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(jié)構(gòu)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(gòu)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(gòu)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(gòu)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(gòu)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(jié)構(gòu)、含量深刻關聯(lián)，由此產(chǎn)生樣液的模式濾光強度信號；結(jié)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(jié)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(cè)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(jié)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(jié)構(gòu)原理示意圖。
圖2為本發(fā)明實施例1的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3為本發(fā)明實施例2的結(jié)構(gòu)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(gòu)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(gòu)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(gòu)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(gòu)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(gòu)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(gòu)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(gòu)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(gòu)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(jié)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(jié)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(gòu)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(gòu)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(gòu)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(gòu)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(gòu)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