專利名稱：微柱分析熒光檢測中的光激發(fā)組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及檢測分析儀器，特別涉及一種主要適用于藥物臨床和生命 科學(xué)等領(lǐng)域中的微量樣品微柱分析熒光檢測中的光激發(fā)組件。
背景技術(shù)：
為適應(yīng)分析儀器微型化的發(fā)展趨勢，高靈敏度的檢測方法一直是分析 化學(xué)研究的重要內(nèi)容，因此提高檢測器的靈敏度已成為微柱分離技術(shù)實(shí)用 化的關(guān)鍵問題。由于微柱的內(nèi)徑很小(一般為幾十至幾百微米)，柱上檢 測窗口的體積僅為幾至幾百納升，常規(guī)的紫外光度檢測法不能滿足檢測的 高靈敏度要求。熒光檢測法作為 一種新型的高靈敏度檢測方式近年來得到 了快速發(fā)展和廣泛的應(yīng)用，是迄今為止靈敏度最高的光學(xué)檢測方法之一，其對熒光物質(zhì)的檢測限可以達(dá)到zmol數(shù)量級，但激光誘導(dǎo)熒光檢測器中 所用激光光源一般使用氬離子激光器(488 nm)、氦-氖激光器(594 nm), 氦-鎘激光器(325 nm)因壽命較短使用較少。由于氣體激光器，存在光源 體積大、能耗和成本高等缺點(diǎn)，限制了LIF的推廣應(yīng)用。半導(dǎo)體二極管激光和LED誘導(dǎo)焚光檢測具有成本低、操作方便等優(yōu)點(diǎn) 被廣泛采用，特別是Xiao等提出了一種基于柱內(nèi)光纖引導(dǎo)激發(fā)光誘導(dǎo)熒 光檢測方法CE/ec^op/zoms7、 2006, 27(2), 461-467; ￡/e"rap/wm^, 2007, 28， 3105—3114; ￡/e"rap/zorem， 2007， 28, 233-242),利用這些方法在毛細(xì) 管電泳用于藥物和生物分析中得到了 一定的應(yīng)用Uwmfl/ o/ C7zra/w<3tograp/2_y j, 2006, 1123， 138-141; Jc"a/ C72rama/ograp/z_y 6， 2006， 833(2), 129-134; Jo翻a/ CVowatogra* B, 2007， 856, 245-251; Jowr憩/ P/ a，aceM"'ca/ A,o附Wca/爿，/戸i. 2007, 45, 362—366)。 本 申請人:在專利號為ZL200620034929. 7,公告號為CN2921831的實(shí)用新型 專利說明書中，公開了一種高效毛細(xì)管電泳儀，在該高效毛細(xì)管電泳儀中 采用了從毛細(xì)管的檢測端口伸入至檢測窗口部位的光導(dǎo)纖維，但使用的導(dǎo) 光纖維是圓柱形光纖，存在與激發(fā)光源耦合時(shí)的效率較低。特別是如果采用圓柱形光纖，那么我們只能選4奪外徑比毛細(xì)管內(nèi)徑略小的光纖才能順利 插入管內(nèi)實(shí)現(xiàn)導(dǎo)光，但太細(xì)的光纖較難與光源很好耦合，即使在光源后采 用顯微鏡進(jìn)行聚焦，聚焦后的光斑大小也可能超過所選光纖的橫截面積， 這就會出現(xiàn)光耦合不完全，從而影響導(dǎo)光及焚光的激發(fā)效率。因此，如何 能獲得較高效率的激發(fā)光來實(shí)施柱內(nèi)熒光檢測，同時(shí)提高儀器的穩(wěn)定性、 靈敏度卻是我們需要進(jìn)一步解決的問題。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種微柱分析熒光檢測中的光激 發(fā)組件，該光激發(fā)組件不僅具有更高的激發(fā)光傳導(dǎo)效率，而且調(diào)對光源更 為方便。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是本發(fā)明的微柱分析焚光 檢測中的光激發(fā)組件，包括激發(fā)光源、光導(dǎo)纖維和分離微柱，該光導(dǎo)纖維 的前端與激發(fā)光源耦合，而其后端則伸入至分離微柱的檢測窗口，其特征 是所述光導(dǎo)纖維具有由前至后直徑逐漸減小形成的錐形段。在采取上述技術(shù)方案后，由于前部截面呈錐形的光導(dǎo)纖維能更為有效 地與激發(fā)光源耦合，因此具有更高的激發(fā)光傳導(dǎo)效率，從而有利于提高檢 測靈敏度和準(zhǔn)確性；該光導(dǎo)纖維前端的截面尺寸相對于圓柱形光導(dǎo)纖維的 截面尺寸大許多，使調(diào)對光源更為方便。作為對上述技術(shù)方案的進(jìn)一步優(yōu)化，為使光纖的后端能更方便的伸入 至分離微柱的檢測窗口 ，以更好地適應(yīng)各種分離微柱的不同檢測窗口位 置，所述光導(dǎo)纖維在錐形段后便于還具有縱向延伸的圓柱段。本發(fā)明的有益效果是，具有更高的激發(fā)光傳導(dǎo)效率，有利于提高檢測 靈敏度和準(zhǔn)確性；光學(xué)結(jié)構(gòu)簡單，體積小，調(diào)對激發(fā)光源方便；可與毛細(xì) 管電泳、毛細(xì)管液相色譜和流動注射等微柱分離系統(tǒng)聯(lián)用。


本說明書包括如下五幅附圖圖1是本發(fā)明微柱分析熒光檢測中的光激發(fā)組件的示意圖；圖2是本發(fā)明與傳統(tǒng)的圓柱形光纖在同一光源不同角度耦合條件下對同 一個(gè)樣品的熒光激發(fā)比較圖；圖3是分別采用本發(fā)明和傳統(tǒng)的圓柱形光纖來連接光源測定同一濃 度下維生素B2的電泳圖；圖4是以LED和二極管半導(dǎo)體激光器做激發(fā)光源，分別利用本發(fā)明 和傳統(tǒng)的圓柱光纖耦合和傳輸激發(fā)光時(shí)，對維生素B2測定得到的線性曲 線比較圖；圖5是以LED為激發(fā)光源對同一個(gè)樣品采用兩種激發(fā)模式而得到兩 者的毛細(xì)管電泳比較圖。圖中零部件、部位名稱及所對應(yīng)的標(biāo)記激發(fā)光源10、聚焦裝置20、 光導(dǎo)纖維30、錐形段31、圓柱段32、分離微柱40、檢測窗口41、熒光收集裝置50。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明。參照圖l，本發(fā)明的微柱分析熒光檢測中的光激發(fā)組件，包括激發(fā)光 源10、光導(dǎo)纖維30和分離^f敖柱40,該光導(dǎo)纖維30的前端與激發(fā)光源10 耦合，而其后端則伸入至分離微柱40的檢測窗口 41處。所述光導(dǎo)纖維30 具有由前至后直徑逐漸減小形成的錐形段31 。本發(fā)明中的光導(dǎo)纖維30的 錐底一端與激發(fā)光源耦合，而錐尖一端則插入分離微柱40內(nèi)直接激發(fā)試 樣熒光檢測。光導(dǎo)纖維30的錐底端的直徑通常可選定為0. 2 ~ 0. 3mm，相 對于通常采用的直徑為0. 04mm的圓柱形光導(dǎo)纖維，其耦合端截面尺寸增 大數(shù)倍，因此具有更高的激發(fā)光傳導(dǎo)效率，而且能顯著地提高靈敏度、增 強(qiáng)穩(wěn)定性，而且使調(diào)對光源更為方便。由于光導(dǎo)纖維30具有較大直徑的錐底端，在與光源耦合時(shí)，能較大 程度地讓更多的光進(jìn)入到光導(dǎo)纖維的內(nèi)部，即使通過聚焦后有較大的光 斑，也能保證整個(gè)光斑落入到光導(dǎo)纖維的錐底端，實(shí)現(xiàn)較大耦合效率。另 外，本發(fā)明采用的錐形光導(dǎo)纖維的錐形段具有近似的"聚焦功能"，即使 取消聚焦裝置20,也能達(dá)到圓柱形光導(dǎo)纖維采用聚焦裝置相當(dāng)?shù)姆俟饧?發(fā)效果。作為本發(fā)明的一種優(yōu)選實(shí)施方式，為使光纖的后端能更方便的伸入至分離微柱的檢測窗口 41 ，以更好地適應(yīng)各種分離微柱的不同檢測窗口位 置。參照圖l，所述光導(dǎo)纖維30在錐形段31后還具有縱向延伸的圓柱段 32。檢測窗口 41的熒光收集裝置50的光路與激發(fā)光路相垂直。通常，所 述光導(dǎo)纖維30的前端與激發(fā)光源10之間還設(shè)置有聚焦裝置20。圖2是本發(fā)明與傳統(tǒng)的圓柱形光纖在同一光源不同角度耦合條件下 對同 一個(gè)樣品的熒光激發(fā)比較圖，即分別用本發(fā)明中的錐形光纖和圓柱形 光纖連接激發(fā)光源，在同一水平面上改變激發(fā)光源的入射角(0~180。)， 所得到的激發(fā)熒光的如圖所示，從圖中可看出采用錐形光纖(TOF)連接 光源所得到的熒光強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)的大于用傳統(tǒng)的圓柱光纖(COF )和光源耦合 時(shí)所得到的熒光強(qiáng)度。另外光源和光纖軸線的入射角在-20 ~ 20°之間變換 對錐形光纖的導(dǎo)光強(qiáng)度都沒多大影響，但對傳統(tǒng)的圓柱形光纖導(dǎo)光強(qiáng)度的 影響較大。本發(fā)明中的錐形光纖來耦合激發(fā)光源不僅能獲得較高的激發(fā)光 而且使得儀器的穩(wěn)定性能得到了很大的提高。圖3是分別采用本發(fā)明和傳統(tǒng)的圓柱形光纖來連接光源測定同一濃 度下(2.66xl(T6M)維生素B2的電泳圖。圖示測定結(jié)果比較可明顯看出 采用本發(fā)明中的錐形光纖耦合光源可以在很大程度上的提高儀器的靈敏 度。圖4是以LED和二極管半導(dǎo)體激光器做激發(fā)光源，分別利用本發(fā)明 中的錐形光纖和傳統(tǒng)的圓柱光纖耦合和傳輸激發(fā)光時(shí)，對維生素B"則定 得到的線性曲線的比較圖。從圖中可以看出，無論是以LED還是以激光 作激發(fā)光源，采用錐形光纖耦合和傳輸激發(fā)光時(shí)的線性斜率都高于采用圓 柱光纖耦合和傳輸激發(fā)光所得線性的斜率，也就是說采用錐形光纖可以得 到更高的靈敏度。從圖中還可以看出，如果以LED作激發(fā)光源采用錐形 光纖所得靈敏度，即可達(dá)到以激光作激發(fā)光源釆用圓柱光纖所得的靈敏 度，即兩者具有相當(dāng)?shù)臋z測下.限0.8nM。圖5是以LED為激發(fā)光源對同一個(gè)樣品采用兩種激發(fā)模式而得到兩 者的毛細(xì)管電泳比較圖。參照該圖不難發(fā)現(xiàn)，錐形光纖不僅能增強(qiáng)光的耦 合效率，同時(shí)還具有"聚光效應(yīng)"，即使激發(fā)光源發(fā)出的光不通過顯微物 鏡聚焦而直接用錐形光纖與其耦合，所得樣品的熒光激發(fā)強(qiáng)度也能達(dá)到采 用圓柱光纖結(jié)合顯微物鏡實(shí)現(xiàn)光耦合得到的效果。
權(quán)利要求
1.微柱分析熒光檢測中的光激發(fā)組件，包括激發(fā)光源(10)、光導(dǎo)纖維(30)和分離微柱(40)，該光導(dǎo)纖維(30)的前端與激發(fā)光源(10)耦合，而其后端則伸入至分離微柱(40)的檢測窗口，其特征是所述光導(dǎo)纖維(30)具有由前至后直徑逐漸減小形成的錐形段(31)。
2. 如權(quán)利要求1所述微柱分析熒光檢測中的光激發(fā)組件，其特征是: 所述光導(dǎo)纖維(30)在錐形段(31 )后還具有縱向延伸的圓柱段(32)。
3. 如權(quán)利要求2所述微柱分析熒光檢測中的光激發(fā)組件，其特征是 所述錐形段(31 )錐底端的直徑為0. 2 ~ 0. 3mm，所述圓柱段(32 )的直徑 為0. 04 ~ 0. 08mm。
4. 如權(quán)利要求1、 2或3所述微柱分析熒光檢測中的光激發(fā)組件，其 特征是所述光導(dǎo)纖維(30)的前端與激發(fā)光源(10)之間設(shè)置有聚焦裝 置(20 )。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種微柱分析熒光檢測中的光激發(fā)組件，涉及一種主要適用于藥物臨床和生命科學(xué)等領(lǐng)域中對微量樣品進(jìn)行分析的儀器的組件。它包括激發(fā)光源(10)、光導(dǎo)纖維(30)和分離微柱(40)，該光導(dǎo)纖維(30)的前端與激發(fā)光源(10)耦合，而其后端則伸入至分離微柱(40)的檢測窗口，所述光導(dǎo)纖維(30)具有由前至后直徑逐漸減小形成的錐形段(31)。本發(fā)明的有益效果是，具有更高的激發(fā)光傳導(dǎo)效率，有利于提高檢測靈敏度和準(zhǔn)確性；光學(xué)結(jié)構(gòu)簡單，體積小，調(diào)對激發(fā)光源方便；可與毛細(xì)管電泳、毛細(xì)管液相色譜和流動注射等微柱分離系統(tǒng)聯(lián)用。
文檔編號G01N21/64GK101226149SQ20081004532
公開日2008年7月23日 申請日期2008年1月31日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月31日
發(fā)明者楊秀培, 丹 肖, 蔡明發(fā), 袁紅雁, 峰 霍 申請人:四川大學(xué)