CN2921831Y - 高效毛细管电泳仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高效毛细管电泳仪。它由毛细管电泳装置、荧光检测器和光源系统构成，所述毛细管电泳装置包括有毛细管(12)，所述光源系统包括有激发光源(31)。所述光源系统还包括有从毛细管(12)的检测端口伸入至检测窗口(14)部位的光导纤维(33)，激发光源(31)所产生的激发光由该光导纤维(33)引入至其内端，照射在检测窗口(14)实现待测物质荧光激发。本实用新型的有益效果是，具有检测灵敏度高、成本低廉、背景噪音低、可选波长范围较宽、结构和操作简单的特点，为生物、医学和化学等学科提供一种经济的检测手段，适合微量和痕量物质检测，特别适合于生物样品中氨基酸、蛋白质等的检测。

Description

高效毛细管电泳仪

技术领域

本实用新型涉及分析仪器，特别涉及毛细管电泳仪。

背景技术

高效毛细管电泳(high-performance capillary electrophoresis，HPCE)是近年来发展最快的分析方法之一，具有分离效率高，分离速度快和样品用量少等优点，在生命科学、药物分析和环境监测等领域已得到广泛应用。由于HPCE的有效体积和进样量小，对检测器有特别高的要求，故检测器是HPCE发展的关键领域，其必须具有灵敏和响应快的性能。目前应用较多的检测方法有紫外吸收、电化学、质谱和荧光检测等方法。荧光检测作为一种高灵敏度、高选择性的技术，在微量和痕量样品检测中应用非常广泛。

荧光毛细管电泳仪主要由毛细管电泳装置、荧光检测器、荧光激发光源系统构成。目前，激发光源常采用气体放电灯和气体激光器光源，存在尺寸大、能耗高和寿命短等缺点，半导体和半导体泵浦固体激光器具有一定的体积和成本优势，但又存在可用波长有限的弊端，目前其发射波长主要局限在长波区，在此区域很难找到合适的衍生试剂对样品进行衍生。

近年来，高亮度发光二极管(light-emitting diode，LED)作为一种经济的微型光源逐渐引起了人们的关注。LED具有输出功率稳定、能耗低(可用电池供电)、体积小、亮度高、波长范围较宽、寿命长(105h)等优点，非常适合于微型化荧光检测仪器。LED作为激发光源性能接近于普通非相干光源，高亮度LED几乎覆盖可见区各个波段，而且近紫外LED也已投入市场，这就可以方便的选择LED以适应成熟荧光探针的最大激发波长，实现对蛋白质、DNA以及氨基酸等生物样品的荧光检测。目前，LED应用于HPCE检侧的激发光源已有相关文献报道。这些报道中，其LED荧光诱导检测光学结构多采用传统正交模式，即激发光路与荧光收集光路相互垂直，该结构可在一定程度上降低激发光的干扰，但其结构复杂、体积较大、成本较高、荧光收集效率有限。Anal Chem，2001，73：4545-4949报道了LED荧光诱导检测共聚焦型结构，而Talanta，2005，65，1303-1306在对LED诱导荧光检测的研究中，采用了共线型结构。这两种结构比起传统正交模式在结构上和灵敏度上有一定的优势，但均是将激发光从毛细管外侧照射毛细管检测窗口而激发荧光，难免在毛细管表面产生光折射和散射作用，使得由LED发出的光不能充分用于激发荧光，进而导致较高的背景噪音，影响荧光激发效率和毛细管电泳仪的灵敏度，难以确保或提高毛细管电泳仪的检测效率。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种具有高灵敏度和可选波长范围较宽的高效毛细管电泳仪。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：本实用新型的高效毛细管电泳仪，由毛细管电泳装置、荧光检测器和荧光激发光源系统构成，所述毛细管电泳装置包括有毛细管，所述光源系统包括有激发光源，其特征在于：所述光源系统还包括有从毛细管的检测端口伸入至检测窗口部位的光导纤维。激发光源所产生的激发光由该光导纤维引入至其位于毛细管内的内端，照射在检测窗口实现待测物质荧光激发。

在上述技术方案中，所述激发光源优选采用高亮度发光二极管。

本实用新型的有益效果是，激发光利用光导纤维直接引入至毛细管检测窗口内实现荧光激发，具有检测灵敏度高、成本低廉、背景噪音低、可选波长范围较宽、结构和操作简单的特点，为生物、医学和化学等学科提供一种经济的检测手段，适合微量和痕量物质检测，特别适合于生物样品中氨基酸、蛋白质等的检测。

附图说明

本说明书包括如下两幅附图：

图1是本实用新型高效毛细管电泳仪的结构示意图；

图2是本实用新型高效毛细管电泳仪中的激发光源的结构示意图。

图中零部件、部位及相应的标记：缓冲池11、毛细管12、基座13、检测窗口14、高压电源15、铂电极16、有机玻璃罩17、显微物镜21、滤光片22、光电倍增管23、激发光源31、聚焦装置32、光导纤维33、暗盒34。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

参照图1，本实用新型的高效毛细管电泳仪，由毛细管电泳装置、荧光检测器和荧光激发光源系统构成，所述毛细管电泳装置包括有毛细管12，所述光源系统包括有激发光源31。所述光源系统还包括有从毛细管12的检测端口伸入至检测窗口14部位的光导纤维33，激发光源31所产生的激发光由该光导纤维33引入至其内端，照射在检测窗口1 4实现待测物质荧光激发。可有效地避免在毛细管12表面产生光折射和散射作用，使得由激发光源3发出的光能充分用于激发荧光，因此能大幅度地降低背景噪音，并提高毛细管电泳仪的灵敏度和检测效率。所述激发光源31优选采用高亮度发光二极管，可选波长范围较宽而且成本低廉。

参照图2，所述激发光源31与光导纤维33的外端之间设置有聚焦装置32。为简化结构，减低生产成本，所述聚焦装置32可优选地选用显微物镜作为一种典型的配置形式。图2中示出了光源系统的一种安装方式，即所述激发光源31、聚焦装置32和光导纤维33的外端共轴安装在暗盒34内。

实施例：

本实施例的高效毛细管电泳仪由毛细管电泳装置、荧光检测器、光源系统、数据采集及处理系统等组成。

参照图1，毛细管电泳装置由缓冲池11、毛细管12、基座13、高压电源15、铂电极16组成，其作用是提供电场，驱动待测物泳动，实现检测物质的高效分离。高压电源15正极端、缓冲池11被置于有机玻璃罩17中。毛细管12的检测端固定在基座13内，基座13由上、下两块有机玻璃片构成，在上块有机玻璃片上开设有检测窗口14。

参照图2，光源系统由激发光源31、聚焦装置32、光导纤维33构成。激发光源31采用高亮度发光二极管，提供激发光源，实现荧光激发。激发光源31、聚焦装置32和光导纤维33的外端共轴安装在暗盒34内。聚焦装置32采用100倍显微物镜，显微物镜将高亮度发光二极管发出的光束聚焦在光导纤维33的外端面上，光导纤维33另一端从毛细管12的检测端口直接伸入至检测窗口14，将激发光引入到光导纤维33内的光纤内端，照射在检测窗口14实现待测物质荧光激发。

参照图1，荧光检测器由显微物镜21、滤光片22、光电倍增管23构成，其作用是收集激发出的荧光，过滤掉杂散光，从而实现探测并放大荧光信号。数据采集及处理系统由数据采集卡、计算机构成，由数据采集卡和计算机实现采集和分析荧光信号，并对所采集的数据信号进行处理，从而完成样品分析。

在本实施例中，激发光源31采用的是价格低廉的高亮度发光二极管，通过安装不同波长的高亮度发光二极管可发射出可见区或近紫外各个波段的光。高亮度发光二极管发出的光射入聚焦装置32，聚焦装置32将光束聚焦在光导纤维33的外端面上，光导纤维33的另一端从毛细管12检测端口直接伸入至检测窗口14，将激发光引入到毛细管12内的光导纤维33内端面，照射在检测窗口14中心。待测微量物质经过手动或电动进样后，在高压电源15产生的电场力驱动下泳动，由于不同物质的电荷特性差异，因而所受电场力不同，故泳动的速度也就不同，导致不同物质到达检测窗口14的时间不同，从而实现不同物质的分离。当待测物质达到检测窗口14时，在由光导纤维33引入的激发光的照射下进行激发，激发所产生的荧光同时用显微物镜21收集，经滤光片22过滤后，只让荧光通过并达到光电倍增管23，光电倍增管23将荧光信号进行光电转换并放大后送给数据采集卡，最后传输给计算机进行数据处理。

需要指出的是，上面所述只是用图解说明本实用新型高效毛细管电泳仪的一些原理。由于对相同技术领域的普通技术人员来说是很容易在此基础上进行若干修改和改动的，因此本说明书并非是要将本实用新型高效毛细管电泳仪局限在所示和所述的具体结构和适用范围内，故凡是所有可能被利用的相应修改以及等同物，均属于本实用新型所申请的专利范围。

Claims (5)

1、高效毛细管电泳仪，由毛细管电泳装置、荧光检测器和光源系统构成，所述毛细管电泳装置包括有毛细管(12)，所述光源系统包括有激发光源(31)，其特征在于：所述光源系统还包括有从毛细管(12)的检测端口伸入至检测窗口(14)部位的光导纤维(33)，激发光源(31)所产生的激发光由该光导纤维(33)引入至其内端，照射在检测窗口(14)实现待测物质荧光激发。

2、如权利要求1所述的高效毛细管电泳仪，其特征在于：所述激发光源(31)采用的是高亮度发光二极管。

3、如权利要求2所述的高效毛细管电泳仪，其特征在于：所述激发光源(31)与光导纤维(33)的外端之间设置有聚焦装置(32)。

4、如权利要求3所述的高效毛细管电泳仪，其特征在于：所述聚焦装置(32)采用的是显微物镜。

5、如权利要求3所述的高效毛细管电泳仪，其特征在于：所述激发光源(31)、聚焦装置(32)和光导纤维(33)的外端共轴安装在暗盒(34)内。

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