CN1700016B - 一种毛细管电泳荧光-非接触电导组合检测器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及毛细管电泳检测器，特别是一种可实现双检测响应同步的毛细管电泳荧光-非接触电导组合检测器，包括荧光检测系统及非接触电导检测系统，两个检测系统共用一个检测池；其中荧光检测系统包括激发光源、光纤、滤光片、光电转化器件及检测池，非接触电导检测系统包括激励源、管状电极、信号处理电路板及检测池；在检测器内部还固设有基座、其上设有限位槽，限位槽内开有光阑；光纤及检测池分别置于限位槽内，在限位槽内、检测池的两侧设有管状电极。本发明是将荧光检测器和非接触电导检测器集成在一起，共用一个检测池可实现响应同步。对于荧光检测，采用光纤传输荧光信号，具有电导检测的通用性和荧光检测的高灵敏度和高选择性的优点。

Description

一种毛细管电泳荧光-非接触电导组合检测器
技术领域
本发明涉及毛细管电泳检测器，特别是一种可实现双检测响应同步的毛细管电泳荧光-非接触电导组合检测器。
背景技术
毛细管电泳(Capillary Electrophoresis，CE)以其高效、快速等优点而成为近年来发展最快的分析方法之一。检测器作为毛细管系统最重要的器件之一受到了广泛关注。分析样品的多样性决定了所用检测器具有通用性；而极小的进样量(通常0.1-10nL)要求高灵敏度检测器与之匹配。然而，在目前所用的毛细管电泳检测系统没有一种检测技术可以同时满足通用性和高灵敏度两种特征。将两种或多种不同工作原理的检测技术进行组合可以实现上述要求。目前已有关于组合检测技术的报道，如吸收检测(UV)-安培检测(AD)、吸收检测(UV)-非接触电导检测(C4D)、吸收检测(UV)-荧光检测(FD)。考虑吸收检测(UV)近似通用性及商品化仪器多数配置该型号检测器，所以，在以往报道中组合型检测技术多采用吸收检测(UV)作为主要组合对象。但是由于吸收检测(UV)的灵敏度和吸收光成正比，而毛细管电泳柱只有50～100微米直径，导致吸收检测(UV)的检测灵敏度低。此外，现有的组合型检测器大多采用串联型或并联型，即组合型检测器大多采用与组合数目相同的检测池。这样一来，由检测池所带来的柱外效应就不可避免。本发明的电导检测器与荧光检测器组合而成的荧光-电导检测器则未见报道。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有电导检测的通用性和荧光检测的高灵敏及高选择性的毛细管电泳荧光-非接触电导组合检测器。适用于毛细管液相色谱、流动注射等系统检测以及生物、环境和食品监测等领域中的痕量样品检测。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
一种毛细管电泳荧光-非接触电导组合检测器，其内部固设有激发光源、滤光片、光电转化器件、激励源及信号处理电路板。所述检测器包括荧光检测系统及非接触电导检测系统，两个检测系统共用一个检测池；其中荧光检测系统包括激发光源、光纤、滤光片、光电转化器件及检测池，非接触电导检测系统包括激励源、管状电极、信号处理电路板及检测池；在检测器内部还固设有基座、其上设有限位槽，限位槽内开有光阑；光纤及检测池分别置于限位槽内，光纤的一端正对检测池，另一端依次与滤光片及光电转化器件相偶联，激发光源设在背对限位槽、基座的一侧；在限位槽内、检测池的两侧设有管状电极。
其中：所述基座上的限位槽为“T”形结构，分为横、纵两个槽，光纤置于横限位槽内，检测池置于纵限位槽内，所述光阑设置在所述的横、纵两个槽的相交处；所述激发光源可为气体灯、激光器或发光二极管；所述光电转化器件可为光电倍增管、光电池、光电二极管或电荷耦合器件。
本发明的优点与积极效果为：
本发明是将荧光检测器和非接触电导检测器集成在一起，共用一个检测池可实现响应同步。对于荧光检测，采用光纤传输荧光信号，从而确保了系统的结构紧凑。与单一型检测器相比，该组合型检测器同时具有电导检测的通用性和荧光检测的高灵敏度和高选择性的优点，能够提供更加丰富的检测信息。与其他组合型检测器相比，该检测器共用一个检测池，双检测器响应同步，同时能实现通用型和高灵敏度的统一。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为本发明荧光检测系统的结构示意图；
图3为本发明中基座的结构示意图；
图4为图3的右视剖面图；
图5A为本发明电导检测6种无机金属离子和异硫氰酸荧光素所得的电泳谱图；
图5B为本发明荧光检测6种无机金属离子和异硫氰酸荧光素所得的电泳谱图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详述。
如图1～图4所示，本发明包括荧光检测系统及非接触电导检测系统，两个检测系统共用一个检测池2。荧光检测系统包括激发光源7、光纤5、滤光片8、光电转化器件9及检测池2，非接触电导检测系统包括激励源、管状电极3、信号处理电路板及检测池2。检测器内部固设有激发光源7、滤光片8、光电转化器件9、激励源、信号处理电路板，基座4经固定孔10也固定在检测器的内部。基座4上设有限位槽11，为“T”形结构，分为横、纵两个槽，光纤5置于模限位槽内，检测池2置于纵限位槽内，所述光阑1设置在所述的横、纵两个槽的相交处；光纤5及检测池2分别置于限位槽11内，光纤5的一端正对检测池2，另一端依次与滤光片8及光电转化器件9相偶联。激发光源7设在背对限位槽11、基座4的一侧，其发出的光可透过光阑1照射到检测池2内。激发光源7可为气体灯、激光器或发光二极管。在限位槽11内、检测池2的两侧设有管状电极3。光电转化器件9可为光电倍增管(PMT)、光电池、光电二极管或电荷耦合器件(CCD)。其中，激励源、信号处理电路板、激发光源、滤光片及光电转化器件均为现有技术，故不在此赘述。
检测的结构安排为：将检测池2及光纤5分别放置在限位槽11内。其中，光纤5与检测池2相互垂直时，检测的效果最佳。激发光源7所发出的激发光经光阑1垂直照射到检测池2中。样品发出的荧光由光纤5收集、并经滤光片8传输到光电转化器件9被转化为可供检测的电信号。非接触电导检测系统的两个管形电极3轴向顺序地套在分离毛细管6上，两电极间相隔一定的距离。电极间的一段毛细管为电导池，即检测池2。其中，两个电极一个为激励电极、另一个为收集电极。由高频激励源发出的高频信号施加到激励电极上，电导池内由于样品溶液出现所产生的电阻变化信号由收集电极所捕获，传输到信号处理电路板上；同时两电极之间的毛细管外涂层聚酰亚胺被除去后作为荧光检测的检测池。
在检测时，启动检测器电源，稳定5分钟左右后，使背景溶液连续经过检测池2，得到一个稳定的电导和荧光输出信号；当样品溶液经过检测池2时，由于样品溶液和背景溶液的电阻不一样，从而使电导检测信号发生改变，实现对样品的检测。与此同时，若样品溶液中有能够发荧光的化合物，也可以得到该化合物的荧光检测信号。如图5A及图5B所示，样品溶液包括六种无机金属离子和异硫氰酸荧光素。在图5A的电导检测中，给出了七种化合物的检测信号，表现出电导检测的通用性；在图5B的荧光检测中，由于样品溶液中仅有异硫氰酸荧光素(FITC)能够发荧光，因此仅给出了异硫氰酸荧光素的检测信号，而对其它六种无机金属离子没有响应，表现出荧光检测的高选择性。对比图5A和图5B，可以看出，荧光检测对异硫氰酸荧光素的响应信号远大于电导检测，表现出荧光检测的高灵敏度；同时在两图中，异硫氰酸荧光素响应时间一样，说明该组合检测器能够实现双检测器响应同步。
本发明可以同时具有电导检测性能和荧光检测性能。另外，本发明通过柱上检测还可以作为毛细管液相色谱和流动注射等流动分析系统的检测器。
如图5A及图5B所示，用本发明的毛细管电泳荧光-非接触电导组合检测器检测无机金属离子和异硫氰酸荧光素。
实验条件：金属离子浓度：5μM(Li+为10μM)；缓冲液：10mM
MES/His，pH 6.0；分离电压：+20kV；毛细管：65cm/52cm(总长/有效)×75μm；进样：20cm×15s；
测试结果：取信噪比为3，该组合检测器的检测限为：荧光素＝0.4μM；K+＝0.5μM。
图5A为电导检测所得谱图。其中1为K+，2为Ba2+，3为Ca2+，4为Na+，5为Mg2+，6为Li+，7为异硫氰酸荧光素(FITC)，8为杂质。
图5B为荧光检测所得谱图。其中7为异硫氰酸荧光素(FITC)。

Claims (4)

1.一种毛细管电泳荧光-非接触电导组合检测器，其内部固设有激发光源、滤光片、光电转化器件、激励源及信号处理电路板，其特征在于：所述检测器包括荧光检测系统及非接触电导检测系统，两个检测系统共用一个检测池(2)；在检测器内部还固设有基座(4)、其上设有限位槽(11)，所述限位槽(11)内开有光阑(1)；
其中荧光检测系统包括：
激发光源(7)，位于背对限位槽(11)、基座(4)的一侧；
滤光片(8)，用于传输荧光；
光电转化器件(9)，将滤光片(8)传输过来的荧光转化为可供检测的电信号；
光纤(5)，与所述检测池(2)分别置于上述限位槽(11)内，所述光纤(5)的一端正对检测池(2)，另一端依次与滤光片(8)及光电转化器件(9)相偶联；
所述检测池(2)；
非接触电导检测系统包括：
激励源；
两个管状电极(3)，设置在所述限位槽(11)内、检测池(2)的两侧；
信号处理电路板及
所述检测池(2)。
2.按权利要求1所述的毛细管电泳荧光-非接触电导组合检测器，其特征在于：所述基座(4)上的限位槽(11)为“T”形结构，分为横、纵两个槽，光纤(5)置于横限位槽内，检测池(2)置于纵限位槽内，所述光阑(1)设置在所述的横、纵两个槽的相交处。
3.按权利要求1所述的毛细管电泳荧光-非接触电导组合检测器，其特征在于：所述激发光源(7)可为气体灯、激光器或发光二极管。
4.按权利要求1所述的毛细管电泳荧光-非接触电导组合检测器，其特征在于：所述光电转化器件(9)可为光电倍增管、光电池、光电二极管或电荷耦合器件。
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