CN202770772U

CN202770772U - 一种可校准的柱上光纤荧光检测池

Info

Publication number: CN202770772U
Application number: CN201220461300.6U
Authority: CN
Inventors: 耿旭辉; 关亚风; 吴大朋; 吴倩; 徐静
Original assignee: Dalian Institute of Chemical Physics of CAS
Current assignee: Dalian Institute of Chemical Physics of CAS
Priority date: 2012-09-10
Filing date: 2012-09-10
Publication date: 2013-03-06
Anticipated expiration: 2022-09-10

Abstract

本实用新型涉及一种可校准的柱上光纤荧光检测池，座上有N个彼此相交的凹槽。两个凹槽用来放置分析柱和荧光收集光纤，另一凹槽作为观察窗口。激发光对准分析柱光窗。分析柱和荧光收集光纤在嵌入检测池座凹槽的部位加垫有第一、第二、第三、第四固体膜，分别放置在凹槽的底部和顶部，通过改变固体膜的厚度，使顶部压片压紧后，分析柱光窗和荧光收集光纤在同一水平面上对准。本检测池的设计和校准方法补偿了因机械加工和机械形变误差引起的分析柱光窗和荧光收集光纤的共平面对准偏差，使用方便、成本低廉，仅通过膜厚调节方法，即可实现压片压紧后分析柱光窗和荧光收集光纤共平面对准，从而提高了荧光检测的信噪比，降低了检测限。

Description

一种可校准的柱上光纤荧光检测池

技术领域

本实用新型涉及一种可校准的柱上光纤荧光检测池及校准方法，可以补偿因机械加工和机械形变误差引起的分析柱光窗和荧光收集光纤的对准偏差，提高荧光检测信噪比。该检测池及校准方法可用于毛细管电泳、液相色谱及流动注射等流动分析系统。

背景技术

荧光检测作为一种光致发光型检测技术，具有灵敏度高和选择性强等优点，在痕量样品检测中应用极为广泛。柱上检测具有最小的柱外效应，制作简单，使用方便，是流动分析系统中应用最广泛的一种模式。在柱上检测中，分析柱光窗与荧光收集光纤的共平面对准十分重要，影响着荧光检测信噪比。一般的校准模式多采用巧妙的机械同轴设计使二者自动共平面对准。但是，不可避免的机械加工和机械形变误差使二者的共平面对准有偏差。偏差的大小取决于机械加工精度和所用的机械材料等。即使是微米级的偏差也会使荧光收集效率下降，荧光检测信噪比随之降低。本实用新型不使用额外的位移调节平台，通过改进检测池的设计及采用简单、灵活的膜厚度调节方法来补偿机械误差引起的对准偏差，提高了荧光检测信噪比。同时，由于避免使用位移调节平台，使得检测器更便携，成本更低，体积更小，实用性更强。

实用新型内容

本实用新型提供了一种可校准的柱上光纤荧光检测池，目的是补偿机械加工和机械形变误差引起的分析柱光窗和荧光收集光纤的共平面对准偏差，提高荧光检测信噪比。具体的，检测池座上有N（N≥3）个彼此相交的凹槽。两个凹槽用来放置分析柱（设有光窗）和荧光收集光纤，一个凹槽作为观察窗口，用来观察分析柱光窗和荧光收集光纤的对准效果。分析柱和荧光收集光纤的底部和顶部放置有固体膜，通过改变固体膜的厚度，使顶部压片压紧后，分析柱光窗和荧光收集光纤共平面对准。

本实用新型的技术方案是：

一种可校准的柱上光纤荧光检测池，包括平板状检测池座，于检测池座的一侧表面上、从检测池座的侧壁面向检测池座一侧表面中部加工有N个直线形凹槽，N≥3的正整数，N个凹槽彼此于检测池座一侧表面中部相交；

且其中至少有一个凹槽的两端均处于检测池座的侧壁面上，其为通凹槽，通凹槽内放置有分析柱；分析柱上设有光窗，且光窗处于N个凹槽的相交处；

其中至少有一个凹槽内放置荧光收集光纤，荧光收集光纤的一端伸入至N个凹槽的相交处；

其中一个凹槽作为观察窗口，用来观察分析柱光窗和荧光收集光纤的对准效果；

于N个凹槽的相交处设有激发光的引入窗口，激发光对准分析柱光窗；

在分析柱嵌入检测池座凹槽的部位、于凹槽的底部和顶部分别设有第一固体膜、第二固体膜；在荧光收集光纤嵌入检测池座凹槽的部位、于凹槽的底部和顶部分别设有第三固体膜、第四固体膜；

于检测池座开设有凹槽的一侧表面上设有压片，通过压片将分析柱和荧光收集光纤固定。

所述第一固体膜、第二固体膜、第三固体膜和第四固体膜的厚度在1微米至1毫米之间可变，且第一固体膜、第二固体膜、第三固体膜和第四固体膜的厚度相同或不同。

所述荧光收集光纤为1个或2个以上，通过调节在荧光收集光纤嵌入检测池座凹槽的部位、于凹槽的底部和顶部所设置的固体膜厚度使其与分析柱光窗共平面。

所述激发光的引入窗口与检测池座共平面，或位于垂直于检测池座表面的上方或下方。

所述的分析柱为石英或玻璃毛细管柱。

所述的荧光收集光纤的接收端位于检测池座凹槽的相交区域，能够通过观察窗口进行观察。

所述检测池座为圆形平板，N个直线形凹槽相交于检测池座的圆心处。

所述凹槽的深度小于其内放置的分析柱或荧光收集光纤的外径。

于处于凹槽的内的分析柱或荧光收集光纤的外壁面上套设有聚四氟乙烯管；所述凹槽的深度小于其内放置的分析柱上聚四氟乙烯管或荧光收集光纤上聚四氟乙烯管的外径。

通过调节固体膜的厚度，使分析柱光窗和荧光收集光纤在同一水平面上对准。

校准方法为：通过调节固体膜的厚度对分析柱和荧光收集光纤进行共平面校准。校准效果通过观察窗口，借助放大显示装置，如显微镜，进行观察。固体膜厚度的调节采取更换不同厚度的固体膜，或调节压片对固体膜压力的方法实现。

所述的荧光检测池座、固体膜和压片的材料为金属材料或高分子材料。

本实用新型具有如下优点：

1、通过改进检测池的设计及采用简单、灵活的膜厚度调节校准方法，实现了压片压紧后，分析柱光窗和荧光收集光纤共平面对准，从而补偿了因机械加工和机械形变误差引起的对准偏差，提高了荧光检测信噪比，降低了检测限。

2、本实用新型具有较强的实用性，使用方便、操作简单、成本低廉，仅在分析柱与荧光收集光纤嵌入检测池座凹槽的部位附加固体膜及在检测池座上设置一个观察窗口，无附加位移调节平台，基本没有增加检测系统的体积。

附图说明

图1为具有三个凹槽的检测池校准后俯视图。

图2为具有三个凹槽的检测池校准后观察窗口放大视图，激发光与检测池垂直。

图中：101为检测池座，102为分析柱，103为分析柱光窗，104为荧光收集光纤，105为观察窗口，106为压片，201，202，301和302为第一、第二、第三、第四固体膜。

图3为实施例1的无固体膜调节校准的实验结果。

图4为实施例1的有固体膜调节校准的实验结果。

图5为激发光与检测池座共平面时的检测池俯视图，检测池座上有五个凹槽，荧光收集光纤为两根。图中：101为检测池座，102为分析柱，103为分析柱光窗，104为荧光收集光纤，105为观察窗口，106为压片，107为激发光纤，201，202，301，302，401和402为第一、第二、第三、第四、第五、第六固体膜。

具体实施方式

如图1所示，一种可校准的柱上光纤荧光检测池，其涉及的器件包括检测池座101、分析柱102、分析柱光窗103、荧光收集光纤104、观察窗口105，压片106，第一、第二、第三、第四固体膜201、202、301、302。固体膜的厚度可改变，使得压片106压紧后，分析柱光窗103和荧光收集光纤104共平面对准。观察窗口105用来观察压片106压紧后，分析柱光窗103与荧光收集光纤104的对准效果。

具体实施步骤：

检测池座101一侧表面上加工有N（N≥3）个直线形凹槽，彼此于检测池座一侧表面中部相交。其中，一个两端均处于检测池座的侧壁面上的通凹槽用来放置分析柱102，分析柱102上设有光窗103，一个凹槽用于放置荧光收集光纤104，一个凹槽作为观察窗口105，用来观察分析柱光窗103和荧光收集光纤104的对准效果。分析柱102在嵌入检测池座凹槽的部位、于凹槽的底部和顶部放置有第一固体膜201和第二固体膜202。荧光收集光纤104在嵌入检测池座凹槽的部位、于凹槽的底部和顶部放置有第三固体膜301和第四固体膜302。检测池座101开设有凹槽的一侧表面上设有压片106，通过压片将分析柱102和荧光收集光纤104固定。于N个凹槽的相交处设有激发光的引入窗口，激发光对准分析柱光窗103。通过调节四个固体膜的厚度对分析柱102和荧光收集光纤104进行共平面校准。校准效果通过观察窗口105，借助放大显示装置，如显微镜，进行观察。固体膜厚度的调节采取更换不同厚度的固体膜，或调节压片对固体膜压力的方法实现。

实施例1

自搭建荧光检测器，激发光路位于检测池下方，垂直于毛细管分析柱光窗和荧光收集光纤所在平面。检测池座上有三个凹槽（深度1.58mm）。分析柱毛细管（外径365m；内径250m；聚酰亚胺层厚20m）与荧光收集光纤（石英芯径0.3mm，氟树脂包层厚15m）外均套上直径匹配（即聚四氟乙烯管内径与分析柱毛细管和荧光收集光纤外径相匹配）的聚四氟乙烯管（外径1.6mm），放入检测池座上相应的两个凹槽中。另外一个凹槽作为观察窗口，观察毛细管光窗与荧光收集光纤的对准效果。在机械设计上使毛细管光窗与荧光收集光纤共平面。胶带（材料PET，厚度55m，120m，175m）作为固体膜，放置在聚四氟乙烯管的底部和顶部。校准时，逐步调节固体膜的厚度，直到压片压紧后，毛细管光窗和荧光收集光纤共平面。使用显微镜辅助，通过观察窗口观察对准效果。图3和图4展示了固体膜调节校准前后的实验结果。可见，在其他条件相同的情况下，固体膜调节校准后，荧光检测信噪比（SNR）提高到2倍左右。

实施例2

自搭建荧光检测池，激发光纤、毛细管光窗和两根荧光收集光纤共平面。检测池座上有五个凹槽（深度1.58mm）。激发光纤（石英芯径0.2mm，氟树脂包层厚30m，数值孔径0.22）、分析柱-毛细管（外径365m；内径200m；聚酰亚胺层厚20m）与两根荧光收集光纤（石英芯径0.3mm，氟树脂包层厚15m，数值孔径0.37）均套上直径匹配（即聚四氟乙烯管内径与分析柱毛细管和荧光收集光纤外径相匹配）的聚四氟乙烯管（外径1.6mm），放入检测池座上相应的四个凹槽中。另外一个凹槽作为观察窗口，观察激发光纤、毛细管光窗与两根荧光收集光纤的对准效果。如图5所示。在机械设计上使激发光纤、毛细管光窗与两根荧光收集光纤共平面。铝箔（材料铝，厚度20m，60m，100m）作为固体膜，放置在聚四氟乙烯管的底部和顶部。校准时，逐步调节固体膜的厚度，直到压片压紧后，激发光纤、毛细管光窗和两根荧光收集光纤共平面。使用显微镜辅助，通过观察窗口观察对准效果。在其他条件相同的情况下，固体膜调节校准后，荧光检测信噪比（SNR）提高到2倍左右。

Claims

1.一种可校准的柱上光纤荧光检测池，包括平板状检测池座（101），其特征在于：于检测池座（101）的一侧表面上、从检测池座（101）的侧壁面向检测池座（101）一侧表面中部加工有N个直线形凹槽，N≥3的正整数，N个凹槽彼此于检测池座（101）一侧表面中部相交；

且其中至少有一个凹槽的两端均处于检测池座（101）的侧壁面上，其为通凹槽，通凹槽内放置有分析柱（102）；分析柱（102）上设有光窗（103），且光窗（103）处于N个凹槽的相交处；

其中至少有一个凹槽内放置荧光收集光纤（104），荧光收集光纤（104）的一端伸入至N个凹槽的相交处；

其中一个凹槽作为观察窗口（105），用来观察分析柱光窗（103）和荧光收集光纤（104）的对准效果；

于N个凹槽的相交处设有激发光的引入窗口，激发光对准分析柱光窗（103）；

在分析柱（102）嵌入检测池座凹槽的部位、于凹槽的底部和顶部分别设有第一固体膜、第二固体膜（201、202）；在荧光收集光纤（104）嵌入检测池座凹槽的部位、于凹槽的底部和顶部分别设有第三固体膜、第四固体膜（301、302）；

于检测池座（101）开设有凹槽的一侧表面上设有压片（106），通过压片（106）将分析柱（102）和荧光收集光纤（104）固定。

2.根据权利要求1所述的检测池，其特征在于：所述第一固体膜、第二固体膜、第三固体膜和第四固体膜的厚度在1微米至1毫米之间可变，且第一固体膜、第二固体膜、第三固体膜和第四固体膜的厚度相同或不同。

3.根据权利要求1所述的检测池，其特征在于：所述荧光收集光纤为1个或2个以上，通过调节在荧光收集光纤（104）嵌入检测池座凹槽的部位、于凹槽的底部和顶部所设置的固体膜厚度使其与分析柱光窗共平面。

4.根据权利要求1所述的检测池，其特征在于：所述激发光的引入窗口与检测池座（101）共平面，或位于垂直于检测池座（101）表面的上方或下方。

5.根据权利要求1所述的检测池，其特征在于：所述的分析柱（102）为石英或玻璃毛细管柱。

6.根据权利要求1所述的检测池，其特征在于：所述的荧光收集光纤（104）的接收端位于检测池座（101）凹槽的相交区域，能够通过观察窗口（105）进行观察。

7.根据权利要求1所述的检测池，其特征在于：所述检测池座（101）为圆形平板，N个直线形凹槽相交于检测池座（101）的圆心处。

8.根据权利要求1所述的检测池，其特征在于：所述凹槽的深度小于其内放置的分析柱（102）或荧光收集光纤（104）的外径。

9.根据权利要求1所述的检测池，其特征在于：于处于凹槽的内的分析柱（102）或荧光收集光纤（104）的外壁面上套设有聚四氟乙烯管；所述凹槽的深度小于其内放置的分析柱（102）上聚四氟乙烯管或荧光收集光纤（104）上聚四氟乙烯管的外径。