CN1156693C - 毛细管电泳模式滤光分析仪 - Google Patents
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Abstract
一种毛细管电泳模式滤光分析仪其特征在于：分离用毛细管是具有光学精度的透明细管，而其内的电泳通道横截面是环形的；检测仪器构成为：环形空腔滤光单元，由与激光光源作光学联接的轴心光导纤维作为线光源，内置于所述的分离用毛细透明管轴心上、并穿越其全长，轴心光导纤维表面与分离用毛细透明管的管壁间形成滤光环形空腔，在该管壁外，设有光信号传感器；其后联接有光电偶合单元，微电脑式信号处理/显示单元。上述的分离用毛细透明管、进样池与出样池、电泳电极和接地电极、光信号传感器、及光电偶合单元均置于暗箱之中。该仪器通用性强，具有很高的信噪比，很低的检测下限，且能对样液在分离、变化全程进行同步检测。
Description
技术领域：本发明涉及现代分析仪器，尤其涉及毛细管电泳分析仪器。
背景技术：现有的毛细管电泳分析方法，其检测仪器有：紫外检测仪、荧光检测仪、激光诱导荧光检测仪、电化学检测仪、化学发光检测仪、质谱检测仪等，所有这些检测方法及仪器，均有其各自的特点及适用范围限制，即通用性较差，且共同的缺点主要在于：只能在毛细管电泳分离过程某点，将被分离样液先提取出来，再进行检测，即都是单点、非同时检测，根本无法在毛细管电泳分离的同时，多点甚至全程检测样液的分离及变化的情况，因而遗漏了被测样液的大量理化信息。
发明内容：本发明的目的是针对现有毛细管电泳分析检测仪的缺点，设计一种通用性强，且能对样液在分离、变化全程进行同步检测的毛细管电泳模式滤光分析仪。
为实现上述目的，本发明毛细管电泳模式滤光分析仪的构成如下：分离用毛细管两端分别联通进样池与出样池，而电泳电极及接地电极分别插入进、出样池，并邻近毛细管的进、出样端；检测仪器则对被分离样液的浓度进行检测、显示，其特征在于：所述的分离用毛细管是具有光学精度的透明细管，而其内的电泳通道横截面是环形的；所述的检测仪器由以下单元构成：环形空腔滤光单元，由与单色光源作光学联接的轴心光导纤维作为线光源，内置于所述的分离用毛细透明管轴心上，轴心光导纤维表面与分离用毛细透明管的管壁间形成滤光环形空腔，而在所述分离用毛细透明管的管壁外，设有光信号传感器，以从该管壁上拾取光信号；其后依次联接有光电偶合单元、及信号处理/显示单元，以将光信号传感器所拾取的光信号转换、放大成为电信号，然后对电信号作处理后进行显示。
所述的光信号传感器，是若干根传感光导纤维，沿分离用毛细透明管轴向分布，并在其管壁外表上作直接光学联接而构成；或是成像镜头，置于分离用毛细透明管管壁的成像位置上构成。
所述的轴心光导纤维穿越所述的分离用毛细透明管全长；轴心光导纤维、及传感光导纤维可以是多模式或单模式的。
所述的单色光源是频率可调的激光光源。
所述的信号处理/显示单元是微电脑系统，其将光电偶合单元输出的电信号进行处理并显示为数字。
所述的分离用毛细透明管、进样池与出样池、电泳电极和接地电极、光信号传感器、及光电偶合单元均置于暗箱之中。
本发明毛细管电泳模式滤光分析仪，由于将分离用毛细透明管的电泳环形通道与检测仪器的滤光环形空腔合二为一，因而在分离用毛细透明管轴向上任一点处，单色光的线光源表面与毛细透明管管壁间，随时可产生单色光的各种模式的反射、折射；而特定频率单色光在某种被测样液中，其他作用可忽略，只产生反、折射，反、折射率与样液中各种组分的结构、含量深刻关联，由此产生样液的模式滤光强度信号；结合电泳电压、电流、电泳速度等因子，配以微电脑快速数据处理/显示，本发明能在作样液分离的同时，对样液进行多点甚至全程同步分析检测、同步显示检测结果，可以检测样液组分在分离过程中的相互作用和变化等，极大地丰富被测样液的理化信息量；而采用光纤侧面散射激光的线光源，光源单色性好，背景值大大减少，可获得很高的信噪比，很低的检测下限，增加了分辨率、灵敏度；本发明属于光的折、反射类仪器，具有很强的通用性，不要对被分离样液进行任何处理，节约了时间、试剂，简化了实验步骤。
附图说明：
现结合附图对本发明作以下说明。
图1为本发明实施例的结构原理示意图。
图2为本发明实施例1的结构示意图。
图3为本发明实施例2的结构示意图。
图4为本发明的电泳环形通道局部剖视及模式滤光示意图。
具体实施方式：如图1所示，本发明毛细管电泳模式滤光分析仪的构成如下：分离用毛细管1两端分别联通进样池2与出样池3，而电泳电极4及接地电极5分别插入进、出样池，并邻近毛细管的进、出样端；检测仪器则对被分离样液的浓度进行检测、显示，其特征在于：所述的分离用毛细管1是具有光学精度的透明细管，而其内的电泳通道横截面是环形的；所述的检测仪器由以下单元如下构成：环形空腔滤光单元，由与单色光源6作光学联接的轴心光导纤维7作为线光源，内置于所述的分离用毛细透明管1轴心上，轴心光导纤维7表面与分离用毛细透明管1的管壁间形成滤光环形空腔8，在所述分离用毛细透明管1的管壁外，设有光信号传感器9，以从该管壁上拾取光信号；其后联接有光电偶合单元10，将所拾取的光信号转换、放大成为电信号；而信号处理/显示单元11，则将光电偶合单元10输出的电信号进行处理并显示。上述的分离用毛细透明管1、进样池2与出样池3、电泳电极4和接地电极5、光信号传感器9、及光电偶合单元10均置于暗箱12之中。
如图2所示，本发明毛细管电泳模式滤光分析仪实施例1的构成如下：分离用毛细管1两端分别联通进样池2与出样池3，而电泳电极4及接地电极5分别插入进、出样池，并邻近毛细管的进、出样端；检测仪器则对被分离样液的质量或浓度进行检测、显示，其特征在于：所述的分离用毛细管1是具有光学精度的透明细管，而其内的电泳通道横截面是环形的；所述的检测仪器由以下单元如下构成：环形空腔滤光单元，由与频率可调的激光光源6-1作光学联接的轴心光导纤维7作为线光源，内置于所述的分离用毛细透明管1轴心上、并穿越其全长，轴心光导纤维7表面与分离用毛细透明管1的管壁间形成滤光环形空腔8，所设光信号传感器是若干根传感光导纤维9-1，沿分离用毛细透明管1轴向分布，并在其管壁外表上作直接光学联接而构成，以从该管壁上拾取光信号；其后联接有光电偶合单元10，将所拾取的光信号转换、放大成为电信号；而微电脑式信号处理/显示单元11-1，则将光电偶合单元10输出的电信号进行处理并显示为数字。上述的分离用毛细透明管1、进样池2与出样池3、电泳电极4和接地电极5、传感光导纤维9-1、及光电偶合单元10均置于暗箱12之中。
如图3所示，本发明毛细管电泳模式滤光分析仪实施例2的构成如下：分离用毛细管1两端分别联通进样池2与出样池3，而电泳电极4及接地电极5分别插入进、出样池，并邻近毛细管的进、出样端；检测仪器则对被分离样液的质量或浓度进行检测、显示，其特征在于：所述的分离用毛细管1是具有光学精度的透明细管，而其内的电泳通道横截面是环形的；所述的检测仪器由以下单元如下构成：环形空腔滤光单元，由与频率可调的激光光源6-1作光学联接的轴心光导纤维7作为线光源，内置于所述的分离用毛细透明管1轴心上、并穿越其全长，轴心光导纤维7表面与分离用毛细透明管1的管壁间形成滤光环形空腔8，所设光信号传感器是成像镜头9-2，置于分离用毛细透明管1的管壁的成像位置上构成，以从该管壁上拾取光信号；其后联接有光电偶合单元10，将所拾取的光信号转换、放大成为电信号；而微电脑式信号处理/显示单元11-1则将光电偶合单元10输出的电信号进行处理并显示为数字。上述的分离用毛细透明管1、进样池2与出样池3、电泳电极4和接地电极5、成像镜头9-2、及光电偶合单元10均置于暗箱12之中。
如图4所示，接通单色光源的轴心光导纤维7置于可精确滤光的毛细透明管1轴心上，轴心光导纤维7的表面与毛细透明管1的管壁间形成滤光环形空腔8，单色光会在轴心光导纤维7表面、毛细透明管1的管壁内、外表面处发生相继的折射、反射，某根传感光导纤维9-1(或成像镜头9-2，见图3)能收集到的光强，就是某初始单色光束I0经过如模式In、模式In+1等的相继折射、反射途径(模式)到达该传感光导纤维9-1(或成像镜头9-2，见图3)的所有光线总和，即模式滤光信号。当被测样液电泳于此滤光环形空腔8内时，可采用特定频率单色光，使被测样液与光线间的其他作用被忽略，则传感光导纤维9-1(或成像镜头9-2，见图3)收集到的模式滤光信号强度的变化，即为该被测样液的模式滤光信号。将此被测样液的模式滤光信号，结合电泳电压、电流、电泳速度等因子综合处理/显示，即实现了对样液作分离的同时作同步检测分析。
现主要结合本发明实施例1及上述附图，进一步说明工作原理及过程如下：首先开启电泳电极4、激光光源6-1及检测仪器所有单元的电源，对分离用毛细透明管1电泳环形通道8中充满的均质载液进行检测，得出空白对照值；然后将待测样液如含乙氨酸9.8mMol与丙氨酸10.0mMol的混合样液，注入充有载液的进样池2，由于在进、出样池2、3及分离用毛细透明管1的滤光环形空腔8中充满均质的载液，电泳电极4与接地电极5间得以建立起电泳电场，混合样液在此电泳电场力的作用下，经过分离用毛细透明管1的滤光环形空腔8，从进样池2向出样池3方向作电泳移动，并在移动过程中进行分离，因而在不同的时刻、毛细透明管1轴向不同区段管壁面上的光信号传感光导纤维9-1上，可收集到被测样液不同阶段、不同强度的模式滤光信号，再送入微电脑式信号处理/显示单元11-1显示为不同的峰值：初时，毛细透明管1的近进样端处某根光信号传感光导纤维9-1上，微电脑式信号处理/显示单元11-1显示其乙氨酸与丙氨酸的唯一混合峰值，随着时间推移，在毛细透明管1的远进样端处某根光信号传感光导纤维9-1上，微电脑式信号处理/显示单元11-1显示其两个不同的分离峰值，时间继续，在分离用毛细透明管1的某轴向位置后的光信号传感光导纤维9-1上，显示出的分离峰值的度量均达到最大、并趋于不变即分离平衡，此时分离的峰值的度量分别与乙氨酸及丙氨酸的摩尔浓度成正比，即实现了样液分离的同步检测分析；任何时刻，微电脑式信号处理/显示单元11-1可以对分离用毛细透明管1轴向上所有光信号传感光导纤维9-1上的光信号作同时扫描，以实现样液分离全程的同步检测分析。
Claims (6)
1、一种毛细管电泳模式滤光分析仪，其构成如下：分离用毛细管两端分别联通进样池与出样池，而电泳电极及接地电极分别插入进、出样池，并邻近毛细管的进、出样端；检测仪器则对被分离样液的浓度进行检测、显示，其特征在于：所述的分离用毛细管是具有光学精度的透明细管，而其内的电泳通道横截面是环形的；所述的检测仪器由以下单元构成：环形空腔滤光单元，由与单色光源作光学联接的轴心光导纤维作为线光源，内置于所述的分离用毛细透明管轴心上，所述的轴心光导纤维穿越所述的分离用毛细透明管全长，轴心光导纤维表面与分离用毛细透明管的管壁间形成滤光环形空腔，而在所述分离用毛细透明管的管壁外，设有光信号传感器，以从该管壁上拾取光信号；其后依次联接有光电偶合单元、及信号处理/显示单元，以将光信号传感器所拾取的光信号转换、放大成为电信号，然后对电信号作处理后进行显示。
2、如权利要求1所述的毛细管电泳模式滤光分析仪，其特征在于：所述的光信号传感器，是若干根传感光导纤维，沿分离用毛细透明管轴向分布，并在其管壁外表上作直接光学联接而构成；或是成像镜头，置于分离用毛细透明管管壁的成像位置上构成。
3、如权利要求1或2所述的毛细管电泳模式滤光分析仪，其特征在于：所述的轴心光导纤维、及传感光导纤维可以是多模式或单模式的。
4、如权利要求1或2所述的毛细管电泳模式滤光分析仪，其特征在于：所述的单色光源是频率可调的激光光源。
5、如权利要求1或2所述的毛细管电泳模式滤光分析仪，其特征在于：所述的信号处理/显示单元是微电脑系统，其将光电偶合单元输出的电信号进行处理并显示为数字。
6、如权利要求1或2所述的毛细管电泳模式滤光分析仪，其特征在于：所述的分离用毛细透明管、进样池与出样池、电泳电极和接地电极、光信号传感器、及光电偶合单元均置于暗箱之中。
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