光度与荧光流通检测器。检测器设计可定制，流道内径和光程长度可调。涵盖两种检测方法：以LED为光源，配合CCD分光光度计或LED作为检测器的光度法与荧光法。
2：样本选择与数据来源：
选用溴甲酚绿（光度法模型染料）与荧光素钠盐（荧光法模型染料）。储备液配制于四硼酸钠缓冲液（pH 9.18）中，全程使用去离子水。
3：18）中，全程使用去离子水。 实验设备与材料清单：
3. 实验设备与材料清单：Flashforge Dreamer FFF 3D打印机（PLA聚乳酸及Ninjaflex热塑性聚氨酯线材）、Sarstedt标准比色皿、Cole Parmer与Bio-Chem Fluidics的特氟龙管/电磁阀/微型泵、Arduino控制器、Ocean Optics USB2000FLG CCD检测器、发光/检测用LED、Agilent U1231A万用表、Avantor Performance Materials化学品。
4：实验流程与操作步骤：
搭建双通道并联的多路切换流动分析系统用于样品注入与稀释。分析方案通过特定阀泵动作序列完成标准进样。检测器组装时将聚苯乙烯比色皿与橡胶插件嵌入3D打印外壳，连接密封管路后建立不同几何构型的校准曲线。
5：数据分析方法：
通过USB接口采集CCD信号或万用表电压模式记录LED信号，分析峰高、校准曲线及相对标准偏差（RSD）以评估重复性与性能。
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CCD Spectrophotometer
USB2000FLG
Ocean Optics
Used as a light detector for photometric and fluorometric measurements, connected via USB interface.
立即获取同款设备 -
Multimeter
U1231A
Agilent (Keysight Technologies)
Used in voltmeter mode to register signals from LED-based detectors.
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3D Printer
Dreamer
Flashforge
Used for printing the detector housings and inserts using Fused Filament Fabrication (FFF) technology.
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Micropump
120SP1220-5TV
Bio-Chem Fluidics
Used in the flow system for pumping solutions, with a stroke volume of 20 μL.
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Micropump
120SP1210-4TE
Bio-Chem Fluidics
Used in the flow system for pumping solutions, with a stroke volume of 10 μL.
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Solenoid Valve
100T3MP12-62-5
Bio-Chem Fluidics
Used for flow direction control in the multicommutated flow analysis system.
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Tubing
EW-06417-41
Cole Parmer
Teflon tubing used for connecting the flow system components, with an internal diameter of 0.042 inches.
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Water Purifying System
HLP5
Hydrolab
Used to produce deionized water for preparing solutions.
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LED
Used as light emitters and detectors in the optoelectronic setups, with specific wavelengths (e.g., blue LED at 470 nm for fluorescence excitation).
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