The invention discloses a modeling method based on the random bead micromixer in ultra-high performance liquid chromatography analysis, which includes: S1, watershed model establishment of UPLC micromixer without considering the bead structure; S2, spherical coordinate calculation of random bead; S3, stochastic bead model establishment; S4, watershed model establishment of UPLC micromixer without the bead structure. The invention uses the method of combining Unigraphics nx12.0 3D modeling software and edem particle simulation software to establish the UPLC micro mixer model with randomly distributed micro beads, which makes the model closer to the actual UPLC micro mixer model, improves the accuracy of numerical simulation, and is more conducive to the exploration of the mixing mechanism of the UPLC micro mixer. This method can be used not only in the establishment of UPLC micromixer model, but also in the establishment of numerical simulation model for any random distribution of micro beads (particles), which has a wide range of applications.
【技术实现步骤摘要】
一种基于超高效液相色谱分析中随机微珠微混合器的建模方法
本专利技术涉及一种超高效液相色谱分析仪中的微混合器建模方法。本专利技术属于高端生化分析与微全分析系统中流体微混合领域。
技术介绍
超高效液相色谱分析法(UPLC)是解决药物分析、生化分析、血液检测和环境检测等问题的重要手段,对于提高药物治疗能力、增强疾病分析能力具有重要推动作用,所以超高效液相色谱仪被迅速应用于食品安全、环境、制药、科研等领域中。尽管超高效液相色谱仪发展迅速,但其中的高精度试剂输送系统由于缺乏匹配供应方和完整的供应链方案,其流量精度、准确度、压力脉动和系统延迟体积难以达到要求,制约了UPLC的发展。高精度试剂输送系统主要功能是实现不同试剂混合并驱动其在色谱柱内流动,微混合器是其主要部件。微混合器是基于微流控技术,利用微量体积流体进行混合的重要前处理装置,其作用是使两种流体或多种流体进行充分接触和有效混合。使用微混合器不仅可以极大地减少珍贵试剂的消耗量,还能够大大地加快分析检测效率,具有较高的准确度和安全性,为高端生化检测分析技术的普及创造了极好的条件。所以UPLC中所使用的微混合器是影响其检测准确度的关键部件,均匀、稳定且灵敏度高的微混合器是高精度色谱分析结果的基础。目前UPLC中所用的微混合器主要由出入口、圆柱形的混合腔和多孔介质过滤层三部分组成。为增加其混合性能,通常在圆柱形混合腔中填充随机分布的氧化锆珠。氧化锆珠是以微米级及亚纳米级氧化锆与氧化钇为原料制成的,是用来对要求“零污染”及高粘度、高硬度物料的超细研磨及分散 ...
【技术保护点】
1.一种基于超高效液相色谱分析中随机微珠微混合器的建模方法,其特征在于:该方法包括:S1、不考虑微珠结构的UPLC微混合器流域模型建立;S2、随机微珠球心坐标计算;S3、随机微珠模型建立;S4、除去微珠结构的UPLC微混合器流域模型建立。/n
【技术特征摘要】
1.一种基于超高效液相色谱分析中随机微珠微混合器的建模方法,其特征在于:该方法包括:S1、不考虑微珠结构的UPLC微混合器流域模型建立;S2、随机微珠球心坐标计算;S3、随机微珠模型建立;S4、除去微珠结构的UPLC微混合器流域模型建立。
2.根据权利要求1所述的一种基于超高效液相色谱分析中随机微珠微混合器的建模方法,其特征在于:S1的具体实施如下,不考虑微珠结构的UPLC微混合器流域模型建立;
使用UnigraphicsNX12.0三维建模软件建立不考虑微珠结构的UPLC微混合器流域模型;UPLC微混合器流域模型一端为圆柱形入口通道I(1)和圆柱形入口通道II(2),具体尺寸为直径0.76mm,长度2mm,圆柱形入口通道I(1)和圆柱形入口通道II(2)的入口末端中心距微混合器的轴心1.64mm;与圆柱形入口通道I(1)和圆柱形入口通道II(2)相连的是两个串联并列布置的圆柱形多孔介质层(3);圆柱形多孔介质层(3)尺寸为:直径6mm、高1.1mm;与圆柱形多孔介质层(3)相连的是圆柱形混合腔(4);圆柱形混合腔(4)具体尺寸为直径4mm、高5mm;与圆柱形混合腔(4)相连的是圆柱形出口通道(5),圆柱形出口通道(5)具体尺寸为直径0.5mm长度为2mm。
3.根据权利要求2所述的一种基于超高效液相色谱分析中随机微珠微混合器的建模方法,其特征在于:S2的具体实施如下,随机微珠球心坐标计算;
使用EDEM颗粒模拟软件模拟直径为280μm的微珠颗粒在直径4mm,高5mm的圆柱内的坠落过程,微珠颗粒从圆柱上平面向下坠落,属性为无弹性,当微珠...
【专利技术属性】
技术研发人员:刘赵淼,赵晟,逄燕,殷参,徐迎丽,
申请(专利权)人:北京工业大学,
类型:发明
国别省市:北京;11
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