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(fā)明涉及現(xiàn)代分析儀器,尤其涉及毛細管電泳分析儀器的結構創(chuàng)新。
背景技術:
現(xiàn)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(fā)光檢測儀、質(zhì)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(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)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(xiàn)上述目的,本發(fā)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(lián)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(nèi)的電泳通道橫截面是環(huán)形的;所述的檢測儀器由以下單元構成環(huán)形空腔濾光單元,由與單色光源作光學聯(lián)接的軸心光導纖維作為線光源,內(nèi)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(huán)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(lián)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(zhuǎn)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(lián)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(diào)的激光光源。
所述的信號處理/顯示單元是微電腦系統(tǒng),其將光電偶合單元輸出的電信號進行處理并顯示為數(shù)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(fā)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(huán)形通道與檢測儀器的濾光環(huán)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(chǎn)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(chǎn)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(lián),由此產(chǎn)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(shù)據(jù)處理/顯示,本發(fā)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(fā)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(jié)約了時間、試劑,簡化了實驗步驟。因此,本發(fā)明是迄今為止世界上尚沒有達到的分析檢測技術。
現(xiàn)結合附圖對本發(fā)明作以下說明。
圖1為本發(fā)明實施例的結構原理示意圖。
圖2為本發(fā)明實施例1的結構示意圖。
圖3為本發(fā)明實施例2的結構示意圖。
圖4為本發(fā)明的電泳環(huán)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(fā)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(lián)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(nèi)的電泳通道8橫截面是環(huán)形的;所述的檢測儀器由以下單元如下構成環(huán)形空腔濾光單元,由與單色光源6作光學聯(lián)接的軸心光導纖維7作為線光源,內(nèi)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(huán)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(lián)接有光電偶合單元10,將所拾取的光信號轉(zhuǎn)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(fā)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(lián)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(zhì)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(nèi)的電泳通道8橫截面是環(huán)形的;所述的檢測儀器由以下單元如下構成環(huán)形空腔濾光單元,由與頻率可調(diào)的激光光源6-1作光學聯(lián)接的軸心光導纖維7作為線光源,內(nèi)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(huán)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(lián)接而構成,以從該管壁上拾取光信號;其后聯(lián)接有光電偶合單元10,將所拾取的光信號轉(zhuǎn)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(shù)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(fā)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(lián)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(zhì)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(nèi)的電泳通道8橫截面是環(huán)形的;所述的檢測儀器由以下單元如下構成環(huán)形空腔濾光單元,由與頻率可調(diào)的激光光源6-1作光學聯(lián)接的軸心光導纖維7作為線光源,內(nèi)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(huán)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(lián)接有光電偶合單元10,將所拾取的光信號轉(zhuǎn)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(shù)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(huán)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(nèi)、外表面處發(fā)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(jīng)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(huán)形空腔8內(nèi)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(xiàn)了對樣液作分離的同時作同步檢測分析。
現(xiàn)主要結合本發(fā)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(huán)形通道8中充滿的均質(zhì)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(huán)形通道8中充滿均質(zhì)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(jīng)過分離用毛細透明管1的電泳環(huán)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(qū)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(xù),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(xiàn)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(xiàn)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(lián)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(nèi)的電泳通道橫截面是環(huán)形的;所述的檢測儀器由以下單元構成環(huán)形空腔濾光單元,由與單色光源作光學聯(lián)接的軸心光導纖維作為線光源,內(nèi)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(huán)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(lián)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(zhuǎn)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(lián)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(diào)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(tǒng),其將光電偶合單元輸出的電信號進行處理并顯示為數(shù)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(nèi)的電泳通道橫截面是環(huán)形的;檢測儀器構成為:環(huán)形空腔濾光單元,由與激光光源作光學聯(lián)接的軸心光導纖維作為線光源,內(nèi)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(huán)形空腔,在該管壁外,設有光信號傳感器;其后聯(lián)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(yōu)先權日2001年9月6日
發(fā)明者王柯敏, 周征, 肖丹, 羊小海, 周雷激, 李杜 申請人:湖南大學