CN101982761A - 在线荧光反应釜 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种在线荧光反应釜，其样品室位于进光孔和出光孔之间，样品室的进光口与进光孔的进光口相对，样品室的出光口与出光孔的出光口相对，样品室的进光口和进光孔的出光口之间密封固定有第一透明耐压装置，样品室的出光口和出光孔的进光口之间密封固定有第二透明耐压装置，荧光接收通道内密封固定有第三透明耐压装置，该第三透明耐压装置将所述荧光接收通道分隔为第一区段和第二区段，第二区段与所述样品室连通；第一区段的进光口位于反应釜的第一侧面上；第一通道和第二通道分别与所述样品室连通，第一通道和第二通道的进口位于反应釜的第二侧面上，所述第一侧面和第二侧面相对。本发明反应釜可用于模拟深海极端环境条件下的在线检测。
Description
技术领域
本发明涉及一种在线荧光反应釜，特别是涉及模拟深海极端环境条件下流动体系的在线荧光检测。
背景技术
在生物分子研究过程中，荧光法因其具有灵敏度高、选择性好、可用于痕量分析等优点而得到广泛应用。目前可用荧光法测定的元素已达200多种。荧光法被广泛用于生物化学、生理医学和临床医学等研究工作中。荧光技术在生物化学及分子生物学研究中应用主要包括以下几个方面：(1)物质的定性：不同的荧光物质有不同的激发光谱和发射光谱，因此可用于荧光进行物质的鉴别。(2)定量测定：利用在较低浓度下荧光强度与样品浓度成正比这一关系可以定量分析样品中荧光组分的含量，常用于测定氨基酸、蛋白质、核酸的含量。这种定量测定方法还可应用于酶催化的反应，只要反应前后有荧光强度的变化，就可用来测定酶的含量及酶反应的速率等。(3)研究生物大分子的物理化学特性及其分子的结构和构象。(4)利用荧光寿命、量子产率等参数可以研究生物大分子中的能量转移现象：通过该现象的研究，可以获得生物大分子内部的许多信息，如分子内两基因之间的临界距离可根据弗尔斯特公式来测定。
压力作为一个重要的热力学变量，在地球化学、生物化学以及物质转变、电子特性等方面研究中具有重要意义。由于高静水压(High HydrostaticPressure，HHP)处理对于生物细胞膜的流动性、透性以及细胞的显微结构都具有明显的影响甚至破坏作用，因而早期高压处理主要应用于食品领域以进行高压杀菌和食品保藏。随着研究的进一步深入，其逐渐渗透到一些基础学科中。而深海生物及其他极端环境生物的发现，使高压生物学的应用范围更为广阔。目前这一重要的热力学参数已广泛应用于耐(嗜)压极端环境生物的生理学及适应机理等研究。另外，由于近年来分子生物学和高压物理学技术的不断深入和迅速发展，使高压分子生物学已成为国际上研究的热点之一。并且逐渐渗透到了生物化学、分子生物学、细胞生物学等研究中。尤其适合用于生物大分子特别是蛋白质特性的研究。
但是，如何将模拟深海极端环境条件与荧光检测结合起来是目前研究中存在的一个主要问题之一。因为目前普通荧光检测仪器所用比色皿无法进行模拟深海极端环境条件下的在线检测，因而急需可以用于普通荧光分光光光度中进行在线检测的反应釜。
发明内容
本发明的目的在于提供一种在线荧光反应釜。
本发明的发明构思是：结合在线荧光检测技术和高压负密封技术，使本发明的反应釜大小及厚度、反应釜的材料、透明耐压装置的材料及厚度均可以承受安全压力范围为0～200MPa，同时可以安装于普通荧光分光光度计上，既可以达到实验室中在线荧光检测的目的，也可进行高压条件下的在线荧光检测。将本发明在线荧光反应釜与外部设备进行连接，可以模拟实际环境中的流动状态进行流动体系的在线荧光检测。通过压力开关可以实现样品流速的控制，以检测不同流速条件下的光谱特征。
本发明实现其发明目的所采用的技术方案是：所述在线荧光反应釜内设有样品室、进光孔、出光孔、荧光接收通道、进样通道、第一通道和第二通道，所述样品室位于进光孔和出光孔之间，所述样品室的进光口与进光孔的进光口相对，所述样品室的出光口与出光孔的出光口相对，所述样品室的进光口和进光孔的出光口之间密封固定有第一透明耐压装置，所述样品室的出光口和出光孔的进光口之间密封固定有第二透明耐压装置，所述荧光接收通道内密封固定有第三透明耐压装置，该第三透明耐压装置将所述荧光接收通道分隔为第一区段和第二区段，所述第二区段与所述样品室连通；所述第一区段的进光口位于反应釜的第一侧面上；所述第一通道和第二通道分别与所述样品室连通，所述第一通道和第二通道的进口位于反应釜的第二侧面上，所述第一侧面和第二侧面相对。
进一步地，本发明还包括底座，所述底座与反应釜的底面连接。
进一步地，本发明所述样品室的进光口与第一透明耐压装置的连接处安装有密封装置。
进一步地，本发明所述样品室的出光口与第二透明耐压装置的连接处安装有密封装置。
进一步地，本发明所述第二区段与第三透明耐压装置的连接处安装有密封装置。
进一步地，本发明所述进光孔的出光口与第一透明耐压装置的连接处安装有密封装置。
进一步地，本发明所述出光孔的进光口与第二透明耐压装置的连接处安装有密封装置。
进一步地，本发明所述第一区段与第三透明耐压装置的连接处安装有密封装置。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)本发明反应釜可用于模拟深海极端环境条件下的在线检测，解决了目前荧光荧光分光光度计中无法进行在线检测的问题。
(2)本发明反应釜可以承受最高200MPa的安全压力，在0～200MPa范围内，通过高压注射泵进行加压，并通过光学孔进行荧光检测。
(3)本发明反应釜体积较小，可以适用与普通实验室中的荧光分光光度计进行在线检测。
(4)本发明反应釜即可以单独使用，也可以通过耐压管与压力开关与外部设备连接以形成流动体系并进行在线检测。整套反应釜连接简单，操作方便，适用性强。
附图说明
图1是本发明在线荧光反应釜外部结构示意图；
图2是图1的A-A剖视图；
图3是图1的B-B剖视图；
图4是将本发明在线荧光反应釜放入荧光分光光度计中的连接示意图；
图中：1.反应釜，2样品室，3底座，4第二过渡接头，5第一过渡接头，6耐压管，8耐压管，10第一密封圈，11第一透明耐压装置，12第一压套，13进光孔，14第三密封圈，15第三透明耐压装置，16第三压套，17荧光接收通道，18第二密封圈，19第二透明耐压装置，20出光孔，21第二压套，22进样口，23高压泵，24储水器，25压力开关，26三通压力开关，27压力测量仪，28荧光分光光度计，29计算机，30压力开关，31废液接收反应釜，32高压开关，33壁，34螺丝，35第一侧面，36第一通道，37第二通道，38第二侧面，171第一区段，172第二区段。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
如图1、图2、图3、图4所示，本发明在线荧光反应釜1内设有样品室2、进光孔13、出光孔20、荧光接收通道17、进样通道22、第一通道36和第二通道37，样品室2位于进光孔13和出光孔20之间；样品室2的进光口与进光孔13的进光口相对，样品室2的出光口与出光孔20的出光口相对，使得光线可以由进光孔13进入，经过样品室2后通过出光孔20射出。样品室2的进光口和进光孔13的出光口之间密封固定有第一透明耐压装置11，样品室2的出光口和出光孔20的进光口之间密封固定有第二透明耐压装置19，荧光接收通道17内密封固定有第三透明耐压装置15，该第三透明耐压装置15将荧光接收通道17分隔为第一区段171和第二区段172，第二区段172与样品室2连通，第一区段171的进光口位于反应釜1的第一侧面35上。本发明的进光孔13用于接收光源发射的光，出光孔20用于透过未被样品吸收的光，荧光接收通道17用于透过样品发出的荧光。本发明的第一透明耐压装置11、第二透明耐压装置19、第三透明耐压装置15可采用耐腐蚀，耐高压材料的刚玉制作，也可使用其他材料制作，但他们需是透明材料，以确保不阻碍光线通过。本发明在线荧光反应釜1可通过空心的第一压套12、第二压套21、第三压套16分别固定第一透明耐压装置11、第二透明耐压装置19、第三透明耐压装置15。进一步地，在第一透明耐压装置11与样品室2的进光口的连接处安装有第一密封圈10，在第二透明耐压装置19与样品室2的出口处的连接处安装有第二密封圈18，在第三透明耐压装置15与第二区段172的连接处安装第三密封圈14，从而使本发明可承受较高的压力。作为本发明的其他实施方式，也可在进样孔13的出光口与第一透明耐压装置11的连接处安装第一密封圈(图中未示出)，同理也可在出光孔20的进光口与第二透明耐压装置19的连接处、第一区段171与第三透明耐压装置15的连接处安装密封圈(图中未示出)。
进样孔22与样品室2连通，以使得样品可由进样孔22进入到样品室2中；进样孔22通过螺丝34进行密封。进样孔22可开在如图1所示外的其他位置，但必须与样品室2连通。经过密封和固定的样品室2的密封性和透光性良好，可以承受的安全压力范围为0～200MPa。
本发明反应釜1的第一通道36和第二通道37分别与样品室2连通，第一通道36和第二通道37的进口位于反应釜1的第二侧面38上，第一侧面35和第二侧面38相对。第一通道36和第二通道37相应地分别与第一过渡接头5、第二过渡接头4连接。
反应釜1底面上可设有底座3，反应釜1与底座3连接，底座3用于固定反应釜1于荧光分光光度计28内进行在线荧光检测。
使用时，将本发明反应釜固定于荧光分光光度计28内。本发明反应釜1可单独进行在线荧光检测，也可接入外部设备进行流动体系的在线荧光检测。若将本发明反应釜接入外部设备进行流动体系的在线荧光检测，则如图4所示，可将本发明的第一过渡接头5通过耐压管与三通压力开关26连接，第二过渡接头4通过耐压管与压力开关30连接，压力开关30通过耐压管与废液接收反应釜31连接。通过高压泵23加压，并且通过压力开关30控制流速。若反应釜1单独使用，第一过渡接头5通过耐压管与三通压力开关26连接，此时可关闭压力开关30、或用密封器件将第二通道37密封，使第二通道37关闭。无论是单独使用或接入外部设备进行流动体系的荧光检测，反应釜1内的压力均通过压力测量仪27测量。
如图4所示，将本发明反应釜1接入外部设备后，整个系统包括高压泵23、储水器24、压力开关25，压力开关32、三通压力开关26、压力测量仪27，压力开关30和废液瓶31、荧光分光光度计28和计算机29。本发明反应釜1通过耐压管与三通压力开关26以及压力开关30连接，三通压力开关26通过耐压管分别与压力测量仪27、压力开关32连接，压力开关32通过耐压管分别与高压泵23、压力开关25连接，压力开关30通过耐压管与废液瓶31连接，荧光分光光度计28与计算机29连接。
本发明反应釜的使用过程如下：
单独使用方式：如图4所示，首先在储水器内加入加压液体，连接好各元器件，将压力开关25打开，关闭压力开关32和压力开关30，利用高压泵将加压液体吸进高压泵内腔。将样品通过进样口22直接注入高压反应釜1内，用螺丝34密封进样口22。关闭压力开关25，打开压力开关32，利用高压泵23将加压液体通过第一通道36注入高压反应釜1内进行加压，利用荧光分光光度计28用于测量样品发出的荧光，通过压力测量仪27测量高压反应釜内压力。此时可使压力开关30关闭或利用密封装置将第二通道37密封，使第二通道37关闭。加至所需压力后，关闭压力开关32进行测量。测量完成后，打开压力开关32，利用高压泵23进行降压。
流动体系使用方式：如图4所示，首先在储水器内加入加压样品，连接好各元器件，将压力开关25打开，关闭压力开关32和压力开关30，利用高压泵将加压样品吸进高压泵内腔。将样品通过第一通道36直接注入高压反应釜1内。加压到一定压力后，保持加压泵23加压速度，打开压力开关30，并调节流速，并通过荧光分光光度计28测量样品发出的荧光，此时仍通过压力测量仪27测量高压反应釜内压力。测量完成后，加压泵23停止加压，并通过压力开关30慢慢降压。
本发明反应釜1的第一透明耐压装置11、第二透明耐压装置19、第三透明耐压装置15的厚度和大小，可根据实际压力等需要加以改变，使用不同的材料其厚度大小等也不同。本发明的釜体、密封圈、压套以及底座也可根据实际压力的需要以及材料的不同采用不同的厚度。但是反应釜1的大小不能过大，过大则无法放入荧光分光光度计中。本发明反应釜可采用刚玉作为透明耐压装置，其大小为16mm×8mm，本发明反应釜1的釜体可采用钛合金材料，体积大小为47mm×67mm×72mm，本发明的密封圈可选用氟橡胶材料直径为10.6mm，厚度为1.8mm，本发明的压套以及底座均为不锈钢材料。通过使用本发明反应釜，可以很好地在实验室中进行高压在线荧光实验，同时也可以实验室模拟实际极端高压环境进行在线流动高压荧光检测。
Claims (8)
1.一种在线荧光反应釜，其特征在于：所述反应釜(1)内设有样品室(2)、进光孔(13)、出光孔(20)、荧光接收通道(17)、进样通道(22)、第一通道(36)和第二通道(37)，所述样品室(2)位于进光孔(13)和出光孔(20)之间，所述样品室(2)的进光口与进光孔(13)的进光口相对，所述样品室(2)的出光口与出光孔(20)的出光口相对，所述样品室(2)的进光口和进光孔(13)的出光口之间密封固定有第一透明耐压装置(11)，所述样品室(2)的出光口和出光孔(20)的进光口之间密封固定有第二透明耐压装置(19)，所述荧光接收通道(17)内密封固定有第三透明耐压装置(15)，该第三透明耐压装置(15)将所述荧光接收通道(17)分隔为第一区段(171)和第二区段(172)，所述第二区段(172)与所述样品室(2)连通；所述第一区段(171)的进光口位于反应釜(1)的第一侧面(35)上；所述第一通道(36)和第二通道(37)分别与所述样品室(2)连通，所述第一通道(36)和第二通道(37)的进口位于反应釜(1)的第二侧面(38)上，所述第一侧面(35)和第二侧面(38)相对。
2.根据权利要求1所述的在线荧光反应釜，其特征在于：它还包括底座(3)，所述底座(3)与反应釜(1)的底面连接。
3.根据权利要求1或2所述的在线荧光反应釜，其特征在于：所述样品室(2)的进光口与第一透明耐压装置(11)的连接处安装有密封装置。
4.根据权利要求1或2所述的在线荧光反应釜，其特征在于：所述样品室(2)的出光口与第二透明耐压装置(19)的连接处安装有密封装置。
5.根据权利要求1或2所述的在线荧光反应釜，其特征在于：所述第二区段(172)与第三透明耐压装置(15)的连接处安装有密封装置。
6.根据权利要求1或2所述的在线荧光反应釜，其特征在于：所述进光孔(13)的出光口与第一透明耐压装置(11)的连接处安装有密封装置。
7.根据权利要求1或2所述的在线荧光反应釜，其特征在于：所述出光孔(20)的进光口与第二透明耐压装置(19)的连接处安装有密封装置。
8.根据权利要求1或2所述的在线荧光反应釜，其特征在于：所述第一区段(171)与第三透明耐压装置(15)的连接处安装有密封装置。
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