CN206930584U - 一种四通道毛细管电泳芯片led诱导荧光检测系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种四通道毛细管电泳芯片LED诱导荧光检测系统，包括绿光发光二极管、四通道毛细管电泳芯片、数据采集卡和个人计算机，所述绿光发光二极管上面设置有偏振镜a，所述偏振镜a上面设置有所述四通道毛细管电泳芯片，所述四通道毛细管电泳芯片一侧连接有高压电源，所述四通道毛细管电泳芯片上面设置有偏振镜b，所述偏振镜b上面设置有胶片，所述胶片表面设置有针孔，所述胶片上方设置有CCD器件，所述CCD器件一侧通过数据线与所述数据采集卡连接。有益效果在于：采用贴片式LED光源，有效减小了光源体积，简化了传统的毛细管电泳芯片受激荧光信号检测的复杂光路结构，结构紧凑、集成度较高、检测灵敏度较高、噪声较低。
Description
技术领域
本实用新型涉及汽车后视镜领域，具体涉及一种四通道毛细管电泳芯片LED诱导荧光检测系统。
背景技术
毛细管电泳芯片(Capillary Electrophoresis Microchip, CEM)系统是微流控芯片分析系统中的研究热点之一，它是一种在玻璃、石英、塑料等芯片的微细通道或色谱柱中，以电场为驱动力，借助于分子或离子在电迁移或分配行为上的差异，对复杂样品中的多种组分进行高效、快速分离分析的技术。在利用CEM系统进行生化分析的过程中，被测样品的组分及含量等相关信息需要由检测系统来测定。由于芯片中毛细管的内径一般为10 μm~ 100 μm，样品进样量极少，因而对检测系统的灵敏度、分辨率及响应速度等都有较高的要求，检测系统的性能将直接决定CEM分析系统的整体性能。CEM分析系统的检测方法主要有激光诱导荧光检测(Laser Induced fluorescence, LIF)、化学发光检测、电化学检测、吸收光度检测和质谱检测等。根据光学系统的不同，LIF检测可分为共聚焦型和非共聚焦型,其中，共聚焦型是最常用的检测系统，它主要由激发光源、光路系统、光电转换器件、信号处理系统等组成，其优点是对荧光与激发光、反射光和杂散光的分离更为有效，具有较高的灵敏度和信噪比。但是，由于系统光路部分体积较大、结构较为复杂，用于多通道芯片检测时需要附加更复杂的光学系统，不利于多通道毛细管电泳芯片检测系统的进一步微型化与集成化。
实用新型内容
本实用新型的目的就在于为了解决上述问题而提供一种四通道毛细管电泳芯片LED诱导荧光检测系统。
本实用新型通过以下技术方案来实现上述目的：
一种四通道毛细管电泳芯片LED诱导荧光检测系统，包括绿光发光二极管、四通道毛细管电泳芯片、数据采集卡和个人计算机，所述绿光发光二极管上面设置有偏振镜a，所述偏振镜a上面设置有所述四通道毛细管电泳芯片，所述四通道毛细管电泳芯片一侧连接有高压电源，所述四通道毛细管电泳芯片上面设置有偏振镜b，所述偏振镜b上面设置有胶片，所述胶片表面设置有针孔，所述胶片上方设置有CCD器件，所述CCD器件一侧通过数据线与所述数据采集卡连接，所述数据采集卡一侧通过USB总线连接在所述个人计算机上。
上述结构中，所述绿光发光二极管所发出的波长为532nm的激发光进入所述偏振镜a，经所述偏振镜a后的偏振光进入所述四通道毛细管电泳芯片内，穿过所述四通道毛细管电泳芯片内的各储液池后的偏振光变为夹杂背景噪声的荧光信号，此信号在经过所述偏振镜b后，将激发光滤除，使波长为580nm的荧光信号顺利通过，此荧光信号穿过所述胶片上的所述针孔后入射到所述CCD器件内，所形成的信号通过所述数据线传输至所述数据采集卡，最终通过所述个人计算机进行显示。
为了进一步提高LED诱导荧光检测系统的使用功能，所述绿光发光二极管为贴片式二极管，其发射波长为532nm。
为了进一步提高LED诱导荧光检测系统的使用功能，所述偏振镜a和所述偏振镜b与所述四通道毛细管电泳芯片成三明治结构，所述偏振镜a的偏振方向与所述偏振镜b的偏振方向垂直。
为了进一步提高LED诱导荧光检测系统的使用功能，所述偏振镜a和所述偏振镜b为Edmund Optics NT66-182型线性玻璃偏振镜，其波长在400-700mm时的消光系数为10000:1，两偏振镜平行放置时透光率为11%，垂直放置时为0.00022%。
为了进一步提高LED诱导荧光检测系统的使用功能，所述CCD器件为TCD1304AP型线阵CCD。
为了进一步提高LED诱导荧光检测系统的使用功能，所述四通道毛细管电泳芯片通道单元结构为十字构型，其中包括支撑网格、样品液池、样品废液池、缓冲液池、缓冲废液池、样品进样通道和样品分离通道。
为了进一步提高LED诱导荧光检测系统的使用功能，所述四通道毛细管电泳芯片通道单元的尺寸为40mm×80mm，其中，所形成的微通道深60µm，宽100µm，所述样品进样通道长10mm，所述样品分离通道长40mm，相邻两所述样品分离通道间的距离为6mm，所述支撑网格的十字交叉点处离检测区域的距离为30mm。
有益效果在于：采用贴片式LED光源，有效减小了光源体积；根据光学偏振原理，使用两片偏振方向互相垂直的偏振片滤除掉背景信号的干扰；利用所述CCD器件实现了对多个毛细管电泳通道内荧光信号的同时检测和显示，大大简化了传统的毛细管电泳芯片受激荧光信号检测的复杂光路结构，结构紧凑、集成度较高、检测灵敏度较高、噪声较低。
附图说明
图1是本实用新型所述一种四通道毛细管电泳芯片LED诱导荧光检测系统的结构示意图；
图2是本实用新型所述一种四通道毛细管电泳芯片LED诱导荧光检测系统的四通道毛细管电泳芯片结构示意图；
图3是本实用新型所述一种四通道毛细管电泳芯片LED诱导荧光检测系统的绿光发光二极管的驱动电压与其发光强度之间的关系图；
图4是4种不同浓度的Rhodamine B样品溶液在本实用新型所述一种四通道毛细管电泳芯片LED诱导荧光检测系统下的电泳分离检测结果图。
附图标记说明如下：
1、绿光发光二极管；2、偏振镜a；3、四通道毛细管电泳芯片；4、偏振镜b；5、胶片；6、针孔；7、CCD器件；8、数据线；9、数据采集卡；10、USB总线；11、高压电源；12、个人计算机；13、缓冲液池；14、样品液池；15、样品废液池；16、样品进样通道；17、样品分离通道；18、缓冲废液池；19、支撑网格；20、四通道毛细管电泳芯片通道单元。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步说明：
如图1-图4所示，一种四通道毛细管电泳芯片LED诱导荧光检测系统，包括绿光发光二极管1、四通道毛细管电泳芯片3、数据采集卡9和个人计算机12，绿光发光二极管1上面设置有偏振镜a 2，偏振镜a 2上面设置有四通道毛细管电泳芯片3，四通道毛细管电泳芯片3一侧连接有高压电源11，四通道毛细管电泳芯片3上面设置有偏振镜b 4，偏振镜b 4上面设置有胶片5，胶片5表面设置有针孔6，胶片5上方设置有CCD器件7，CCD器件7一侧通过数据线8与数据采集卡9连接，数据采集卡9一侧通过USB总线11连接在个人计算机12上。
上述结构中，绿光发光二极管1所发出的波长为532nm的激发光进入偏振镜a 2，经偏振镜a 2后的偏振光进入四通道毛细管电泳芯片3内，穿过四通道毛细管电泳芯片3内的各储液池后的偏振光变为夹杂背景噪声的荧光信号，此信号在经过偏振镜b 4后，将激发光滤除，使波长为580nm的荧光信号顺利通过，此荧光信号穿过胶片5上的针孔6后入射到CCD器件7内，所形成的信号通过数据线8传输至数据采集卡9，最终通过个人计算机12进行显示。
为了进一步提高LED诱导荧光检测系统的使用功能，绿光发光二极管1为贴片式二极管，其发射波长为532nm，偏振镜a 2和偏振镜b 4与四通道毛细管电泳芯片3成三明治结构，偏振镜a 2的偏振方向与偏振镜b 4的偏振方向垂直，偏振镜a 2和偏振镜b 4为EdmundOptics NT66-182型线性玻璃偏振镜，其波长在400-700mm时的消光系数为10000:1，两偏振镜平行放置时透光率为11%，垂直放置时为0.00022%，CCD器件7为TCD1304AP型线阵CCD，四通道毛细管电泳芯片通道单元20结构为十字构型，其中包括支撑网格19、样品液池14、样品废液池15、缓冲液池13、缓冲废液池18、样品进样通道16和样品分离通道17，四通道毛细管电泳芯片通道单元20的尺寸为40mm×80mm，其中，所形成的微通道深60µm，宽100µm，样品进样通道16长10mm，样品分离通道17长40mm，相邻两样品分离通道17间的距离为6mm，支撑网格19的十字交叉点处离检测区域的距离为30mm。
在测试过程中使绿光发光二极管1的驱动电压每3分钟变化一次，变化范围从3.0V到4.2 V，步长为0.2 V，用以考察绿光发光二极管1的驱动电压对其发光强度及稳定性的影响，可以看出发光强度与驱动电压具有良好的线性关系，当驱动电压恒定时光强稳定，当驱动电压达到4.2 V时，绿光发光二极管1的发光强度在3分钟内急速地下降，这是由于绿光发光二极管1内部阴极与阳极间的工作电流已经超过它的上限，多余的焦耳热导致了不可避免的器件损坏，因此，LED的驱动电压恒定设置为4.0 V，将四种不同浓度的罗丹明B样品溶液（从1 mmol/L到1 µmol/L）分别注入四通道毛细管电泳芯片3的四条微通道，利用组建好的检测系统进行电泳分离实验，其中，进样电压和分离电压分别为600 V和800 V，实验条件为：绿光发光二极管1的驱动电压为4.0 V，由检测结果可知四种浓度由小到大的样品溶液电泳分离时检测到的荧光信号强度，浓度越大，荧光信号越强。
以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其效物界定。
Claims (7)
1.一种四通道毛细管电泳芯片LED诱导荧光检测系统，其特征在于：包括绿光发光二极管、四通道毛细管电泳芯片、数据采集卡和个人计算机，所述绿光发光二极管上面设置有偏振镜a，所述偏振镜a上面设置有所述四通道毛细管电泳芯片，所述四通道毛细管电泳芯片一侧连接有高压电源，所述四通道毛细管电泳芯片上面设置有偏振镜b，所述偏振镜b上面设置有胶片，所述胶片表面设置有针孔，所述胶片上方设置有CCD器件，所述CCD器件一侧通过数据线与所述数据采集卡连接，所述数据采集卡一侧通过USB总线连接在所述个人计算机上。
2.根据权利要求1所述的一种四通道毛细管电泳芯片LED诱导荧光检测系统，其特征在于：所述绿光发光二极管为贴片式二极管，其发射波长为532nm。
3.根据权利要求1所述的一种四通道毛细管电泳芯片LED诱导荧光检测系统，其特征在于：所述偏振镜a和所述偏振镜b与所述毛细管电泳芯片成三明治结构，所述偏振镜a的偏振方向与所述偏振镜b的偏振方向垂直。
4.根据权利要求1所述的一种四通道毛细管电泳芯片LED诱导荧光检测系统，其特征在于：所述偏振镜a和所述偏振镜b为Edmund Optics NT66-182型线性玻璃偏振镜，其波长在400-700mm时的消光系数为10000:1，两偏振镜平行放置时透光率为11%，垂直放置时为0.00022%。
5.根据权利要求1所述的一种四通道毛细管电泳芯片LED诱导荧光检测系统，其特征在于：所述CCD器件为TCD1304AP型线阵CCD。
6.根据权利要求1所述的一种四通道毛细管电泳芯片LED诱导荧光检测系统，其特征在于：所述四通道毛细管电泳芯片通道单元结构为十字构型，其中包括支撑网格、样品液池、样品废液池、缓冲液池、缓冲废液池、样品进样通道和样品分离通道。
7.根据权利要求6所述的一种四通道毛细管电泳芯片LED诱导荧光检测系统，其特征在于：所述四通道毛细管电泳芯片通道单元的尺寸为40mm×80mm，其中，所形成的微通道深60µm，宽100µm，所述样品进样通道长10mm，所述样品分离通道长40mm，相邻两所述分离通道间的距离为6mm，所述支撑网格的十字交叉点处离检测区域的距离为30mm。
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|---|---|---|---|---|
| CN108627489A (zh) * | 2018-05-24 | 2018-10-09 | 大连民族大学 | 一种128通道阵列毛细管电泳仪 |
| CN109100305A (zh) * | 2018-07-13 | 2018-12-28 | 陕西师范大学 | 一种液体分散系的数字化物质信息获取装置及方法 |
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