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芬克自动化分析仪的核心技术——编程式流体控制化学分析系统（PFCA）

鉴于传统流动分析技术，例如连续流动分析(CFA)、流动注射分析(FIA)、顺序注射分析(SIA)，在实际应用和市场推广中存在的弊端与局限性，由芬克研发团队自主设计了一种新型的流动分析系统方案，我们将其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）。

1. 编程式流体控制化学分析系统(PFCA)的基本组成

图1. 基本的编程式流体控制化学分析系统(PFCA)

编程式流体控制化学分析系统(PFCA)的最基础系统组成如图1所示，包含了双柱塞泵构成的流体动力传输单元、三通电磁阀组(V1~V5)构成的流路切换控制单元、配备流动比色皿的流通式检测单元、实现人机交互控制的计算机、以及聚四氟乙烯管路构成的分析流路。

其中，三通电磁阀的a端口为公共端(COM)，b端口为断电长开端(NO)，c端口为断电长闭端(NC)，即，电磁阀在断电状态下，NO与COM保持连通、NC与COM保持截止；在电磁阀通电后，NO与COM保持截止、NC与COM保持连通。

2. 编程式流体控制化学分析系统(PFCA)的基本运行流程

PFCA系统的基本运行流程如下：1. 系统基线程序。（1）载流填充状态：当电磁阀V1、V4在通电状态下（a-c连通），载流液在柱塞泵1、2的抽吸作用下进入泵腔体；（2）所有电磁阀保持断电状态（a-b连通），泵腔体中的载流在泵推动作用下，流经反应盘管、流通式检测器、排废口2，通过该过程所有管路中均充满了载流液，同时检测器获得一条平稳的响应曲线，被称为系统基线。

图2. RFCA系统的基本流路的动作过程

2. 样品分析程序。为了更直观地表现样品溶液与试剂溶液在分析系统管路中的流动状态，特用图2对该过程进行了表示。具体执行程序为：

（1）载流填充状态：在电磁阀V1、V4通电状态下（a-c连通），载流液在柱塞泵1、2的抽吸作用下进入泵腔体，如图2(A)所示。

（2）新样品液充满导液管状态：在测定程序初次运行或者更换样品后，样品导液管中仍残留着上一次测定结束时的样品溶液，需要通过该过程使导液管充满新的样品溶液。在电磁阀V2通电状态下（a-c连通），柱塞泵1的抽吸作用将样品溶液经其导液管流入样品储存盘管，如图2(B)所示；在电磁阀V3通电状态下（a-c连通），柱塞泵推出，将样品储存盘管中的样品溶液全部从废液1端口排出，如图2(C)所示；最后，再在电磁阀V1通电状态下（a-c连通），柱塞泵将一定量的载流吸入泵腔体。

（3）样品与试剂的装载状态：在电磁阀V2、V5通电状态下（a-c连通），由于柱塞泵的精密控制，样品与试剂分别在柱塞泵1、2抽吸作用下以固定体积进入到样品储存盘管、试剂储存盘管中，如图2(D)所示。

（4）样品与试剂的注入状态：所有电磁阀保持断电状态（a-b连通），在两个柱塞泵共同推动作用下，储存盘管中的样品与试剂在三通处汇合、并进入反应盘管发生化学反应，如图2(E)所示；随后当混合试样带流经检测器时，连续地获得了该反应产生的响应信号，如图2(F)所示，至此，完成了一次样品测定过程。