專利名稱：光波導(dǎo)干涉電泳檢測系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于分析儀器技術(shù)領(lǐng)域，主要是涉及到毛細(xì)管電泳分離物質(zhì)情況的檢測分析的一種光波導(dǎo)干涉電泳檢測系統(tǒng)及方法。
背景技術(shù)：
高效毛細(xì)管電泳是一種較新的分離技術(shù)。它與其他分離技術(shù)相比，具有高效、快速、進樣量少等優(yōu)點，宜于實現(xiàn)在進樣、分離、檢測到數(shù)據(jù)處理的全過程自動化。高效毛細(xì)管電泳的檢測方法有光學(xué)、質(zhì)譜、電化學(xué)和放射性同位素等，目前，高效毛細(xì)管電泳儀器的光學(xué)檢測器包括uV-Vis、熒光(主要指LIF)、化學(xué)發(fā)光、拉曼光譜、火焰光度檢測器(FPD)和其它以激光為光源的檢測器，如激光吸收、折射指數(shù)和激光光熱檢測器等。當(dāng)然每種檢測方法都有其缺點和局限性，比如uV-Vis的光路長度受到毛細(xì)管內(nèi)徑的約束，一般檢測限不低于10-8mol/L；對于化學(xué)發(fā)光、拉曼光譜、火焰光度檢測器(FPD)只是對特定的某些物質(zhì)有較好的效果。本發(fā)明與原有的檢測方法相比，不僅有檢測靈敏度高，體積小，價格低等優(yōu)點，同時這種檢測方法能將整個檢測部件集成到一個硅片上，實現(xiàn)了集成化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有的技術(shù)而提出來的一種光波導(dǎo)干涉電泳檢測系統(tǒng)及方法，以提高檢測的靈敏度，減小體積，降低制造成本。
本發(fā)明通過以下技術(shù)方案來加以實現(xiàn)這種光波導(dǎo)干涉電泳檢測系統(tǒng)主要是由半導(dǎo)體激光器、光波導(dǎo)、光電探測器和被檢測的毛細(xì)管電泳組成。分支光波導(dǎo)I和分支光波導(dǎo)II分別通過主干光波導(dǎo)連接在半導(dǎo)體激光器和光電探測器之間，其檢測方法是將半導(dǎo)體激光器發(fā)出來的激光分成兩束光，之后分別在兩個分支光波導(dǎo)中傳播，在其中一個分支光波導(dǎo)的某段中被加上要被檢測的毛細(xì)管電泳，當(dāng)光分別經(jīng)過兩個分支光波導(dǎo)之后在主干光波導(dǎo)中發(fā)生干涉，干涉光通過光電探測器被探測，由于通過毛細(xì)管電泳的物質(zhì)在隨時間變化即折射率發(fā)生變化，因此被光電探測器所探測到的光強隨時間發(fā)生明顯的變化，經(jīng)過計算機可以顯示其隨時間變化的光譜圖。
其中半導(dǎo)體激光器和光電探測器都可以利用現(xiàn)有的技術(shù)將其與光波導(dǎo)和毛細(xì)管電泳一起做在一個硅片上。
本發(fā)明提供的光波導(dǎo)干涉電泳檢測系統(tǒng)及檢測方法具有檢測信號隨毛細(xì)管電泳中情況的變化而變化明顯的特點，可以對毛細(xì)管電泳分離的情況隨時進行監(jiān)測，而且將整個檢測部件集成到一個硅片上，具有高靈敏度、體積小、無活動部件、集成化、成本低等特點。是一種比較好的毛細(xì)管電泳檢測方法，可廣泛應(yīng)用于生物分析化學(xué)、醫(yī)學(xué)分析化學(xué)等領(lǐng)域。


圖1是本發(fā)明的基本結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本系統(tǒng)在一種情況下的探測波形。
圖中1、半導(dǎo)體激光器2、分支光波導(dǎo)I 3、分支光波導(dǎo)II 4、光電探測器5、毛細(xì)管電泳6、主干光波導(dǎo)7、計算機。
具體實施例方式
以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的技術(shù)方案作進一步描述。
由圖1可知，本發(fā)明包括半導(dǎo)體激光器1、分支光波導(dǎo)I 2、分支光波導(dǎo)II 3、光電探測器4、被檢測的毛細(xì)管電泳5、主干光波導(dǎo)6和計算機7?？梢岳冒雽?dǎo)體微細(xì)加工技術(shù)將半導(dǎo)體激光器、光電探測器、光波導(dǎo)等一體化集成在同一個硅片上，使整個系統(tǒng)的體積達到很小，并且檢測方便，靈敏度高。由半導(dǎo)體激光器1發(fā)出來的激光被分成兩束光之后，分別在分支光波導(dǎo)I 2和分支光波導(dǎo)II 3中傳播，在其中一個分支光波導(dǎo)II 3的中段加上要被檢測的毛細(xì)管電泳5，毛細(xì)管中的個組分依次通過檢測點，見圖中的A點，當(dāng)光分別經(jīng)過兩個分支光波導(dǎo)之后在主干光波導(dǎo)6中發(fā)生干涉，干涉光通過光電探測器4被探測，則由于通過毛細(xì)管電泳的物質(zhì)在隨時間變化即折射率發(fā)生變化，因此被光電探測器所探測到的光強隨時間發(fā)生明顯的變化，經(jīng)過計算機7可以顯示其隨時間變化的光譜圖。
圖2就是顯示的通過本檢測系統(tǒng)在一種情況下的探測波形。橫軸X代表檢測時間，縱軸代表探測輸出強度。當(dāng)時間變化時，毛細(xì)管電泳各組分在毛細(xì)管中的位置將發(fā)生變化。因此分支光波導(dǎo)II中的光通過毛細(xì)管時，光程將隨時間發(fā)生變化。當(dāng)與通過分支光波導(dǎo)I的光在主干光波導(dǎo)中發(fā)生干涉時，由于其光程差發(fā)生變化，從而干涉光強將隨時間發(fā)生變化。光強的變化則會由光電探測器通過計算機反映出來，得到類似圖2的輸出圖形，通過對圖形的分析則會得到我們所想要知道的毛細(xì)管電泳中的物質(zhì)分布情況，達到檢測的目的。
權(quán)利要求
1.一種光波導(dǎo)干涉電泳檢測系統(tǒng)，包括半導(dǎo)體激光器(1)、分支光波導(dǎo)I(2)、分支光波導(dǎo)II(3)、光電探測器(4)、被檢測的毛細(xì)管電泳(5)和主干光波導(dǎo)(6)，分支光波導(dǎo)I(2)和分支光波導(dǎo)II(3)兩端分別通過主干光波導(dǎo)(6)連接在半導(dǎo)體激光器(1)和光電探測器(4)之間，半導(dǎo)體激光器(1)發(fā)出來的激光被分成兩束光之后，分別在分支光波導(dǎo)I(2)和分支光波導(dǎo)II(3)中傳播，在其中一個分支光波導(dǎo)的中被加上要被檢測的毛細(xì)管電泳(5)，當(dāng)光分別經(jīng)過兩個分支光波導(dǎo)I(2)和分支光波導(dǎo)II(3)之后在主干光波導(dǎo)(6)中發(fā)生干涉，干涉光通過光電探測器(4)被探測，光電探測器(4)的信號接入計算機，經(jīng)過計算機可以顯示其隨時間變化通過毛細(xì)管電泳的物質(zhì)在隨時間變化的光譜圖。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光波導(dǎo)干涉電泳檢測系統(tǒng)，其特征是，上述的半導(dǎo)體激光器(1)、分支光波導(dǎo)I(2)、分支光波導(dǎo)II(3)、光電探測器(4)、被檢測的毛細(xì)管電泳(5)和主干光波導(dǎo)(6)被共同集成在一塊硅片上。
3.一種光波導(dǎo)干涉電泳檢測方法，其特征在于該方法是將由半導(dǎo)體激光器發(fā)出來的激光分成兩束光，之后使其分別在兩分支光波導(dǎo)中傳播，并在其中一個光波導(dǎo)的中段加上要被檢測的毛細(xì)管電泳，當(dāng)光分別經(jīng)過兩個分支光波導(dǎo)之后在主干光波導(dǎo)中發(fā)生干涉，干涉光通過光電探測器被探測，則由于通過毛細(xì)管電泳的物質(zhì)在隨時間變化即折射率發(fā)生變化，因此被光電探測器所探測到的光強隨時間發(fā)生明顯的變化，作后經(jīng)過計算機即可顯示其隨時間變化的光譜圖。
全文摘要
本發(fā)明公開一種光波導(dǎo)干涉電泳檢測系統(tǒng)，包括半導(dǎo)體激光器、分支光波導(dǎo)I、分支光波導(dǎo)II、光電探測器、被檢測的毛細(xì)管電泳、主干光波導(dǎo)和計算機。它是利用半導(dǎo)體微細(xì)加工技術(shù)將半導(dǎo)體激光器、光電探測器、光波導(dǎo)等一體化集成在同一個硅片上。其檢測方法是先見半導(dǎo)體激光器發(fā)出來的激光分成兩束光，分別在兩對稱的分支光波導(dǎo)中傳播，并在其中一個光波導(dǎo)的某段中被加上要被檢測的毛細(xì)管電泳，當(dāng)光分別經(jīng)過兩個分支光波導(dǎo)之后在主干光波導(dǎo)中發(fā)生干涉，干涉光通過光電探測器被探測，經(jīng)過計算機可以顯示其隨時間變化的光譜圖。本系統(tǒng)具有高靈敏度、體積小、無活動部件、集成化、成本低等特點，可廣泛應(yīng)用于生物分析化學(xué)、醫(yī)學(xué)分析化學(xué)等領(lǐng)域。
文檔編號B01D57/02GK1834626SQ20061007084
公開日2006年9月20日 申請日期2006年3月14日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月27日
發(fā)明者陳剛, 溫志渝, 王建國 申請人:重慶大學(xué)