專利名稱：一種毛細(xì)管電泳熒光－非接觸電導(dǎo)組合檢測(cè)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及毛細(xì)管電泳檢測(cè)器，特別是一種可實(shí)現(xiàn)雙檢測(cè)響應(yīng)同步的毛細(xì)管電泳熒光－非接觸電導(dǎo)組合檢測(cè)器。
背景技術(shù)：
毛細(xì)管電泳(Capillary Electrophoresis，CE)以其高效、快速等優(yōu)點(diǎn)而成為近年來(lái)發(fā)展最快的分析方法之一。檢測(cè)器作為毛細(xì)管系統(tǒng)最重要的器件之一受到了廣泛關(guān)注。分析樣品的多樣性決定了所用檢測(cè)器具有通用性；而極小的進(jìn)樣量(通常0.1-10nL)要求高靈敏度檢測(cè)器與之匹配。然而，在目前所用的毛細(xì)管電泳檢測(cè)系統(tǒng)沒(méi)有一種檢測(cè)技術(shù)可以同時(shí)滿足通用性和高靈敏度兩種特征。將兩種或多種不同工作原理的檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行組合可以實(shí)現(xiàn)上述要求。目前已有關(guān)于組合檢測(cè)技術(shù)的報(bào)道，如吸收檢測(cè)(UV)-安培檢測(cè)(AD)、吸收檢測(cè)(UV)-非接觸電導(dǎo)檢測(cè)(C4D)、吸收檢測(cè)(UV)-熒光檢測(cè)(FD)?？紤]吸收檢測(cè)(UV)近似通用性及商品化儀器多數(shù)配置該型號(hào)檢測(cè)器，所以，在以往報(bào)道中組合型檢測(cè)技術(shù)多采用吸收檢測(cè)(UV)作為主要組合對(duì)象。但是由于吸收檢測(cè)(UV)的靈敏度和吸收光成正比，而毛細(xì)管電泳柱只有50～100微米直徑，導(dǎo)致吸收檢測(cè)(UV)的檢測(cè)靈敏度低。此外，現(xiàn)有的組合型檢測(cè)器大多采用串聯(lián)型或并聯(lián)型，即組合型檢測(cè)器大多采用與組合數(shù)目相同的檢測(cè)池。這樣一來(lái)，由檢測(cè)池所帶來(lái)的柱外效應(yīng)就不可避免。本發(fā)明的電導(dǎo)檢測(cè)器與熒光檢測(cè)器組合而成的熒光－電導(dǎo)檢測(cè)器則未見(jiàn)報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種具有電導(dǎo)檢測(cè)的通用性和熒光檢測(cè)的高靈敏及高選擇性的毛細(xì)管電泳熒光－非接觸電導(dǎo)組合檢測(cè)器。適用于毛細(xì)管液相色譜、流動(dòng)注射等系統(tǒng)檢測(cè)以及生物、環(huán)境和食品監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域中的痕量樣品檢測(cè)。
本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的一種毛細(xì)管電泳熒光－非接觸電導(dǎo)組合檢測(cè)器，其內(nèi)部固設(shè)有激發(fā)光源、濾光片、光電轉(zhuǎn)化器件、激勵(lì)源及信號(hào)處理電路板。所述檢測(cè)器包括熒光檢測(cè)系統(tǒng)及非接觸電導(dǎo)檢測(cè)系統(tǒng)，兩個(gè)檢測(cè)系統(tǒng)共用一個(gè)檢測(cè)池；其中熒光檢測(cè)系統(tǒng)包括激發(fā)光源、光纖、濾光片、光電轉(zhuǎn)化器件及檢測(cè)池，非接觸電導(dǎo)檢測(cè)系統(tǒng)包括激勵(lì)源、管狀電極、信號(hào)處理電路板及檢測(cè)池；在檢測(cè)器內(nèi)部還固設(shè)有基座、其上設(shè)有限位槽，限位槽內(nèi)開(kāi)有光闌；光纖及檢測(cè)池分別置于限位槽內(nèi)，光纖的一端正對(duì)檢測(cè)池，另一端依次與濾光片及光電轉(zhuǎn)化器件相偶聯(lián)，激發(fā)光源設(shè)在背對(duì)限位槽、基座的一側(cè)；在限位槽內(nèi)、檢測(cè)池的兩側(cè)設(shè)有管狀電極。
其中所述基座上的限位槽為“T”形結(jié)構(gòu)，分為橫、縱兩個(gè)槽，光纖置于橫限位槽內(nèi)，檢測(cè)池置于縱限位槽內(nèi)，在橫、縱兩個(gè)槽的相交處開(kāi)有光闌；所述激發(fā)光源可為氣體燈、激光或發(fā)光二極管；所述光電轉(zhuǎn)化器件可為光電倍增管、光電池、光電二極管或電荷耦合器件。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)與積極效果為本發(fā)明是將熒光檢測(cè)器和非接觸電導(dǎo)檢測(cè)器集成在一起，共用一個(gè)檢測(cè)池可實(shí)現(xiàn)響應(yīng)同步。對(duì)于熒光檢測(cè)，采用光纖傳輸熒光信號(hào)，從而確保了系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)緊湊。與單一型檢測(cè)器相比，該組合型檢測(cè)器同時(shí)具有電導(dǎo)檢測(cè)的通用性和熒光檢測(cè)的高靈敏度和高選擇性的優(yōu)點(diǎn)，能夠提供更加豐富的檢測(cè)信息。與其他組合型檢測(cè)器相比，該檢測(cè)器共用一個(gè)檢測(cè)池，雙檢測(cè)器響應(yīng)同步，同時(shí)能實(shí)現(xiàn)通用型和高靈敏度的統(tǒng)一。


圖1為本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明熒光檢測(cè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明中基座的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為圖3的右視剖面圖；圖5A為本發(fā)明電導(dǎo)檢測(cè)6種無(wú)機(jī)金屬離子和異硫氰酸熒光素所得的電泳譜圖；圖5B為本發(fā)明熒光檢測(cè)6種無(wú)機(jī)金屬離子和異硫氰酸熒光素所得的電泳譜圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳述。
如圖1～圖4所示，本發(fā)明包括熒光檢測(cè)系統(tǒng)及非接觸電導(dǎo)檢測(cè)系統(tǒng)，兩個(gè)檢測(cè)系統(tǒng)共用一個(gè)檢測(cè)池12。熒光檢測(cè)系統(tǒng)包括激發(fā)光源17、光纖15、濾光片18、光電轉(zhuǎn)化器件19及檢測(cè)池12，非接觸電導(dǎo)檢測(cè)系統(tǒng)包括激勵(lì)源、管狀電極13、信號(hào)處理電路板及檢測(cè)池12。檢測(cè)器內(nèi)部固設(shè)有激發(fā)光源17、濾光片18、光電轉(zhuǎn)化器件19、激勵(lì)源、信號(hào)處理電路板，基座14經(jīng)固定孔21也固定在檢測(cè)器的內(nèi)部?；?4上設(shè)有限位槽20，為“T”形結(jié)構(gòu)，分為橫、縱兩個(gè)槽，光纖15置于橫限位槽內(nèi)，檢測(cè)池12置于縱限位槽內(nèi)，在橫、縱兩個(gè)槽的相交處開(kāi)有光闌11；光纖15及檢測(cè)池12分別置于限位槽20內(nèi)，光纖15的一端正對(duì)檢測(cè)池12，另一端依次與濾光片18及光電轉(zhuǎn)化器件(19)相偶聯(lián)。激發(fā)光源17設(shè)在背對(duì)限位槽20、基座14的一側(cè)，其發(fā)出的光可透過(guò)光闌11照射到檢測(cè)池12內(nèi)。激發(fā)光源17可為氣體燈、激光或發(fā)光二極管。在限位槽20內(nèi)、檢測(cè)池12的兩側(cè)設(shè)有管狀電極13。光電轉(zhuǎn)化器件19可為光電倍增管(PMT)、光電池、光電二極管或電荷耦合器件(CCD)。其中，激勵(lì)源、信號(hào)處理電路板、激發(fā)光源、濾光片及光電轉(zhuǎn)化器件均為現(xiàn)有技術(shù)，故不在此贅述。
檢測(cè)的結(jié)構(gòu)安排為將檢測(cè)池12及光纖15分別放置在限位槽20內(nèi)。其中，光張15與檢測(cè)池12相互垂直時(shí)，檢測(cè)的效果最佳。激發(fā)光源17所發(fā)出的激發(fā)光經(jīng)光闌11垂直照射到檢測(cè)池12中。樣品發(fā)出的熒光由光纖15收集、并經(jīng)濾光片18傳輸?shù)焦怆娹D(zhuǎn)化器件19被轉(zhuǎn)化為可供檢測(cè)的電信號(hào)。非接觸電導(dǎo)檢測(cè)系統(tǒng)的兩個(gè)管形電極13軸向順序地套在分離毛細(xì)管16上，兩電極間相隔一定的距離。電極間的一段毛細(xì)管為電導(dǎo)池，即檢測(cè)池12。其中，兩個(gè)電極一個(gè)為激勵(lì)電極、另一個(gè)為收集電極。由高頻激勵(lì)源發(fā)出的高頻信號(hào)施加到激勵(lì)電極上，電導(dǎo)池內(nèi)由于樣品溶液出現(xiàn)所產(chǎn)生的電阻變化信號(hào)由收集電極所捕獲，傳輸?shù)叫盘?hào)處理電路板上；同時(shí)兩電極之間的毛細(xì)管外涂層聚酰亞胺被除去后作為熒光檢測(cè)的檢測(cè)池。
在檢測(cè)時(shí)，啟動(dòng)檢測(cè)器電源，穩(wěn)定5分鐘左右后，使背景溶液連續(xù)經(jīng)過(guò)檢測(cè)池12，得到一個(gè)穩(wěn)定的電導(dǎo)和熒光輸出信號(hào)；當(dāng)樣品溶液經(jīng)過(guò)檢測(cè)池12時(shí)，由于樣品溶液和背景溶液的電阻不一樣，從而使電導(dǎo)檢測(cè)信號(hào)發(fā)生改變，實(shí)現(xiàn)對(duì)樣品的檢測(cè)。與此同時(shí)，若樣品溶液中有能夠發(fā)熒光的化合物，也可以得到該化合物的熒光檢測(cè)信號(hào)。如圖5A及圖5B所示，樣品溶液包括六種無(wú)機(jī)金屬離子和異硫氰酸熒光素。在圖5A的電導(dǎo)檢測(cè)中，給出了七種化合物的檢測(cè)信號(hào)，表現(xiàn)出電導(dǎo)檢測(cè)的通用性；在圖5B的熒光檢測(cè)中，由于樣品溶液中僅有異硫氰酸熒光素(FITC)能夠發(fā)熒光，因此僅給出了異硫氰酸熒光素的檢測(cè)信號(hào)，而對(duì)其它六種無(wú)機(jī)金屬離子沒(méi)有響應(yīng)，表現(xiàn)出熒光檢測(cè)的高選擇性。對(duì)比圖5A和圖5B，可以看出，熒光檢測(cè)對(duì)異硫氰酸熒光素的響應(yīng)信號(hào)遠(yuǎn)大于電導(dǎo)檢測(cè)，表現(xiàn)出熒光檢測(cè)的高靈敏度；同時(shí)在兩圖中，異硫氰酸熒光素響應(yīng)時(shí)間一樣，說(shuō)明該組合檢測(cè)器能夠?qū)崿F(xiàn)雙檢測(cè)器響應(yīng)同步。
本發(fā)明可以同時(shí)具有電導(dǎo)檢測(cè)性能和熒光檢測(cè)性能。另外，本發(fā)明通過(guò)柱上檢測(cè)還可以作為毛細(xì)管液相色譜和流動(dòng)注射等流動(dòng)分析系統(tǒng)的檢測(cè)器。
如圖5A及圖5B所示，用本發(fā)明的毛細(xì)管電泳熒光-非接觸電導(dǎo)組合檢測(cè)器檢測(cè)無(wú)機(jī)金屬離子和異硫氰酸熒光素。
實(shí)驗(yàn)條件金屬離子濃度5μM(Li+為10μM)；緩沖液10mMMES/His，pH6.0；分離電壓+20kV；毛細(xì)管65cm/52cm(總長(zhǎng)/有效)×75μm；進(jìn)樣20cm×15s；測(cè)試結(jié)果取信噪比為3，該組合檢測(cè)器的檢測(cè)限為熒光素＝0.4μM；K+＝0.5μM。
圖5A為電導(dǎo)檢測(cè)所得譜圖。其中1為K+，2為Ba2+，3為Ca2+，4為Na+，5為Mg2+，6為L(zhǎng)i+，7為異硫氰酸熒光素(FITC)，8為雜質(zhì)。
圖5B為熒光檢測(cè)所得譜圖。其中7為異硫氰酸熒光素(FITC)。
權(quán)利要求
1.一種毛細(xì)管電泳熒光—非接觸電導(dǎo)組合檢測(cè)器，其內(nèi)部固設(shè)有激發(fā)光源、濾光片、光電轉(zhuǎn)化器件、激勵(lì)源及信號(hào)處理電路板，其特征在于所述檢測(cè)器包括熒光檢測(cè)系統(tǒng)及非接觸電導(dǎo)檢測(cè)系統(tǒng)，兩個(gè)檢測(cè)系統(tǒng)共用一個(gè)檢測(cè)池(12)；其中熒光檢測(cè)系統(tǒng)包括激發(fā)光源(17)、光纖(15)、濾光片(18)、光電轉(zhuǎn)化器件(19)及檢測(cè)池(12)，非接觸電導(dǎo)檢測(cè)系統(tǒng)包括激勵(lì)源、管狀電極(13)、信號(hào)處理電路板及檢測(cè)池(12)；在檢測(cè)器內(nèi)部還固設(shè)有基座(14)、其上設(shè)有限位槽(20)，限位槽(20)內(nèi)開(kāi)有光闌(11)；光纖(15)及檢測(cè)池(12)分別置于限位槽(20)內(nèi)，光纖(15)的一端正對(duì)檢測(cè)池(12)，另一端依次與濾光片(18)及光電轉(zhuǎn)化器件(19)相偶聯(lián)，激發(fā)光源(17)設(shè)在背對(duì)限位槽(20)、基座(14)的一側(cè)；在限位槽(20)內(nèi)、檢測(cè)池(12)的兩側(cè)設(shè)有管狀電極(13)。
2.按權(quán)利要求1所述的毛細(xì)管電泳熒光—非接觸電導(dǎo)組合檢測(cè)器，其特征在于所述基座(14)上的限位槽(20)為“T”形結(jié)構(gòu)，分為橫、縱兩個(gè)槽，光纖(15)置于橫限位槽內(nèi)，檢測(cè)池(12)置于縱限位槽內(nèi)，在橫、縱兩個(gè)槽的相交處開(kāi)有光闌(11)。
3.按權(quán)利要求1所述的毛細(xì)管電泳熒光—非接觸電導(dǎo)組合檢測(cè)器，其特征在于所述激發(fā)光源(17)可為氣體燈、激光或發(fā)光二極管。
4.按權(quán)利要求1所述的毛細(xì)管電泳熒光—非接觸電導(dǎo)組合檢測(cè)器，其特征在于所述光電轉(zhuǎn)化器件(19)可為光電倍增管、光電池、光電二極管或電荷耦合器件。
全文摘要
本發(fā)明涉及毛細(xì)管電泳檢測(cè)器，特別是一種可實(shí)現(xiàn)雙檢測(cè)響應(yīng)同步的毛細(xì)管電泳熒光—非接觸電導(dǎo)組合檢測(cè)器，包括熒光檢測(cè)系統(tǒng)及非接觸電導(dǎo)檢測(cè)系統(tǒng)，兩個(gè)檢測(cè)系統(tǒng)共用一個(gè)檢測(cè)池；其中熒光檢測(cè)系統(tǒng)包括激發(fā)光源、光纖、濾光片、光電轉(zhuǎn)化器件及檢測(cè)池，非接觸電導(dǎo)檢測(cè)系統(tǒng)包括激勵(lì)源、管狀電極、信號(hào)處理電路板及檢測(cè)池；在檢測(cè)器內(nèi)部還固設(shè)有基座、其上設(shè)有限位槽，限位槽內(nèi)開(kāi)有光闌；光纖及檢測(cè)池分別置于限位槽內(nèi)，在限位槽內(nèi)、檢測(cè)池的兩側(cè)設(shè)有管狀電極。本發(fā)明是將熒光檢測(cè)器和非接觸電導(dǎo)檢測(cè)器集成在一起，共用一個(gè)檢測(cè)池可實(shí)現(xiàn)響應(yīng)同步。對(duì)于熒光檢測(cè)，采用光纖傳輸熒光信號(hào)，具有電導(dǎo)檢測(cè)的通用性和熒光檢測(cè)的高靈敏度和高選擇性的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)G01N35/00GK1700016SQ20051004653
公開(kāi)日2005年11月23日 申請(qǐng)日期2005年5月27日 優(yōu)先權(quán)日2005年5月27日
發(fā)明者楊丙成, 譚峰, 關(guān)亞風(fēng) 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所