專(zhuān)利名稱(chēng)：高效毛細(xì)管電泳儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及分析儀器，特別涉及毛細(xì)管電泳儀。
背景技術(shù)：
高效毛細(xì)管電泳(high-performance capillary electrophoresis，HPCE)是近年來(lái)發(fā)展最快的分析方法之一，具有分離效率高，分離速度快和樣品用量少等優(yōu)點(diǎn)，在生命科學(xué)、藥物分析和環(huán)境監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域已得到廣泛應(yīng)用。由于HPCE的有效體積和進(jìn)樣量小，對(duì)檢測(cè)器有特別高的要求，故檢測(cè)器是HPCE發(fā)展的關(guān)鍵領(lǐng)域，其必須具有靈敏和響應(yīng)快的性能。目前應(yīng)用較多的檢測(cè)方法有紫外吸收、電化學(xué)、質(zhì)譜和熒光檢測(cè)等方法。熒光檢測(cè)作為一種高靈敏度、高選擇性的技術(shù)，在微量和痕量樣品檢測(cè)中應(yīng)用非常廣泛。
熒光毛細(xì)管電泳儀主要由毛細(xì)管電泳裝置、熒光檢測(cè)器、熒光激發(fā)光源系統(tǒng)構(gòu)成。目前，激發(fā)光源常采用氣體放電燈和氣體激光器光源，存在尺寸大、能耗高和壽命短等缺點(diǎn)，半導(dǎo)體和半導(dǎo)體泵浦固體激光器具有一定的體積和成本優(yōu)勢(shì)，但又存在可用波長(zhǎng)有限的弊端，目前其發(fā)射波長(zhǎng)主要局限在長(zhǎng)波區(qū)，在此區(qū)域很難找到合適的衍生試劑對(duì)樣品進(jìn)行衍生。
近年來(lái)，高亮度發(fā)光二極管(light-emitting diode，LED)作為一種經(jīng)濟(jì)的微型光源逐漸引起了人們的關(guān)注。LED具有輸出功率穩(wěn)定、能耗低(可用電池供電)、體積小、亮度高、波長(zhǎng)范圍較寬、壽命長(zhǎng)(105h)等優(yōu)點(diǎn)，非常適合于微型化熒光檢測(cè)儀器。LED作為激發(fā)光源性能接近于普通非相干光源，高亮度LED幾乎覆蓋可見(jiàn)區(qū)各個(gè)波段，而且近紫外LED也已投入市場(chǎng)，這就可以方便的選擇LED以適應(yīng)成熟熒光探針的最大激發(fā)波長(zhǎng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)蛋白質(zhì)、DNA以及氨基酸等生物樣品的熒光檢測(cè)。目前，LED應(yīng)用于HPCE檢側(cè)的激發(fā)光源已有相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道。這些報(bào)道中，其LED熒光誘導(dǎo)檢測(cè)光學(xué)結(jié)構(gòu)多采用傳統(tǒng)正交模式，即激發(fā)光路與熒光收集光路相互垂直，該結(jié)構(gòu)可在一定程度上降低激發(fā)光的干擾，但其結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積較大、成本較高、熒光收集效率有限。Anal Chem，2001，734545-4949報(bào)道了LED熒光誘導(dǎo)檢測(cè)共聚焦型結(jié)構(gòu)，而Talanta，2005，65，1303-1306在對(duì)LED誘導(dǎo)熒光檢測(cè)的研究中，采用了共線(xiàn)型結(jié)構(gòu)。這兩種結(jié)構(gòu)比起傳統(tǒng)正交模式在結(jié)構(gòu)上和靈敏度上有一定的優(yōu)勢(shì)，但均是將激發(fā)光從毛細(xì)管外側(cè)照射毛細(xì)管檢測(cè)窗口而激發(fā)熒光，難免在毛細(xì)管表面產(chǎn)生光折射和散射作用，使得由LED發(fā)出的光不能充分用于激發(fā)熒光，進(jìn)而導(dǎo)致較高的背景噪音，影響熒光激發(fā)效率和毛細(xì)管電泳儀的靈敏度，難以確?；蛱岣呙?xì)管電泳儀的檢測(cè)效率。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種具有高靈敏度和可選波長(zhǎng)范圍較寬的高效毛細(xì)管電泳儀。
本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是本實(shí)用新型的高效毛細(xì)管電泳儀，由毛細(xì)管電泳裝置、熒光檢測(cè)器和熒光激發(fā)光源系統(tǒng)構(gòu)成，所述毛細(xì)管電泳裝置包括有毛細(xì)管，所述光源系統(tǒng)包括有激發(fā)光源，其特征在于所述光源系統(tǒng)還包括有從毛細(xì)管的檢測(cè)端口伸入至檢測(cè)窗口部位的光導(dǎo)纖維。激發(fā)光源所產(chǎn)生的激發(fā)光由該光導(dǎo)纖維引入至其位于毛細(xì)管內(nèi)的內(nèi)端，照射在檢測(cè)窗口實(shí)現(xiàn)待測(cè)物質(zhì)熒光激發(fā)。
在上述技術(shù)方案中，所述激發(fā)光源優(yōu)選采用高亮度發(fā)光二極管。
本實(shí)用新型的有益效果是，激發(fā)光利用光導(dǎo)纖維直接引入至毛細(xì)管檢測(cè)窗口內(nèi)實(shí)現(xiàn)熒光激發(fā)，具有檢測(cè)靈敏度高、成本低廉、背景噪音低、可選波長(zhǎng)范圍較寬、結(jié)構(gòu)和操作簡(jiǎn)單的特點(diǎn)，為生物、醫(yī)學(xué)和化學(xué)等學(xué)科提供一種經(jīng)濟(jì)的檢測(cè)手段，適合微量和痕量物質(zhì)檢測(cè)，特別適合于生物樣品中氨基酸、蛋白質(zhì)等的檢測(cè)。


本說(shuō)明書(shū)包括如下兩幅附圖圖1是本實(shí)用新型高效毛細(xì)管電泳儀的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實(shí)用新型高效毛細(xì)管電泳儀中的激發(fā)光源的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中零部件、部位及相應(yīng)的標(biāo)記緩沖池11、毛細(xì)管12、基座13、檢測(cè)窗口14、高壓電源15、鉑電極16、有機(jī)玻璃罩17、顯微物鏡21、濾光片22、光電倍增管23、激發(fā)光源31、聚焦裝置32、光導(dǎo)纖維33、暗盒34。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說(shuō)明。
參照?qǐng)D1，本實(shí)用新型的高效毛細(xì)管電泳儀，由毛細(xì)管電泳裝置、熒光檢測(cè)器和熒光激發(fā)光源系統(tǒng)構(gòu)成，所述毛細(xì)管電泳裝置包括有毛細(xì)管12，所述光源系統(tǒng)包括有激發(fā)光源31。所述光源系統(tǒng)還包括有從毛細(xì)管12的檢測(cè)端口伸入至檢測(cè)窗口14部位的光導(dǎo)纖維33，激發(fā)光源31所產(chǎn)生的激發(fā)光由該光導(dǎo)纖維33引入至其內(nèi)端，照射在檢測(cè)窗口1 4實(shí)現(xiàn)待測(cè)物質(zhì)熒光激發(fā)?？捎行У乇苊庠诿?xì)管12表面產(chǎn)生光折射和散射作用，使得由激發(fā)光源3發(fā)出的光能充分用于激發(fā)熒光，因此能大幅度地降低背景噪音，并提高毛細(xì)管電泳儀的靈敏度和檢測(cè)效率。所述激發(fā)光源31優(yōu)選采用高亮度發(fā)光二極管，可選波長(zhǎng)范圍較寬而且成本低廉。
參照?qǐng)D2，所述激發(fā)光源31與光導(dǎo)纖維33的外端之間設(shè)置有聚焦裝置32。為簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，減低生產(chǎn)成本，所述聚焦裝置32可優(yōu)選地選用顯微物鏡作為一種典型的配置形式。圖2中示出了光源系統(tǒng)的一種安裝方式，即所述激發(fā)光源31、聚焦裝置32和光導(dǎo)纖維33的外端共軸安裝在暗盒34內(nèi)。
實(shí)施例本實(shí)施例的高效毛細(xì)管電泳儀由毛細(xì)管電泳裝置、熒光檢測(cè)器、光源系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集及處理系統(tǒng)等組成。
參照?qǐng)D1，毛細(xì)管電泳裝置由緩沖池11、毛細(xì)管12、基座13、高壓電源15、鉑電極16組成，其作用是提供電場(chǎng)，驅(qū)動(dòng)待測(cè)物泳動(dòng)，實(shí)現(xiàn)檢測(cè)物質(zhì)的高效分離。高壓電源15正極端、緩沖池11被置于有機(jī)玻璃罩17中。毛細(xì)管12的檢測(cè)端固定在基座13內(nèi)，基座13由上、下兩塊有機(jī)玻璃片構(gòu)成，在上塊有機(jī)玻璃片上開(kāi)設(shè)有檢測(cè)窗口14。
參照?qǐng)D2，光源系統(tǒng)由激發(fā)光源31、聚焦裝置32、光導(dǎo)纖維33構(gòu)成。激發(fā)光源31采用高亮度發(fā)光二極管，提供激發(fā)光源，實(shí)現(xiàn)熒光激發(fā)。激發(fā)光源31、聚焦裝置32和光導(dǎo)纖維33的外端共軸安裝在暗盒34內(nèi)。聚焦裝置32采用100倍顯微物鏡，顯微物鏡將高亮度發(fā)光二極管發(fā)出的光束聚焦在光導(dǎo)纖維33的外端面上，光導(dǎo)纖維33另一端從毛細(xì)管12的檢測(cè)端口直接伸入至檢測(cè)窗口14，將激發(fā)光引入到光導(dǎo)纖維33內(nèi)的光纖內(nèi)端，照射在檢測(cè)窗口14實(shí)現(xiàn)待測(cè)物質(zhì)熒光激發(fā)。
參照?qǐng)D1，熒光檢測(cè)器由顯微物鏡21、濾光片22、光電倍增管23構(gòu)成，其作用是收集激發(fā)出的熒光，過(guò)濾掉雜散光，從而實(shí)現(xiàn)探測(cè)并放大熒光信號(hào)。數(shù)據(jù)采集及處理系統(tǒng)由數(shù)據(jù)采集卡、計(jì)算機(jī)構(gòu)成，由數(shù)據(jù)采集卡和計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)采集和分析熒光信號(hào)，并對(duì)所采集的數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行處理，從而完成樣品分析。
在本實(shí)施例中，激發(fā)光源31采用的是價(jià)格低廉的高亮度發(fā)光二極管，通過(guò)安裝不同波長(zhǎng)的高亮度發(fā)光二極管可發(fā)射出可見(jiàn)區(qū)或近紫外各個(gè)波段的光。高亮度發(fā)光二極管發(fā)出的光射入聚焦裝置32，聚焦裝置32將光束聚焦在光導(dǎo)纖維33的外端面上，光導(dǎo)纖維33的另一端從毛細(xì)管12檢測(cè)端口直接伸入至檢測(cè)窗口14，將激發(fā)光引入到毛細(xì)管12內(nèi)的光導(dǎo)纖維33內(nèi)端面，照射在檢測(cè)窗口14中心。待測(cè)微量物質(zhì)經(jīng)過(guò)手動(dòng)或電動(dòng)進(jìn)樣后，在高壓電源15產(chǎn)生的電場(chǎng)力驅(qū)動(dòng)下泳動(dòng)，由于不同物質(zhì)的電荷特性差異，因而所受電場(chǎng)力不同，故泳動(dòng)的速度也就不同，導(dǎo)致不同物質(zhì)到達(dá)檢測(cè)窗口14的時(shí)間不同，從而實(shí)現(xiàn)不同物質(zhì)的分離。當(dāng)待測(cè)物質(zhì)達(dá)到檢測(cè)窗口14時(shí)，在由光導(dǎo)纖維33引入的激發(fā)光的照射下進(jìn)行激發(fā)，激發(fā)所產(chǎn)生的熒光同時(shí)用顯微物鏡21收集，經(jīng)濾光片22過(guò)濾后，只讓熒光通過(guò)并達(dá)到光電倍增管23，光電倍增管23將熒光信號(hào)進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換并放大后送給數(shù)據(jù)采集卡，最后傳輸給計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。
需要指出的是，上面所述只是用圖解說(shuō)明本實(shí)用新型高效毛細(xì)管電泳儀的一些原理。由于對(duì)相同技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)是很容易在此基礎(chǔ)上進(jìn)行若干修改和改動(dòng)的，因此本說(shuō)明書(shū)并非是要將本實(shí)用新型高效毛細(xì)管電泳儀局限在所示和所述的具體結(jié)構(gòu)和適用范圍內(nèi)，故凡是所有可能被利用的相應(yīng)修改以及等同物，均屬于本實(shí)用新型所申請(qǐng)的專(zhuān)利范圍。
權(quán)利要求1.高效毛細(xì)管電泳儀，由毛細(xì)管電泳裝置、熒光檢測(cè)器和光源系統(tǒng)構(gòu)成，所述毛細(xì)管電泳裝置包括有毛細(xì)管(12)，所述光源系統(tǒng)包括有激發(fā)光源(31)，其特征在于所述光源系統(tǒng)還包括有從毛細(xì)管(12)的檢測(cè)端口伸入至檢測(cè)窗口(14)部位的光導(dǎo)纖維(33)，激發(fā)光源(31)所產(chǎn)生的激發(fā)光由該光導(dǎo)纖維(33)引入至其內(nèi)端，照射在檢測(cè)窗口(14)實(shí)現(xiàn)待測(cè)物質(zhì)熒光激發(fā)。
2.如權(quán)利要求1所述的高效毛細(xì)管電泳儀，其特征在于所述激發(fā)光源(31)采用的是高亮度發(fā)光二極管。
3.如權(quán)利要求2所述的高效毛細(xì)管電泳儀，其特征在于所述激發(fā)光源(31)與光導(dǎo)纖維(33)的外端之間設(shè)置有聚焦裝置(32)。
4.如權(quán)利要求3所述的高效毛細(xì)管電泳儀，其特征在于所述聚焦裝置(32)采用的是顯微物鏡。
5.如權(quán)利要求3所述的高效毛細(xì)管電泳儀，其特征在于所述激發(fā)光源(31)、聚焦裝置(32)和光導(dǎo)纖維(33)的外端共軸安裝在暗盒(34)內(nèi)。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種高效毛細(xì)管電泳儀。它由毛細(xì)管電泳裝置、熒光檢測(cè)器和光源系統(tǒng)構(gòu)成，所述毛細(xì)管電泳裝置包括有毛細(xì)管(12)，所述光源系統(tǒng)包括有激發(fā)光源(31)。所述光源系統(tǒng)還包括有從毛細(xì)管(12)的檢測(cè)端口伸入至檢測(cè)窗口(14)部位的光導(dǎo)纖維(33)，激發(fā)光源(31)所產(chǎn)生的激發(fā)光由該光導(dǎo)纖維(33)引入至其內(nèi)端，照射在檢測(cè)窗口(14)實(shí)現(xiàn)待測(cè)物質(zhì)熒光激發(fā)。本實(shí)用新型的有益效果是，具有檢測(cè)靈敏度高、成本低廉、背景噪音低、可選波長(zhǎng)范圍較寬、結(jié)構(gòu)和操作簡(jiǎn)單的特點(diǎn)，為生物、醫(yī)學(xué)和化學(xué)等學(xué)科提供一種經(jīng)濟(jì)的檢測(cè)手段，適合微量和痕量物質(zhì)檢測(cè)，特別適合于生物樣品中氨基酸、蛋白質(zhì)等的檢測(cè)。
文檔編號(hào)G01N21/01GK2921831SQ200620034929
公開(kāi)日2007年7月11日 申請(qǐng)日期2006年7月14日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月14日
發(fā)明者肖丹, 范清杰, 趙書(shū)林, 楊秀培, 袁紅雁, 王春玲 申請(qǐng)人:四川大學(xué), 天津市蘭力科化學(xué)電子高技術(shù)有限公司