本發(fā)明屬于X射線衍射儀領(lǐng)域，尤其是涉及一種能高精度地測量蛋白晶體數(shù)據(jù)的復(fù)合型衍射儀。

背景技術(shù)：

X射線衍射測量是鑒定生物大分子相結(jié)構(gòu)的重要手段。通常高精度的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)獲得需要高穩(wěn)定性的光源、高質(zhì)量的蛋白晶體樣品及高穩(wěn)定性的衍射儀。由于實(shí)驗(yàn)操作失誤，會出現(xiàn)蛋白晶體樣品不在測角頭上時也按步驟進(jìn)行衍射分析的情況發(fā)生，浪費(fèi)時間精力，測試效率低，因此需要一個在檢測之前對待測樣品是否處于目標(biāo)位置進(jìn)行一個預(yù)判斷。

進(jìn)行測試時，如果出現(xiàn)衍射數(shù)據(jù)不理想的狀況，有可能是光發(fā)生了抖動，有可能是蛋白晶體樣品性狀不佳，也有可能是樣品發(fā)生了晃動，樣品的晃動也有可能是地面的晃動導(dǎo)致衍射儀的抖動影響其穩(wěn)定性。為了排除衍射儀的不穩(wěn)定性給衍射數(shù)據(jù)帶來的影響，需要定量觀察衍射儀的不穩(wěn)定性，判斷樣品在衍射儀上的狀況，以嘗試解決衍射儀穩(wěn)定性帶來的數(shù)據(jù)不理想。而目前市面上的衍射儀缺少定量實(shí)時監(jiān)控其穩(wěn)定性的方法和工具。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種引入對衍射儀的穩(wěn)定性進(jìn)行實(shí)時定量監(jiān)控、測量數(shù)據(jù)更精確的能高精度地測量蛋白晶體數(shù)據(jù)的復(fù)合型衍射儀。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種能高精度地測量蛋白晶體數(shù)據(jù)的復(fù)合型衍射儀，包括X射線發(fā)生裝置、X射線探測裝置、控制裝置及數(shù)據(jù)處理設(shè)備，所述X射線探測裝置包括安裝有樣品的測角頭，所述測角頭上設(shè)有用于感應(yīng)待測樣品的光電感應(yīng)單元和用于感知施加于待測樣品上的壓力變化的壓力傳感單元。光電感應(yīng)單元將測量到的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成光信號，然后借助光電元件將光信號轉(zhuǎn)換成電信號，以達(dá)到判斷待測樣品是否位于目標(biāo)位置，即測角儀上是否存在待測樣品的目的；通過壓力傳感單元的設(shè)置可以定量地監(jiān)測樣品的穩(wěn)定性，進(jìn)而定量監(jiān)測衍射儀的穩(wěn)定性，排除衍射儀的不穩(wěn)定給衍射結(jié)果帶來的影響，使得對蛋白晶體的數(shù)據(jù)分析更加精準(zhǔn)。

進(jìn)一步的，所述壓力傳感單元包括可與X射線探測裝置相連的連接座、用于放置待測樣品的安置部、用于感應(yīng)安置部上壓力變化所產(chǎn)生的形變并將形變轉(zhuǎn)換成電信號的感應(yīng)組件及用于將電信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號的顯示裝置。

進(jìn)一步的，所述感應(yīng)組件包括感應(yīng)件、設(shè)于感應(yīng)件上的傳感器、與安置部相連的上連接件及與連接座相連的下連接件。

進(jìn)一步的，所述感應(yīng)件上設(shè)有用于提升其應(yīng)變力的薄壁部。薄壁部的設(shè)置使得感應(yīng)件的應(yīng)變性能更佳，在受到較小的力時也能產(chǎn)生較大的形變，靈敏度更高，最終數(shù)據(jù)更加精準(zhǔn)。

進(jìn)一步的，所述傳感器為電阻應(yīng)變片。

進(jìn)一步的，所述薄壁部位于傳感器的正對位置，薄壁部上設(shè)有貫穿感應(yīng)件側(cè)壁設(shè)置的通孔。

進(jìn)一步的，所述通孔由三個水平交叉重疊設(shè)置的圓形開孔組成，其中中間的圓形開孔面積小于兩邊的圓形開孔面積。三個圓形開孔的巧妙設(shè)置使得感應(yīng)件可以更好地感應(yīng)受力變化，感應(yīng)件的厚度減少之后壓力稍有變化就可以很好地通過傳感器體現(xiàn)在顯示裝置上，而圓形開孔的疊加相對于其它形狀來說靈敏性更好，壓力稍有改變就通過圓形開孔邊緣的扭曲讓傳感器更迅速、更精準(zhǔn)地體現(xiàn)形變量。

進(jìn)一步的，所述上連接件與感應(yīng)件之間設(shè)有第一墊片，所述感應(yīng)件與下連接件之間設(shè)有第二墊片，所述第一墊片和第二墊片的橫截面積相等。第一墊片和第二墊片的形狀大小相同，使得感應(yīng)件的受力面積集中在第一墊片和第二墊片上，從而能夠更好地感應(yīng)施加在感應(yīng)件兩側(cè)的壓力大小，并將壓力大小集中體現(xiàn)在感應(yīng)件上，通過傳感器傳送至顯示裝置的數(shù)據(jù)更加精準(zhǔn)。

進(jìn)一步的，所述上連接件上設(shè)有供感應(yīng)件在一定范圍內(nèi)偏移的容置槽。有效避免感應(yīng)件與上連接件接觸導(dǎo)致測試數(shù)據(jù)的不準(zhǔn)確。

進(jìn)一步的，所述安置部上設(shè)有與光電感應(yīng)單元適配的通槽。

進(jìn)一步的，所述上連接件上設(shè)有用于容置傳感器的容納腔。避免上連接件與感應(yīng)件產(chǎn)生除了第一墊片以為的接觸面。

本發(fā)明的有益效果是：突破傳統(tǒng)思維，給衍射圖像的分析增加一個維度，在衍射儀的X射線探測裝置上設(shè)置用于感知樣品穩(wěn)定性的壓力傳感單元，進(jìn)而不僅可以判斷待測樣品的有無，還可以定量地監(jiān)測衍射儀的穩(wěn)定性，排除衍射儀的穩(wěn)定性對樣品分析數(shù)據(jù)的影響，結(jié)構(gòu)簡單，靈敏度高，測量數(shù)據(jù)更精準(zhǔn)。

附圖說明

圖1為本發(fā)明中壓力傳感單元的結(jié)構(gòu)示意圖一。

圖2為本發(fā)明中壓力傳感單元的結(jié)構(gòu)示意圖二。

圖3為本發(fā)明中壓力傳感單元的結(jié)構(gòu)示意圖三。

圖4為下連接件與感應(yīng)件的配合結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5為感應(yīng)件的受力情況示意圖。

圖6為本發(fā)明的部分結(jié)構(gòu)與光源的配合結(jié)構(gòu)示意圖。

圖7為衍射儀的部分結(jié)構(gòu)簡單示意圖。

具體實(shí)施方式

為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好的理解本發(fā)明方案，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整的描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都應(yīng)當(dāng)屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

參照圖1-7所示，一種能高精度地測量蛋白晶體數(shù)據(jù)的復(fù)合型衍射儀，包括X射線發(fā)生裝置4、控制裝置、X射線探測裝置5及數(shù)據(jù)處理設(shè)備，X射線探測裝置5包括安裝有樣品的測角頭51，測角頭51上設(shè)有光電感應(yīng)單元和壓力傳感單元。壓力傳感單元依次包括與X射線探測裝置相連接的連接座1、用于放置待測蛋白晶體樣品的安置部3、用于感應(yīng)安置部3上壓力變化所產(chǎn)生的形變并將形變轉(zhuǎn)換成電信號的感應(yīng)組件及用于將電信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號并顯示在屏幕上的顯示裝置。

安置部3包括用于粘連待測蛋白晶體樣品的針管31、通過磁性件將針管31吸附連接的上段體32及通過旋鈕33可拆卸連接在上連接件23上的下段體34。旋鈕33上設(shè)有內(nèi)螺紋，上連接件23上設(shè)有與旋鈕33適配的凸起，凸起上設(shè)有外螺紋，裝配時先將下段體34放置在凸起上方，旋鈕33穿過下段體34套設(shè)在凸起外側(cè)旋轉(zhuǎn)螺紋連接。為了減輕整體的重量，安置部3由鋁材料制成，提高了整體的靈敏度。

光電感應(yīng)單元包括光源、光學(xué)通路和光電元件，上段體32可以是中空結(jié)構(gòu)，中心有供光線穿過的通孔，下段體34的側(cè)邊上開設(shè)有供光電元件等穿過的通槽341。光電感應(yīng)單位可以通過對光源是否穿過待測樣品作出判斷，并把測量結(jié)果轉(zhuǎn)換成光信號，再借助光電元件將光信號轉(zhuǎn)換成電信號，傳導(dǎo)至控制裝置和與控制裝置電連的數(shù)據(jù)處理設(shè)備，以便直觀判斷待測樣品是否處于合適位置。光電感應(yīng)單元和壓力傳感單元可以分別與控制裝置電連，在光電感應(yīng)單元感應(yīng)到待測樣品的存在之后，控制裝置給壓力傳感單元發(fā)送信號，啟動壓力傳感單元進(jìn)行工作。

感應(yīng)組件包括與連接座1相連的下連接件24、與下連接件24相連的感應(yīng)件21、設(shè)置在感應(yīng)件21上的傳感器22及設(shè)置在感應(yīng)件21上方的上連接件23。感應(yīng)件21呈長方體結(jié)構(gòu)，感應(yīng)件21上固定連接有傳感器22，呈圓柱形的上連接件23上開設(shè)有用于容置傳感器22的容納腔232，具體的，容納腔232為開設(shè)在上連接件23下表面的圓形凹槽，該圓形凹槽的圓心與上連接件23的中心基本重合。于本實(shí)施例中，傳感器22包括電阻應(yīng)變片和用于將電阻應(yīng)變片固定連接在感應(yīng)件21上的硅膠，感應(yīng)件21的上表面中心通過硅膠固連電阻應(yīng)變片，電阻應(yīng)變片的引線通過導(dǎo)線221與顯示裝置相連。為了提高傳感器的應(yīng)變能力，感應(yīng)件21與傳感器22的正對位置上設(shè)有薄壁部，具體的，在感應(yīng)件21的正中心位置開設(shè)通孔211，通孔211貫穿感應(yīng)件21的側(cè)壁設(shè)置，且通孔211由三個處于同一直線上的圓形開孔組成，三個圓形開孔交叉重疊設(shè)置，位于兩邊的圓形開孔橫截面積相等并大于位于中間的圓形開孔橫截面積。

感應(yīng)件21上表面的左側(cè)端部通過第一墊片251與上連接件23相接觸連接，感應(yīng)件21下表面的右側(cè)端部通過第二墊片252與下連接件24相接觸連接，為了保證上連接件23和下連接件24施加在感應(yīng)件21上的力的傳導(dǎo)面積相等，第一墊片251和第二墊片252的橫截面形狀、大小相同，即感應(yīng)件21上下兩側(cè)的受力面積相等。為了避免感應(yīng)件21上表面的右側(cè)端部與上連接件23相接觸，在上連接件23的下表面邊沿形成一容置槽231，從而即使感應(yīng)件21在一定范圍內(nèi)發(fā)生偏移，也能保證感應(yīng)件21的右側(cè)上表面不會接觸上連接件23，對感應(yīng)件21的形變不會產(chǎn)生影響，最終數(shù)據(jù)測量更加準(zhǔn)確。下連接件24呈彎曲的腰形結(jié)構(gòu)，其通過貫穿上下側(cè)壁的安裝孔連接在連接座1上，下連接件24的中間凹陷處供X射線探測裝置的其它部件通過。

顯示裝置（圖中未示出）通過導(dǎo)線221與感應(yīng)組件電連，顯示裝置將感應(yīng)件21上產(chǎn)生的形變通過傳感器轉(zhuǎn)換成電信號，電信號通過轉(zhuǎn)化器轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，數(shù)字信號可以通過顯示屏顯示，便于直觀地讀取施加在安置部3上的壓力。同時數(shù)字信號通過人機(jī)交互界面實(shí)時顯示，所有數(shù)據(jù)存儲在電腦上，便于以后調(diào)用。

本發(fā)明的工作原理是：首先光電感應(yīng)單元對待測樣品是否位于X射線探測裝置的測角頭的適合位置作出判斷，當(dāng)?shù)玫酱郎y樣品存在的結(jié)果后，將壓力傳感單元通過連接座連接至X射線探測裝置的測角頭，由于重力作用，安置部和上連接件通過第一墊片對感應(yīng)件產(chǎn)生一個水平向右的力，下連接件通過第二墊片對感應(yīng)件產(chǎn)生一個水平向左的力，感應(yīng)件產(chǎn)生一定的形變體現(xiàn)在顯示裝置，初始狀態(tài)對顯示裝置清零，將待測樣品放置在安置部上時，由于施加在第一墊片和第二墊片上的力發(fā)生改變，感應(yīng)件產(chǎn)生更多形變，傳感器將形變轉(zhuǎn)換成電信號通過導(dǎo)線傳輸至顯示裝置，顯示裝置將電信號轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號，實(shí)驗(yàn)者可以方便、直觀地讀取感應(yīng)組件上的壓力變化數(shù)據(jù)。

當(dāng)將樣品放置上安置部時，顯示裝置上讀取的瞬時壓力值相對于初始狀態(tài)發(fā)生較大改變，將樣品取下安置部時，顯示裝置上讀取的瞬時壓力值相對于初始狀態(tài)發(fā)生較大改變，對樣品進(jìn)行分析時，顯示裝置上讀取的壓力值處于較平穩(wěn)的狀態(tài)，正常狀況下，不會產(chǎn)生較大的波動。

假如發(fā)現(xiàn)衍射圖像不佳，調(diào)取電腦上存儲的數(shù)據(jù)，如果發(fā)現(xiàn)壓力數(shù)值除了放樣和取樣時發(fā)生波動，一直處于較穩(wěn)定的狀態(tài)，說明樣品的穩(wěn)定性較好，進(jìn)而說明衍射儀的穩(wěn)定性較好，排除了衍射儀的問題；如果數(shù)據(jù)顯示衍射圖像不佳時，壓力數(shù)值也產(chǎn)生較大的波動，說明樣品的穩(wěn)定性不佳，可能是衍射儀的不穩(wěn)定影響了衍射圖像，可以排除光源等的問題導(dǎo)致衍射圖像不佳。從而可以判斷衍射儀的穩(wěn)定性與樣品衍射圖像之間的關(guān)聯(lián)。

上述具體實(shí)施方式用來解釋說明本發(fā)明，而不是對本發(fā)明進(jìn)行限制，在本發(fā)明的精神和權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)，對本發(fā)明作出的任何修改和改變，都落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。