CN1207554C - 一种利用瑞利散射进行检测的光散射检测器 - Google Patents
一种利用瑞利散射进行检测的光散射检测器 Download PDFInfo
- Publication number
- CN1207554C CN1207554C CN 02108764 CN02108764A CN1207554C CN 1207554 C CN1207554 C CN 1207554C CN 02108764 CN02108764 CN 02108764 CN 02108764 A CN02108764 A CN 02108764A CN 1207554 C CN1207554 C CN 1207554C
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- light
- detector
- light scattering
- scattering detector
- signal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)
Abstract
一种利用瑞利散射进行检测的光散射检测器。本发明提供的光散射检测器利用瑞利散射信号远大于拉曼散射信号的特性,收集瑞利散射信号用作检测手段。本发明的光路系统无需过多的考虑拉曼信号的干扰;对液体状态下的样品进行检测,不需要进行预先的雾化、蒸发;本发明提供的光散射检测器既可单独使用进行微量分析,也可与毛细管电泳仪联用,还可以与流动注射分析仪和液相色谱仪结合进行在线柱后检测分析。
Description
技术领域
本发明涉及一种光散射检测器系统,具体地说涉及一种利用瑞利散射进行检测的光散射检测器。
背景技术
当入射光照射到尺寸远小于入射波长的粒子上时,光子与粒子碰撞发生散射,基于弹性碰撞产生瑞利散射信号,基于非弹性碰撞产生拉曼散射信号。拉曼散射信号很弱,只是瑞利散射信号的几百分之一至上万分之一。但在实际应用中却通常收集拉曼散射信号得到拉曼图谱,而把瑞利散射信号作为干扰因素设法消除。
在其他分析条件如入射波长、pH值等一定的情况下,均匀透明的水溶液粒子的散射信号在一定范围内与其大小成比例。通常信号比较弱,但是当溶液中粒子发生聚集或通过静电力、疏水作用等形成离子缔合物时,粒子半径显著增大,散射信号也随之增强。此外,当入射波长在溶液的吸收波长附近时会有共振瑞利散射信号发生,它的机理与共振拉曼散射类似,这种情况下信号强度进一步提高,而且有许多新的特性出现,目前广泛用于荧光光度计定量分析中,灵敏度很高,但商品荧光光度计无法直接用作其他分析仪器的检测器。
目前液相色谱中的蒸发光散射检测器,也是利用了光散射原理,但这种检测器需将组份由流动相带入雾化器中,通过高速载气流喷成一种薄雾,然后这些雾粒进入蒸发器中,流动相气化,溶剂蒸发,仅剩下待测样品颗粒,再进行光散射信号的检测。显然,这种检测器对样品和流动相都有严格要求,流动相必须易挥发,而样品组份必须呈不挥发或半挥发性。整个检测器装备复杂,不适合与流动注射分析仪、毛细管电泳仪联用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种利用瑞利散射进行检测的光散射检测器。本发明的光路系统无需过多的考虑拉曼信号的干扰;对液体状态下的样品进行检测,不需要进行预先的雾化、蒸发;本发明提供的光散射检测器既可单独使用进行微量分析,也可与毛细管电泳仪联用,进行在线分析。
为实现上述目的,本发明提供的光散射检测器利用瑞利散射信号远大于拉曼散射信号的特性,收集瑞利散射信号用作检测手段。
本发明提供的光散射检测器包括单色光光源、检测池、光纤探头、光电转换器件、信号记录系统。其特征在于:由光源发出的光经透镜平行光管准直成平行光,光束再经过透镜和聚焦变细后平行于地面照射到平面镜上,被反射进入黑箱的小孔投射在设置在黑箱内的微型检测池的正中央,在与入射光成90度角的方向,用光纤探头收集信号,并穿过黑箱引至光电转换器中检出信号,在信号记录系统中进行信号处理。
上述光源为单色光,可以是激光器,如He-Ne激光器、染料激光器、半导体激光器,发光二极管(LED),也可以是配置适当滤色片的氘灯、钨灯、卤素灯;
上述微型检测池由玻璃制成,池体积比较理想的是小于或等于100微升,也可视需要而扩展成100微升以上。检测池形状是方柱体、长方体或圆柱体。
上述光收集探头由光纤及一组凸透镜构成;光纤依据所需收集信号强度不同,可以选择和更换。
上述光电转换器件可以是光电倍增管(PMT),或二极管阵列检测器(DAD),或是电荷耦合器件检测器(CCD)。
使用本发明光散射检测器的毛细管电泳仪整体是以一有机玻璃块为底座,在有机玻璃底座上端面开设有一个直式主槽道,该主槽道的左端插置有一毛细管,并通过该毛细管与光散射检测器中的微型流通池相连接;该主槽道的右端同样插置有一毛细管,传送载流试剂,该毛细管的另一端连接一低压气泵。
与主槽道上垂直地设有左、右两个支槽道,该两支槽道与主槽道为相通,且该两支槽道之间相距有一间隔。上述槽道实质为三通式槽道,呈∏状。
左侧的支槽道内安设有铂丝电极,该电极连接一高压电源,为毛细管电泳仪的负极。
右侧的支槽道内插置一毛细管,用作电泳时的分离毛细管,该毛细管的另一端与电泳缓冲液瓶相连接。
电泳缓冲液瓶连接一低压气泵,在电泳的同时施加压力,与主槽道右端连接的气泵的压力相平衡,保证样品电泳流出毛细管后被顺利带入载流试剂中。
在上述的有机玻璃底座上覆盖一个与其尺寸相同的硅橡胶垫,然后用一个形状与底座相同的有机玻璃盖,通过四角上的四枚螺丝将三部分紧密连成一体,以防液体泄漏,也可以用密封胶将三部分粘合为一体。
本发明提供的光散射检测器还可与流动注射分析仪和液相色谱仪接口联用,进行在线检测。
附图说明
图1为本发明光散射检测器的基本结构示意图;
图2为图1中微型检测池的俯视放大示意图;
图3为长方体形微型检测池的示意图;
图4为圆柱体形微型检测池的示意图;
图5为与流动注射分析仪联用的整套装置示意图;
图6为与毛细管电泳仪联用的整套装置示意图;
图7为与本发明联用的毛细管电泳仪的结构示意图;
图8为与毛细管电泳仪联用的电泳图;
图9为与液相色谱系统联用的整套装置示意图;
图10为图9中的液相色谱系统结构示意图。
具体实施方式
本发明光散射检测器基本结构如图1所示。(1)为光源,可以是He-Ne激光器、染料激光器、半导体激光器,也可是其他光源,根据需要选用;(2)为平行光管;(3)、(4)均为凸透镜;(5)为平面镜;(6)为微型检测池;(7)为光纤,可使用不同外径规格;(8)为光电转换器件;(9)为黑箱,凡能达到避开非检测光干扰者均可使用,并无严格要求;(10)为信号记录系统。
其工作原理:由光源(1)发出的光经透镜平行光管(2)准直成平行光,光束再经过透镜(3)和(4)聚焦变细后平行于地面照射到平面镜(5)上,被反射进入黑箱(9)的小孔投射在微型流通池(6)的正中央。在(6)的侧面与入射光成90度角的方向,用光纤探头(7)收集信号并穿过黑箱引至光电转换器(8)中检出信号,在信号记录系统(10)中进行信号处理。
图2是放大的微型流通池(6)的正面视图,由玻璃制成,容积约为50微升。理想的微型检测池要能消除池壁本身的散射光,以提高检测灵敏度。除图2所示的形状外,还可以设计成长方体形(图3所示),圆柱体形(图4所示)。对于图4所示情况要对光路稍微进行一下改变;此时光线从圆柱体左侧平行于轴线方向射入流通池内部,光束直径应小于池的内径以避免池壁的杂散光。收集探头部位不变,仍是与入射光线成90度角在检测池侧面收集。在任何情况下都需严格调节激光束达到足够细度,从而减小池壁的杂散光。此外,在保证杂散光最少的基础上,尽可能减少流通池容积,以免造成信号峰展宽、拖尾现像。
实施例一:与流动注射分析仪联用定量检测溶液中六价铬离子Cr(VI)。
整套装置如图5所示。在图1的基础上,连接了普通的流动注射分析仪(11),废液池(12)。本装置中应用的光源(1)是He-Ne激光器,波长632.8纳米,功率50毫瓦。使用的光纤(7)的规格是外径600微米。
罗丹明B(Rhodamine B,RhB)在酸性溶液中激光瑞利散射信号很弱。但在有过量碘离子I-加入后,形成了简单离子缔合物[RhB][I],信号强度开始增加。此时如果加入痕量Cr(VI),激光瑞利散射信号显著增强,这是由于Cr(VI)氧化I-产生I2,与I-结合形成I3 -,与RhB反应形成更为复杂的离子缔合物[RhB][I3],粒子半径的增加导致激光瑞利散射信号增强。
经过优化,在0.32.摩尔/升盐酸,0.080摩尔/升碘化钾,1.460×10-5摩尔/升罗丹明B的反应条件下,配成含不同浓度Cr(VI)的样品。由流动注射分析仪的进样阀每次进样20微升,载流为二次重蒸水。测定的Cr(VI)最低检测限为28纳克/毫升。结果表明本装置可成功的用作流动注射分析仪的检测器。
实施例二:与毛细管电泳仪联用检测溶液中六价铬离子Cr(VI)。
整套装置如图6所示。在图5的基础上,将流动注射分析仪(11)换成自组装毛细管电泳仪(13),其他相同。关于毛细管电泳仪(13)的结构详细说明如下:
请结合图7,(14)是一长方体有机玻璃底座,将合适粗细的不锈钢针烧热,在有机玻璃块上部烫刻出一直式主槽道,该主槽道的左端(15)安置有一段内径530微米的毛细管,该毛细管的一端安置于槽道(15)中,另一端直接与本发明光散射检测器中的流通池(6)相连。右槽道(16)内安装一段内径360微米的毛细管,传送载流试剂,该毛细管的另一端连接低压气泵(19)。
与主槽道上垂直地设有左、右两个支槽道(17)、(18),该两支槽道(17)、(18)与主槽道为相通,且该两支槽道(17)、(18)之间相距有一间隔。上述槽道实质为三通式槽道,基本上呈∏状。
左侧的支槽道(17)内安设有铂丝电极,该电极连接一高压电源(22),为毛细管电泳仪的负极。
右侧的支槽道(18)内插置一毛细管,用作电泳时的分离毛细管,该毛细管的另一端与电泳缓冲瓶(20)相连接。
电泳缓冲瓶(20)连接一低压气泵(21),在电泳的同时施加压力,与主槽道右端(16)连接的气泵(19)的压力相平衡,保证样品电泳流出毛细管后被顺利带入载流试剂中。
在上述的有机玻璃底座(14)上覆盖一个其尺寸相同的硅橡胶垫(23),然后用一个形状与底座相同的长方体有机玻璃块(24),通过四角上的四枚螺丝(28)将三部分紧密连成一体,以防液体泄漏。
该装置用于检测Cr(VI)的原理同实施例一。样品中Cr(VI)经电泳后被带入载流试剂RhB-I体系中发生反应,从而检测到信号变化。配制载流试剂:10毫升反应瓶中依次加入0.3毫升4摩尔/升的盐酸,0.9毫升0.005%的罗丹明B溶液,3.3毫升二次重蒸水摇晃均匀。再加入0.2毫升10%的碘化钾溶液及2.8毫升二次重蒸水摇荡均匀置于暗处,15分钟后由低压气泵(19)推至槽道(16)中开始电泳实验。
电泳条件:缓冲液为40毫摩尔/升的醋酸铵溶液,pH调至4.8。电泳电压9.3千伏,电流53微安。样品是浓度为0.353微克/毫升的Cr(VI)溶液,虹吸进样,高度10厘米,时间30秒。分离毛细管长35厘米。电泳图见图8。
实验结果表明本装置可成功的用作毛细管电泳的检测器。
实施例三:与微型液相色谱系统联用检测溶液中六价铬离子Cr(VI)。
整套装置如图9所示。在图6的基础上,将自组装毛细管电泳仪(13)换成微型液相色谱系统(25),其他相同。关于微型液相色谱系统(25)结构如图10所示:(26)是微型液相色谱系统,(27)为三通池,(19)是低压气泵。该装置用于检测Cr(VI)的原理同实施例二。载流试剂配制见实施例二,用气泵推至通道中。以二次重蒸水作为流动相,0.353微克/毫升的Cr(VI)溶液进样10微升。结果表明可用于微型液相色谱系统的检测。
实施例四:单独用于检测溶液中六价铬离子Cr(VI)。
以上实例表明本装置可成功地用作流动注射分析仪、毛细管电泳仪、微型液相色谱仪的在线检测器,需要指出的是,该装置完全可以单独用来进行微型分析。作为补充例,这里给出本套装置用于检测溶液中六价铬离子Cr(VI)的实验。检测原理同实施例一。装置见图1。样品配制:500微升反应管中依次加入一定量Cr(VI)溶液,10微升4摩尔/升的盐酸,30微升0.005%的罗丹明B溶液,再用二次重蒸水稀释到150微升刻度。再加入30微升10%的碘化钾溶液及70微升二次重蒸水摇晃均匀置于暗处。如此配制一系列不同Cr(VI)含量的样品,15分钟后用微量注射器加入到检测池中测量,记录电压输出信号。该方法可检出浓度低至7纳克/毫升的Cr(VI)含量。
Claims (5)
1、一种利用瑞利散射进行检测的光散射检测器,包括单色光光源、检测池、光纤探头、光电转换器件、信号记录系统,检测池位于光源和光电转换器件之间;其特征在于:由光源发出的光经透镜照射到平面镜上,反射进入黑箱的小孔,投射到设置在黑箱内的检测池的正中央,在与入射光成90度角的方向,用光纤探头收集信号,并引至光电转换器件中检出信号,在信号记录系统中进行信号处理;
所述检测池由玻璃制成,其形状为方柱体、长方体或圆柱体;检测池体积小于或等于100微升;
所述光纤探头由光纤及一组凸透镜构成。
2、如权利要求1所述的光散射检测器,其特征在于,所述单色光光源为激光器或发光二极管或配置适当滤色片的氘灯、钨灯、卤素灯。
3、如权利要求2所述的光散射检测器,其特征在于,所述激光器为He-Ne激光器、染料激光器或半导体激光器。
4、如权利要求1所述的光散射检测器,其特征在于,所述光纤可依据所需收集信号强度进行选择和更换。
5、如权利要求1所述的光散射检测器,其特征在于,所述光电转换器件为光电倍增管、二极管阵列检测器或电荷耦合器件检测器。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN 02108764 CN1207554C (zh) | 2002-04-01 | 2002-04-01 | 一种利用瑞利散射进行检测的光散射检测器 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN 02108764 CN1207554C (zh) | 2002-04-01 | 2002-04-01 | 一种利用瑞利散射进行检测的光散射检测器 |
Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN 200410046346 Division CN1616951A (zh) | 2002-04-01 | 2002-04-01 | 一种毛细管电泳仪 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN1448707A CN1448707A (zh) | 2003-10-15 |
CN1207554C true CN1207554C (zh) | 2005-06-22 |
Family
ID=28680333
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN 02108764 Expired - Fee Related CN1207554C (zh) | 2002-04-01 | 2002-04-01 | 一种利用瑞利散射进行检测的光散射检测器 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN1207554C (zh) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
TWI773721B (zh) * | 2017-01-20 | 2022-08-11 | 日商東京威力科創股份有限公司 | 異物檢測裝置、異物檢測方法及記憶媒體 |
Families Citing this family (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN100394172C (zh) * | 2005-01-25 | 2008-06-11 | 中国科学院化学研究所 | 显微毛细管电泳仪 |
CN1657910B (zh) * | 2005-03-16 | 2012-06-27 | 西南师范大学 | 基于后向光散射技术的高灵敏多功能分析仪 |
CN101614652B (zh) * | 2008-06-25 | 2011-04-20 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 一种自对准光纤荧光检测池及阵列荧光检测池 |
CN102539593B (zh) * | 2011-05-25 | 2014-04-09 | 上海通微分析技术有限公司 | 蒸发光散射检测装置 |
CN103091299B (zh) * | 2013-01-21 | 2015-01-21 | 北京理工大学 | 激光差动共焦图谱显微成像方法与装置 |
CN103983571B (zh) * | 2014-04-14 | 2017-01-11 | 中国科学院高能物理研究所 | 探测器像素响应非均匀误差校正装置及其校正的方法 |
CN105115918A (zh) * | 2015-08-12 | 2015-12-02 | 泉州装备制造研究所 | 基于吸收光谱的pH值快速在线检测装置及方法 |
CN106153549A (zh) * | 2016-06-14 | 2016-11-23 | 暨南大学 | 基于分子吸收的毛细管电泳检测器及检测方法 |
-
2002
- 2002-04-01 CN CN 02108764 patent/CN1207554C/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
TWI773721B (zh) * | 2017-01-20 | 2022-08-11 | 日商東京威力科創股份有限公司 | 異物檢測裝置、異物檢測方法及記憶媒體 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN1448707A (zh) | 2003-10-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN1688878B (zh) | 光学组件和用于检测光传输的方法 | |
CN100545631C (zh) | 基于表面等离子波的多功能光吸收、散射与发射光谱仪 | |
EP2264437B1 (en) | Improved apparatus for measuring the scattered light signals from a liquid sample | |
Liu et al. | Analytical chemistry in a drop | |
US10126229B2 (en) | Optical measurement device | |
Xiao et al. | CE detector based on light‐emitting diodes | |
CN1216282C (zh) | 检测表面等离子体共振的方法及其使用的传感器 | |
CN1207554C (zh) | 一种利用瑞利散射进行检测的光散射检测器 | |
EP0717839A1 (en) | A high efficiency fluorescence flow cell | |
CN103048046A (zh) | 双光束光谱仪 | |
CN1758052A (zh) | 结合有光检测器阵列的灵敏度增强的差示折射计 | |
CN102507520B (zh) | 一种液芯波导荧光检测装置 | |
CN101661000B (zh) | 一种基于分光镜的应用于单离子微束装置的新型离子探测系统 | |
CN106501219A (zh) | 一种便携式多参数表面等离子体谐振生化分析仪 | |
CN116380872A (zh) | 一种激光诱导击穿光谱气溶胶单颗粒高灵敏检测装置 | |
Peng et al. | Handheld laser-induced fluorescence detection systems with different optical configurations | |
Dorman et al. | [30] UV absorption and circular dichroism measurements on light scattering biological specimens; fluorescent cell and related large-angle light detection techniques | |
CN2430682Y (zh) | 高灵敏光度计 | |
JPH0663964B2 (ja) | 微小流動セル | |
CN1727878A (zh) | 一种高亮度发光二极管诱导荧光检测器 | |
CN100443886C (zh) | 一种阵列发光二极管诱导荧光检测器 | |
CN102141438B (zh) | 分光光度计检测头 | |
CN103901009B (zh) | 一种光纤扫描式的激光诱导荧光检测系统 | |
CN104792754A (zh) | 一种激光诱导液体荧光的检测装置及方法 | |
CN1616951A (zh) | 一种毛细管电泳仪 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant | ||
C17 | Cessation of patent right | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20050622 Termination date: 20110401 |