專利名稱:毛細管電泳模式濾光分析儀的制作方法
技術領域:
本發明涉及現代分析儀器,尤其涉及毛細管電泳分析儀器的結構創新。
背景技術:
現有的毛細管電泳分析方法,其檢測儀器有紫外檢測儀、熒光檢測儀、激光誘導熒光檢測儀、電化學檢測儀、化學發光檢測儀、質譜檢測儀等,所有這些檢測方法及儀器,均有其各自的特點及適用范圍限制,即通用性較差,且共同的缺點主要在于只能在毛細管電泳分離過程某點,將被分離樣液先提取出來,再進行檢測,即都是單點、非同時檢測,根本無法在毛細管電泳分離的同時,多點甚至全程檢測樣液的分離及變化的情況,因而遺漏了被測樣液的大量理化信息。
發明內容
本發明的目的是針對現有毛細管電泳分析檢測儀的缺點,設計一種通用性強,且能對樣液在分離、變化全程進行同步檢測的毛細管電泳模式濾光分析儀。
為實現上述目的,本發明毛細管電泳模式濾光分析儀的構成如下分離用毛細管兩端分別聯通進樣池與出樣池,而電泳電極及接地電極分別插入進、出樣池,并鄰近毛細管的進、出樣端;檢測儀器則對被分離樣液的濃度進行檢測、顯示,其特征在于所述的分離用毛細管是具有光學精度的透明細管,而其內的電泳通道橫截面是環形的;所述的檢測儀器由以下單元構成環形空腔濾光單元,由與單色光源作光學聯接的軸心光導纖維作為線光源,內置于所述的分離用毛細透明管軸心上,軸心光導纖維表面與分離用毛細透明管的管壁間形成濾光環形空腔,而在所述分離用毛細透明管的管壁外,設有光信號傳感器,以從該管壁上拾取光信號;其后依次聯接有光電偶合單元、及信號處理/顯示單元,以將光信號傳感器所拾取的光信號轉換、放大成為電信號,然后對電信號作處理后進行顯示。
所述的光信號傳感器,是若干根傳感光導纖維,沿分離用毛細透明管軸向分布,并在其管壁外表上作直接光學聯接而構成;或是成像鏡頭,置于分離用毛細透明管管壁的成像位置上構成。
所述的軸心光導纖維穿越所述的分離用毛細透明管全長;軸心光導纖維、及傳感光導纖維可以是多模式或單模式的。
所述的單色光源是頻率可調的激光光源。
所述的信號處理/顯示單元是微電腦系統,其將光電偶合單元輸出的電信號進行處理并顯示為數字。
所述的分離用毛細透明管、進樣池與出樣池、電泳電極和接地電極、光信號傳感器、及光電偶合單元均置于暗箱之中。
本發明毛細管電泳模式濾光分析儀,由于將分離用毛細透明管的電泳環形通道與檢測儀器的濾光環形空腔合而為一,因而在分離用毛細透明管軸向上任一點處,單色光的線光源表面與毛細透明管管壁間,隨時可產生單色光的各種模式的反射、折射;而特定頻率單色光在某種被測樣液中,其他作用可忽略,只產生反、折射,反、折射率與樣液中各種組分的結構、含量深刻關聯,由此產生樣液的模式濾光強度信號;結合電泳電壓、電流、電泳速度等因子,配以微電腦快速數據處理/顯示,本發明能在作樣液分離的同時,對樣液進行多點甚至全程同步分析檢測、同步顯示檢測結果,可以檢測樣液組分在分離過程中的相互作用和變化等,極大地豐富被測樣液的理化信息量;而采用光纖側面散射激光的線光源,光源單色性好,背景值大大減少,可獲得很高的信噪比,很低的檢測下限,增加了分辨率、靈敏度;本發明屬于光的折、反射類儀器,具有很強的通用性,不要對被分離樣液進行任何處理,節約了時間、試劑,簡化了實驗步驟。因此,本發明是迄今為止世界上尚沒有達到的分析檢測技術。
現結合附圖對本發明作以下說明。
圖1為本發明實施例的結構原理示意圖。
圖2為本發明實施例1的結構示意圖。
圖3為本發明實施例2的結構示意圖。
圖4為本發明的電泳環形通道局部剖視及模式濾光示意圖。
具體實施例方式如圖1所示,本發明毛細管電泳模式濾光分析儀的構成如下分離用毛細管1兩端分別聯通進樣池2與出樣池3,而電泳電極4及接地電極5分別插入進、出樣池,并鄰近毛細管的進、出樣端;檢測儀器則對被分離樣液的濃度進行檢測、顯示,其特征在于所述的分離用毛細管1是具有光學精度的透明細管,而其內的電泳通道8橫截面是環形的;所述的檢測儀器由以下單元如下構成環形空腔濾光單元,由與單色光源6作光學聯接的軸心光導纖維7作為線光源,內置于所述的分離用毛細透明管1軸心上,軸心光導纖維7表面與分離用毛細透明管1的管壁間形成濾光環形空腔8,在所述分離用毛細透明管1的管壁外,設有光信號傳感器9,以從該管壁上拾取光信號;其后聯接有光電偶合單元10,將所拾取的光信號轉換、放大成為電信號;而信號處理/顯示單元11,則將光電偶合單元10輸出的電信號進行處理并顯示。上述的分離用毛細透明管1、進樣池2與出樣池3、電泳電極4和接地電極5、光信號傳感器9、及光電偶合單元10均置于暗箱12之中。
如圖2所示,本發明毛細管電泳模式濾光分析儀實施例1的構成如下分離用毛細管1兩端分別聯通進樣池2與出樣池3,而電泳電極4及接地電極5分別插入進、出樣池,并鄰近毛細管的進、出樣端;檢測儀器則對被分離樣液的質量或濃度進行檢測、顯示,其特征在于所述的分離用毛細管1是具有光學精度的透明細管,而其內的電泳通道8橫截面是環形的;所述的檢測儀器由以下單元如下構成環形空腔濾光單元,由與頻率可調的激光光源6-1作光學聯接的軸心光導纖維7作為線光源,內置于所述的分離用毛細透明管1軸心上、并穿越其全長,軸心光導纖維7表面與分離用毛細透明管1的管壁間形成濾光環形空腔8,所設光信號傳感器是若干根傳感光導纖維9-1,沿分離用毛細透明管1軸向分布,并在其管壁外表上作直接光學聯接而構成,以從該管壁上拾取光信號;其后聯接有光電偶合單元10,將所拾取的光信號轉換、放大成為電信號;而微電腦式信號處理/顯示單元11-1,則將光電偶合單元10輸出的電信號進行處理并顯示為數字。上述的分離用毛細透明管1、進樣池2與出樣池3、電泳電極4和接地電極5、傳感光導纖維9-1、及光電偶合單元10均置于暗箱12之中。
如圖3所示,本發明毛細管電泳模式濾光分析儀實施例2的構成如下分離用毛細管1兩端分別聯通進樣池2與出樣池3,而電泳電極4及接地電極5分別插入進、出樣池,并鄰近毛細管的進、出樣端;檢測儀器則對被分離樣液的質量或濃度進行檢測、顯示,其特征在于所述的分離用毛細管1是具有光學精度的透明細管,而其內的電泳通道8橫截面是環形的;所述的檢測儀器由以下單元如下構成環形空腔濾光單元,由與頻率可調的激光光源6-1作光學聯接的軸心光導纖維7作為線光源,內置于所述的分離用毛細透明管1軸心上、并穿越其全長,軸心光導纖維7表面與分離用毛細透明管1的管壁間形成濾光環形空腔8,所設光信號傳感器是成像鏡頭9-2,置于分離用毛細透明管1的管壁的成像位置上構成,以從該管壁上拾取光信號;其后聯接有光電偶合單元10,將所拾取的光信號轉換、放大成為電信號;而微電腦式信號處理/顯示單元11-1則將光電偶合單元10輸出的電信號進行處理并顯示為數字。上述的分離用毛細透明管1、進樣池2與出樣池3、電泳電極4和接地電極5、成像鏡頭9-2、及光電偶合單元10均置于暗箱12之中。
如圖4所示,接通單色光源的軸心光導纖維7置于可精確濾光的毛細透明管1軸心上,軸心光導纖維7的表面與毛細透明管1的管壁間形成濾光環形空腔8,單色光會在軸心光導纖維7表面、毛細透明管1的管壁內、外表面處發生相繼的折射、反射,某根傳感光導纖維9-1(或成像鏡頭9-2,見圖3)能收集到的光強,就是某初始單色光束I0經過如模式In、模式In+1等的相繼折射、反射途徑(模式)到達該傳感光導纖維9-1(或成像鏡頭9-2,見圖3)的所有光線總和,即模式濾光信號。當被測樣液電泳于此濾光環形空腔8內時,可采用特定頻率單色光,使被測樣液與光線間的其他作用被忽略,則傳感光導纖維9-1(或成像鏡頭9-2,見圖3)收集到的模式濾光信號強度的變化,即為該被測樣液的模式濾光信號。將此被測樣液的模式濾光信號,結合電泳電壓、電流、電泳速度等因子綜合處理/顯示,即實現了對樣液作分離的同時作同步檢測分析。
現主要結合本發明實施例1及上述附圖,進一步說明工作原理及過程如下首先開啟電泳電極4、激光光源6-1及檢測儀器所有單元的電源,對分離用毛細透明管1電泳環形通道8中充滿的均質載液進行檢測,得出空白對照值;然后將待測樣液如含乙氨酸9.8mMol與丙氨酸10.0mMol的混合樣液,注入充有載液的進樣池2,由于在進、出樣池2、3及分離用毛細透明管1的電泳環形通道8中充滿均質的載液,電泳電極4與接地電極5間得以建立起電泳電場,混合樣液在此電泳電場力的作用下,經過分離用毛細透明管1的電泳環形通道8,從進樣池2向出樣池3方向作電泳移動,并在移動過程中進行分離,因而在不同的時刻、毛細透明管1軸向不同區段管壁面上的光信號傳感光導纖維9-1上,可收集到被測樣液不同階段、不同強度的模式濾光信號,再送入微電腦式信號處理/顯示單元11-1顯示為不同的峰值初時,毛細透明管1的近進樣端處某根光信號傳感光導纖維9-1上,微電腦式信號處理/顯示單元11-1顯示其乙氨酸與丙氨酸的唯一混合峰值,隨著時間推移,在毛細透明管1的遠進樣端處某根光信號傳感光導纖維9-1上,微電腦式信號處理/顯示單元11-1顯示其兩個不同的分離峰值,時間繼續,在分離用毛細透明管1的某軸向位置后的光信號傳感光導纖維9-1上,顯示出的分離峰值的度量均達到最大、并趨于不變即分離平衡,此時分離的峰值的度量分別與乙氨酸及丙氨酸的摩爾濃度成正比,即實現了樣液分離的同步檢測分析;任何時刻,微電腦式信號處理/顯示單元11-1可以對分離用毛細透明管1軸向上所有光信號傳感光導纖維9-1上的光信號作同時掃描,以實現樣液分離全程的同步檢測分析。
權利要求
1.一種毛細管電泳模式濾光分析儀,其構成如下分離用毛細管兩端分別聯通進樣池與出樣池,而電泳電極及接地電極分別插入進、出樣池,并鄰近毛細管的進、出樣端;檢測儀器則對被分離樣液的濃度進行檢測、顯示,其特征在于所述的分離用毛細管是具有光學精度的透明細管,而其內的電泳通道橫截面是環形的;所述的檢測儀器由以下單元構成環形空腔濾光單元,由與單色光源作光學聯接的軸心光導纖維作為線光源,內置于所述的分離用毛細透明管軸心上,軸心光導纖維表面與分離用毛細透明管的管壁間形成濾光環形空腔,而在所述分離用毛細透明管的管壁外,設有光信號傳感器,以從該管壁上拾取光信號;其后依次聯接有光電偶合單元、及信號處理/顯示單元,以將光信號傳感器所拾取的光信號轉換、放大成為電信號,然后對電信號作處理后進行顯示。
2.如權利要求1所述的毛細管電泳模式濾光分析儀,其特征在于所述的光信號傳感器,是若干根傳感光導纖維,沿分離用毛細透明管軸向分布,并在其管壁外表上作直接光學聯接而構成;或是成像鏡頭,置于分離用毛細透明管管壁的成像位置上構成。
3.如權利要求1或2所述的毛細管電泳模式濾光分析儀,其特征在于所述的軸心光導纖維穿越所述的分離用毛細透明管全長;軸心光導纖維、及傳感光導纖維可以是多模式或單模式的。
4.如權利要求1或2所述的毛細管電泳模式濾光分析儀,其特征在于所述的單色光源是頻率可調的激光光源。
5.如權利要求1或2所述的毛細管電泳模式濾光分析儀,其特征在于所述的信號處理/顯示單元是微電腦系統,其將光電偶合單元輸出的電信號進行處理并顯示為數字。
6.如權利要求1或2所述的毛細管電泳模式濾光分析儀,其特征在于所述的分離用毛細透明管、進樣池與出樣池、電泳電極和接地電極、光信號傳感器、及光電偶合單元均置于暗箱之中。
全文摘要
一種毛細管電泳模式濾光分析儀其特征在于:分離用毛細管是具有光學精度的透明細管,而其內的電泳通道橫截面是環形的;檢測儀器構成為:環形空腔濾光單元,由與激光光源作光學聯接的軸心光導纖維作為線光源,內置于所述的分離用毛細透明管軸心上、并穿越其全長,軸心光導纖維表面與分離用毛細透明管的管壁間形成濾光環形空腔,在該管壁外,設有光信號傳感器;其后聯接有光電偶合單元,微電腦式信號處理/顯示單元。上述的分離用毛細透明管、進樣池與出樣池、電泳電極和接地電極、光信號傳感器、及光電偶合單元均置于暗箱之中。該儀器通用性強,具有很高的信噪比,很低的檢測下限,且能對樣液在分離、變化全程進行同步檢測。
文檔編號G01N21/55GK1335494SQ0112858
公開日2002年2月13日 申請日期2001年9月6日 優先權日2001年9月6日
發明者王柯敏, 周征, 肖丹, 羊小海, 周雷激, 李杜 申請人:湖南大學