CN102879365A - 一种毛细管电泳荧光检测装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种毛细管电泳荧光检测装置，包括高压电源、毛细管、两个缓冲液池、荧光显微镜、荧光接口、光谱仪和数据采集分析系统，毛细管两端分别浸泡于两个缓冲液池中，高压电源具有两个电极，两个电极的一端分别与高压电源的正极和负极连接，另一端分别浸泡在两个缓冲液池中；毛细管设置在物镜的焦点上，并与载物台固定；荧光接口一端与荧光显微镜的标准口连接，另一端通过光纤与光谱仪连接，荧光接口中设置复合透镜；光谱仪与数据采集分析系统连接。本发明操作容易，检测灵敏度高，可实现电泳分离和荧光检测；设计了显微镜与光谱仪之间的接口，实现了利用显微镜组成完整的荧光检测装置，很大程度上降低了设备成本。

Description

一种毛细管电泳荧光检测装置
技术领域
本发明涉及毛细管电泳检测装置，特别涉及一种毛细管电泳荧光检测装置。
背景技术
毛细管电泳（Capillary electrophoresis，CE）是离子或荷电粒子在外加电场的驱动下，在毛细管中根据其淌度/分配系数的差异得到高效、快速分离的一种电泳新方法。作为一种微分离分析技术，CE结合了经典电泳技术和现代微柱分离技术的优势，具有高分辨、高灵敏、高速度、高通量及低样品消耗的特点（Galceran M.T.,Diez M.J.Chromatogr.A,1997,782,289-295）。由于符合生命科学各领域中对生物分子的分离分析要求，近年来CE已在生物分析领域得到了广泛应用。
紫外吸收法是目前CE分离中应用最广泛的一种检测法，但灵敏度一般，难以适应痕量物质的高灵敏检测要求；荧光检测是CE检测方法中灵敏度最高的方法之一，它的使用极大地拓展了CE的应用范围（Roddy E.S.,Xu H.,EwingA.G.Electrophoresis,2004,25,229-242；Zhang X.,Stuart J.N.,Sweedler J.V.Anal.Bioanal.Chem.,2002,373,332-343）。荧光CE系统主要由激发光源、激发和收集光学系统及信号检测记录系统组成。由于激光光源具有相关性好、单色性强的优点，因此多数情况下，检测限要比常规的紫外检测法低5-6个数量级。高灵敏度的荧光检测对CE有着重要意义。同时，也意味着可以处理更小量的样品，使高效、快速的CE分离技术成为极低浓度及极微量样品分离检测的有力工具。此技术已广泛应用于生物、化学分析领域（Song X.,Li L.,Qian H.,et al.Electrophoresis,2006,27,1341-1346；Pereira M.,Lai E.P.C.,Hollebone B.Electophoresis,2007,28,2874-2881）。
目前，已有商品化的毛细管电泳仪，如安捷伦、贝克曼及北京彩陆等，但是，一方面，大部分厂商采用紫外检测器；另一方面，配有荧光检测器的毛细管电泳仪价格昂贵，在实际研究使用中有一定限制。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：为了克服现有毛细管电泳荧光检测装置价格昂贵，限制普及使用的不足，本发明提供一种基于显微镜设计搭建的毛细管电泳荧光检测装置。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种毛细管电泳荧光检测装置，包括用于提供毛细管电泳分离所需高压的高压电源、毛细管、两个缓冲液池、荧光显微镜、荧光接口、光谱仪和数据采集分析系统，所述的毛细管两端分别浸泡于两个缓冲液池中，所述的高压电源具有两个电极，两个电极的一端分别与高压电源的正极和负极连接，另一端分别浸泡在两个缓冲液池中；所述的荧光显微镜包括物镜、光源、滤光片和载物台，毛细管设置在物镜的焦点上，并与载物台固定；所述的光源通过光路将激发光照到毛细管上，毛细管上产生的荧光经滤光片到达荧光接口；荧光显微镜的光源上设有滤光片及聚焦系统是一公知技术，本发明不作详细描述。所述的荧光接口一端与荧光显微镜的标准口连接，另一端通过光纤与光谱仪连接，所述的荧光接口中设置用于将显微镜标准口的平行光聚集到光纤一端的复合透镜；所述的光谱仪的光谱信号输出端与数据采集分析系统的信号输入端连接。
由于荧光比较微弱，为了减少光损失，消除色差，所述的复合透镜为两个串联设置的透镜。
作为优选，所述的高压电源的两个电极为铂电极。
其中，数据采集分析系统可以是计算机，用于设置实验参数及采集光谱数据；操作程序安装于计算机中，运行后对荧光检测装置进行控制，完成数据采集。
本发明的有益效果是，本发明一种毛细管电泳荧光检测装置，操作容易，检测灵敏度高，可实现对荧光素、罗丹明、量子点等荧光分子及荧光分子与生物分子的偶联物进行电泳分离和荧光检测；设计了显微镜与光谱仪之间的接口，实现了利用显微镜中自带的部件，组成完整的荧光检测装置，很大程度上降低了设备成本，提高了设备普及使用率。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明一种毛细管电泳荧光检测装置最优实施例的结构示意图。
图2是本发明一种毛细管电泳荧光检测装置的荧光接口的结构示意图。
图3是毛细管电泳荧光检测量子点的荧光光谱图及电泳谱图。
图3中（A）为荧光光谱图，（B）为电泳谱图。
图4是毛细管电泳荧光检测5(6)-羧基荧光素的电泳谱图。
图5是毛细管电泳荧光检测量子点与多肽分子DDDLVPRGSGP9G2H6的偶联物的电泳谱图。
图5中曲线a为量子点的电泳谱，曲线b为量子点与多肽分子的偶联物的电泳谱。
图中1、高压电源，2、电极，3、毛细管，4、缓冲液池，5、荧光显微镜，5-1、物镜，5-2、光源，5-3、滤光透镜组，5-4、反射透镜，5-5、标准口，6、荧光接口，6-1、复合透镜，7、光谱仪，8、数据采集分析系统，9、光纤。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
如图1所示，本发明一种毛细管电泳荧光检测装置最优实施例的结构示意图。包括用于提供毛细管电泳分离所需高压的高压电源1、毛细管3、两个缓冲液池4、荧光显微镜5、荧光接口6、光谱仪7和数据采集分析系统8，毛细管3两端分别浸泡于两个缓冲液池4中，高压电源1具有两个铂电极2，两个铂电极2的一端分别与高压电源1的正极和负极连接，另一端分别浸泡在两个缓冲液池4中；荧光显微镜5包括物镜5-1、光源5-2、滤光片和载物台，毛细管3设置在物镜5-1的焦点上，并与载物台固定；光源5-2通过光路将激发光照到毛细管3上，毛细管3上产生的荧光经滤光片到达荧光接口6；荧光显微镜的光源上设有滤光片及聚焦系统是一公知技术，如图1所示，本发明中的滤光片由滤光透镜组5-3和反射透镜5-4组成。荧光接口6一端与荧光显微镜5的标准口5-5连接，另一端通过光纤9与光谱仪7连接；如图2所示，荧光接口6中设置用于将显微镜标准口5-5的平行光聚集到光纤9一端的复合透镜6-1，复合透镜6-1为两个串联设置的透镜；光谱仪7的光谱信号输出端与数据采集分析系统8的信号输入端连接。
本发明一种毛细管电泳荧光检测装置的操作流程如下：
两缓冲液池4之间用毛细管3连接，形成毛细管通道，两缓冲液池分别通过电极2连接高压电源l，以此构成电泳系统。设置高压电源1的电压，在计算机上打开仪器操作程序，设置光谱仪7的工作参数并运行；打开荧光显微镜5的光源5-2，一般为汞灯、LED灯或激光。根据荧光分子性质选择滤光片；毛细管3设置在物镜5-1的焦点上，并与载物台固定；高压电源1将高压施加于缓冲液池4，进行电动进样；完成后，施加电压，进行电泳分离，同时运行光谱仪7，进行荧光信号采集，即为毛细管电泳荧光检测光谱图；也可同时设置检测波长，所记录的为荧光毛细管电泳谱图；所采集的信号传送至计算机，记录成相应的数据文件。
实施例1
图3为毛细管电泳荧光检测量子点的荧光光谱及电泳谱图。实验条件为：石英毛细管长60cm，内径为75μm；缓冲液为25mmol/L的硼酸缓冲液，pH值为9.3；施加10kV的高压电源，10s电动进样；电动进样完成后，施加18kV的分离电压；设置光谱仪的检测波长为612nm。
实施例2
图4为荧光毛细管电泳检测5(6)-羧基荧光素的电泳谱图。实验条件同实施例1，区别在光谱仪的于检测波长为520nm。
实施例3
图5为量子点与多肽分子DDDLVPRGSGP9G2H6的偶联物的电泳谱图。图5中曲线a为量子点的电泳谱，曲线b为量子点与多肽分子DDDLVPRGSGP9G2H6的偶联物的电泳谱。本实施例的实验条件同实施例1，光谱仪的检测波长为612nm。
通过上述三个实施例可以看出，本发明的毛细管电泳荧光检测装置可以实现量子点、荧光素，以及量子点与多肽分子的偶联物的荧光电泳检测，并且灵敏度高，操作方便。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (3)

1.一种毛细管电泳荧光检测装置，其特征在于：包括用于提供毛细管电泳分离所需高压的高压电源（1）、毛细管（3）、两个缓冲液池（4）、荧光显微镜（5）、荧光接口（6）、光谱仪（7）和数据采集分析系统（8），所述的毛细管（3）两端分别浸泡于两个缓冲液池（4）中，所述的高压电源（1）具有两个电极（2），两个电极（2）的一端分别与高压电源（1）的正极和负极连接，另一端分别浸泡在两个缓冲液池（4）中；所述的荧光显微镜（5）包括物镜（5-1）、光源（5-2）、滤光片和载物台，毛细管（3）设置在物镜（5-1）的焦点上，并与载物台固定；所述的光源（5-2）通过光路将激发光照到毛细管（3）上，毛细管（3）上产生的荧光经滤光片到达荧光接口（6）；所述的荧光接口（6）一端与荧光显微镜（5）的标准口（5-5）连接，另一端通过光纤（9）与光谱仪（7）连接，所述的荧光接口（6）中设置用于将显微镜标准口（5-5）的平行光聚集到光纤（9）一端的复合透镜（6-1）；所述的光谱仪（7）的光谱信号输出端与数据采集分析系统（8）的信号输入端连接。
2.如权利要求1所述的一种毛细管电泳荧光检测装置，其特征在于：所述的复合透镜（6-1）为两个串联设置的透镜。
3.如权利要求1所述的一种毛细管电泳荧光检测装置，其特征在于：所述的高压电源（1）的两个电极（2）为铂电极。
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