專利名稱：用于液體中蛋白質(zhì)含量測定的熒光檢測裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于涉及一種檢測液體中蛋白質(zhì)含量的檢測裝置。
背景技術：
蛋白質(zhì)含量是評價牛奶重要質(zhì)量標準，目前常用的蛋白質(zhì)含量測定方法主要有凱 氏定氮法、吸光光度法、濁度法、熒光光度法，以及新發(fā)展起來的共振瑞利散射法、高效液相 色譜法、毛細管電泳分析法。目前檢測奶粉中蛋白質(zhì)的國際通行方法是凱氏定氮法，這種方 法檢測蛋白質(zhì)含量時，是先測總氮含量，再根據(jù)總氮含量推算蛋白質(zhì)含量。然而這種方法可 以通過人為添加化學物質(zhì)輕易地改變檢測結(jié)果，也因此國內(nèi)屢次發(fā)生牛奶制品的重大安全 事故。同時，該方法亦存在檢測步驟繁瑣、所需測定時間長、需要配備專門的儀器設備，難以 實現(xiàn)在牛奶的收集、運輸、加工、銷售等流通環(huán)節(jié)對其蛋白質(zhì)含量進行快速檢測。其他的測 定方法，亦存在檢測時間長、檢測設備價格高昂等缺點，不適合對牛奶中蛋白質(zhì)含量進行現(xiàn) 場快速、高效檢測。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是克服現(xiàn)有的蛋白質(zhì)檢測方法的弊端，提供一種直接針對液體 中蛋白質(zhì)含量進行檢測的檢測裝置。 為達到上述目的，本實用新型所采用的技術方案是一種用于液體中蛋白質(zhì)測定 的檢測裝置，它包括沿光路依次布置的 激發(fā)光源，用于激發(fā)待檢測的液態(tài)樣品中的蛋白質(zhì)與指示劑結(jié)合后所產(chǎn)生的熒光 物質(zhì)； 整形透鏡，用于將所述的激發(fā)光源發(fā)出的光束會聚或轉(zhuǎn)變成平行光； 樣品池，用于盛裝待檢測的液態(tài)樣品及作為指示劑與待測樣品的反應器皿； 信號接收裝置，用于接收上述樣品池中的熒光物質(zhì)在所述的激發(fā)光源的激發(fā)下所 發(fā)出的熒光； 該檢測裝置還包括信號處理系統(tǒng)，該信號處理系統(tǒng)與所述的信號接收裝置信號連
接，所述的信號處理系統(tǒng)用于將所述的信號接收裝置接收到的光強信號轉(zhuǎn)換為電信號，并
對該電信號進行處理并比較，計算得到所述的液態(tài)樣品中蛋白質(zhì)的含量信息； 所述的檢測裝置還包括旋轉(zhuǎn)盤和用于驅(qū)動所述的旋轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動的電機，所述的旋轉(zhuǎn)
盤上沿圓周方向均勻分布有N個凹槽，所述的樣品池置于所述的凹槽中，所述的N為2
100中的任意自然數(shù)。利用電機驅(qū)動旋轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動，就可以快速轉(zhuǎn)換樣品池，進而提高檢測的效率。 本實用新型的檢測過程如下首先，取少量液態(tài)樣品于樣品池中，該樣品池可以是 微量熒光比色皿，也可以采用石英、玻璃或透光塑料的比色皿；然后，向樣品池中加入定量 的指示劑，該指示劑選用本身無熒光的指示劑，該指示劑能夠與液體中的蛋白質(zhì)結(jié)合或發(fā) 生作用，形成熒光物質(zhì)；利用激發(fā)光源對該熒光物質(zhì)照射后，該熒光物質(zhì)會被激發(fā)，并產(chǎn)生
3一定強度的熒光，該熒光的強度與蛋白質(zhì)含量相關。通過信號接收裝置能夠測得熒光的光
強信息，經(jīng)信號處理系統(tǒng)分析計算后，就可以得到液態(tài)樣品中的蛋白質(zhì)含量。
本實用新型更進一步的技術方案是所述的激發(fā)光源為連續(xù)激發(fā)光源或脈沖激發(fā)光源。 進一步地說，所述的激發(fā)光源的發(fā)射波長為260 500nm。 更優(yōu)選地，所述的激發(fā)光源為激光光源、汞燈、鎢絲燈或LED光源。 更優(yōu)選地，所述的激發(fā)光源為LED光源，且所述的激發(fā)光源的功率為0. 08W 3W。 進一步地說，為提高入射光的能量和均勻性，所述的整形透鏡包括沿光路方向依
次設置的第一凸透鏡、狹縫以及第二凸透鏡，所述的狹縫位于所述的第二凸透鏡的焦點處
或焦點之外，狹縫能夠提高整形透鏡出射光的質(zhì)量，去除多余的雜光；而第二凸透鏡能夠?qū)?br>
經(jīng)過狹縫出射的光線會聚，進一步地說，整形透鏡的出射光束的大小以與樣品池大小合適為宜。 更優(yōu)地，所述的電機可以選用直流電機或步進電機，選用更優(yōu)地，步進電機的步距 角為[2ji/N];電機在每個檢測位置處可靜止1 4秒或以一定的角速度轉(zhuǎn)動，保證熒光物 質(zhì)被激發(fā)光源激發(fā)。 更優(yōu)地，所述的信號接收裝置位于所述的旋轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)動中心處，相應地，激發(fā)光源 和整形透鏡可以設置在旋轉(zhuǎn)盤的圓周外側(cè)；或者所述的信號接收裝置還可以位于所述的旋 轉(zhuǎn)盤的圓周外側(cè)，而激發(fā)光源和整形透鏡設置于旋轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)動中心處。 更優(yōu)地，為進一步減少激發(fā)光源對檢測結(jié)果的影響，所述的激發(fā)光源和整形透鏡 位于所述的樣品池正上方或正下方，這樣激發(fā)光源的入射方向與信號接收裝置的不在一條 直線上，降低激發(fā)光源的影響。 進一步地說，所述的檢測裝置還包括電路控制系統(tǒng)，所述的電路控制系統(tǒng)與所述 的激發(fā)光源、電機以及信號接收裝置電連接，電路控制系統(tǒng)用于控制和協(xié)調(diào)激發(fā)光源、電機 以及信號接收裝置的運行，或者電路控制系統(tǒng)用于控制激發(fā)光源、電機和信號接收裝置的頻率。 更優(yōu)地，為濾除激發(fā)光和外界雜散光對信號接收裝置的影響，更好的獲得熒光物
質(zhì)所發(fā)出的熒光的光強信息，所述的樣品池與所述的信號接收裝置之間還設置有濾光片，
該濾光片可選擇性透過熒光物質(zhì)所發(fā)出的熒光，而濾除激發(fā)光以及外界的雜散光。 進一步地說，所述的信號接收裝置的前側(cè)放置會聚透鏡。該會聚透鏡能夠?qū)晒?br>
物質(zhì)所發(fā)出的熒光會聚，從而便于信號接收器接收。 進一步地，所述的信號接收器為光電倍增管或光電二極管或光敏電阻或電荷耦合 器件或雪崩二極管。 進一步地，所述的液態(tài)樣品中含有單一的蛋白質(zhì)，如牛奶蛋白、禽蛋蛋白或植物蛋 白；或者所述的液態(tài)樣品為含有多種蛋白質(zhì)的混合物。 本實用新型利用液體中蛋白質(zhì)與指示劑結(jié)合后產(chǎn)成的熒光物質(zhì)受激發(fā)后能夠產(chǎn) 生熒光的特性，采用光電檢測裝置測量熒光光強，從而測定液體中的蛋白質(zhì)含量。本實用新 型與現(xiàn)有技術相比具有的優(yōu)點是本實用新型可用于檢測含單一蛋白質(zhì)或含多種蛋白質(zhì)的 液態(tài)樣品，如牛奶蛋白、禽蛋蛋白或植物蛋白。由于利用本實用新型進行檢測的液態(tài)樣品無 需預處理，因此其具有分析速度快、便于在線實時檢測的優(yōu)點，可滿足奶源地現(xiàn)場測量的要
4求，或者用于其他液態(tài)食品或飲料中蛋白質(zhì)含量的測量，本實用新型還可用于生化實驗室 或醫(yī)院檢驗科。
圖1是本實用新型的光路示意圖； 圖2是本實用新型的旋轉(zhuǎn)盤的立體圖； 圖3是本實用新型的激發(fā)光源從樣品池上方入射的示意圖。 其中1、激發(fā)光源；2、第一凸透鏡；3、濾波狹縫；4、第二凸透鏡；5、樣品池；6、濾 光片；7、會聚透鏡；8、信號接收裝置；9、旋轉(zhuǎn)盤；10、凹槽。
具體實施例
以下結(jié)合附圖對本實用新型進行詳細敘述。 如附圖1所示，本實用新型公開了一種檢測裝置，應用于液體中蛋白質(zhì)含量的檢 測，其主要是通過向液態(tài)樣品中添加指示劑，使指示劑與蛋白質(zhì)結(jié)合后產(chǎn)生的熒光物質(zhì)受 激發(fā)光，通過接收發(fā)光光強測定液態(tài)樣品中蛋白質(zhì)含量。
該檢測裝置包括沿光路依次布置的 激發(fā)光源l，用于激發(fā)待檢測的液態(tài)樣品中的蛋白質(zhì)與指示劑結(jié)合后的熒光物質(zhì)， 使之產(chǎn)生熒光，該激發(fā)光源1可以選擇連續(xù)激發(fā)的光源或脈沖式激發(fā)光源，脈沖式激發(fā)光 源即僅在對各液態(tài)樣品進行檢測時發(fā)光，脈沖式激發(fā)光源的好處是節(jié)能和減少入射光對信 號接收裝置8的影響，此外，激發(fā)光源1可選用激光光源、汞燈、鎢絲燈或LED光源，本實施 例中，激發(fā)光源1采用大功率的LED光源，其波長為360nm，功率為1W ; 整形透鏡，整形透鏡包括沿光路方向依次設置的第一凸透鏡2、狹縫3以及第二凸 透鏡4，狹縫3位于第二凸透鏡2的焦點處或焦點附近，激發(fā)光源1發(fā)出的光束經(jīng)過整形透 鏡后會聚出射，或者轉(zhuǎn)變成平行光出射； 樣品池5，樣品池5中裝有待檢測的液態(tài)樣品，樣品池5放置在旋轉(zhuǎn)盤9上，旋轉(zhuǎn)盤 9的下方設置有用于驅(qū)動旋轉(zhuǎn)盤9轉(zhuǎn)動的電機，其中，旋轉(zhuǎn)盤9上沿圓周方向均勻分布有N 個用于固定樣品池5的凹槽10， N為2 100中的任意自然數(shù)，優(yōu)選地N > 10。通過電機 帶動旋轉(zhuǎn)盤9轉(zhuǎn)動，可以快速實現(xiàn)多個待測的樣品池5之間的切換，從而提高檢測速度；該 電機可以采用連續(xù)運行或間隔運行的模式，只要保證每個樣品池5的檢測時間在1 4秒 左右時間，而熒光物質(zhì)可以被激發(fā)即可； 濾光片6，其不僅可以濾除激發(fā)光，而且可以去除外界的各種雜散光，減少激發(fā)光 和雜散光對檢測結(jié)果的影響； 信號接收裝置8，用于接收液態(tài)樣品中熒光物質(zhì)發(fā)出的熒光，信號接收裝置8包括 前放置一會聚透鏡7，該會聚透鏡7用于收集熒光信號，提高信號接收器的接收效率，信號 接收器可以選擇光電倍增管(PMT)或光電二極管或光敏電阻或電荷耦合器件或雪崩二極 管，本實施例中，該信號接收器采用Hamamatsu生產(chǎn)的光電倍增管H9656-20，其可以將熒光 光強靈敏地轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘枴?本實用新型的檢測裝置還包括信號處理系統(tǒng)和電路控制系統(tǒng)(圖中未顯示)，信 號處理系統(tǒng)用于將信號接收裝置8接收到的光強信號轉(zhuǎn)換為電信號，對該電信號進行處理并計算得到該熒光物質(zhì)的含量信息，進而得到液態(tài)樣品中蛋白質(zhì)的含量；電路控制系統(tǒng)與 激發(fā)光源1、電機以及信號接收裝置8電連接。 本實用新型的工作過程如下在樣品池5中，指示劑與檢測的牛奶樣品中的蛋白 質(zhì)發(fā)生結(jié)合，生成熒光物質(zhì)，激發(fā)光源1發(fā)出的光束經(jīng)過整形透鏡后轉(zhuǎn)換為會聚或平行光 束照射在液態(tài)樣品上，使熒光物質(zhì)得到激發(fā)并產(chǎn)生強烈的熒光，向各個方向發(fā)散的熒光，首 先經(jīng)過濾光片6濾除激發(fā)光和雜散光，再經(jīng)過會聚透鏡7將光束會聚到信號接收器上，通過 信號接收器將光強信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘?，并通過后繼電路的處理、計算得到液態(tài)樣品中的 蛋白質(zhì)的含量信息。 進一步地說，信號接收裝置8可以設置于旋轉(zhuǎn)盤9的轉(zhuǎn)動中心處，激發(fā)光源1和整 形透鏡位于旋轉(zhuǎn)盤9的圓周外側(cè)，并且激發(fā)光源1和整形透鏡位于信號接收裝置8到樣品 池5的連線的延長線上，即激發(fā)光源1、整形透鏡、樣品池5和信號接收裝置8均處于同一水 平高度；或者信號接收裝置還可以位于所述的旋轉(zhuǎn)盤的圓周外側(cè)，而激發(fā)光源和整形透鏡 設置于旋轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)動中心處。然而這樣，會有部分激發(fā)光源的出射光不經(jīng)過樣品池5直接 進入信號接收裝置，影響實際檢測結(jié)果。因此，在優(yōu)選實施例中所述的激發(fā)光源和整形透鏡 位于所述的樣品池正上方或正下方，這樣激發(fā)光源的與信號接收裝置不在一條直線上，就 可以降低激發(fā)光源的影響。 附圖3所示的為本實用新型優(yōu)選實施例，信號接收裝置8位于旋轉(zhuǎn)盤9的轉(zhuǎn)動中 心處，激發(fā)光源1和整形透鏡位于旋轉(zhuǎn)盤9的正上方(說明書中所述的上、下位置關系與附 圖3中的上、下位置關系相同)，樣品池5的上方具有口部，激發(fā)光源1在樣品池5的口部入 射，這樣激發(fā)光源1射出的光束就不會進入到信號接收器中，從而消除干擾。如圖3所示， 旋轉(zhuǎn)盤9上開設有36個用于安放樣品池5的凹槽10，這樣可以一次放置36個樣品，進行檢 測時，將需要進行檢測的樣品池5旋轉(zhuǎn)到檢測光路上，激發(fā)光源1發(fā)射激發(fā)光，信號接收器 獲取熒光的光強信息，就能對該樣品進行檢測。將旋轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)IO。就可以將下一個檢測樣 品池轉(zhuǎn)換到檢測光路上，進行檢測。 在本實用新型的檢測裝置中，激發(fā)光源1的激發(fā)頻率、旋轉(zhuǎn)盤9的旋轉(zhuǎn)角度和位 置、信號接收裝置8的檢測都是在電路控制系統(tǒng)的控制下協(xié)調(diào)進行的。因此，用戶只要將需 要檢測的液態(tài)樣品放于樣品池5內(nèi)，并放置在旋轉(zhuǎn)盤9上的凹槽10上，就能進行自動檢測， 因此操作非常方便。
權(quán)利要求一種用于液體中蛋白質(zhì)含量測定的熒光檢測裝置，其特征在于它包括沿光路依次布置的激發(fā)光源(1)，用于激發(fā)待檢測的液態(tài)樣品中的蛋白質(zhì)與指示劑結(jié)合后所產(chǎn)生的熒光物質(zhì)；整形透鏡，用于將所述的激發(fā)光源(1)發(fā)出的光束會聚或轉(zhuǎn)變成平行光；樣品池(5)，用于盛裝待檢測的液態(tài)樣品及作為指示劑與待測樣品的反應器皿；信號接收裝置(8)，用于接收上述樣品池(5)中的熒光物質(zhì)在所述的激發(fā)光源(1)的激發(fā)下所發(fā)出的熒光；該檢測裝置還包括信號處理系統(tǒng)，該信號處理系統(tǒng)與所述的信號接收裝置(8)信號連接，所述的信號處理系統(tǒng)用于將所述的信號接收裝置(8)接收到的光強信號轉(zhuǎn)換為電信號，并對該電信號進行處理并比較，計算得到所述的液態(tài)樣品中蛋白質(zhì)的含量信息；所述的檢測裝置還包括旋轉(zhuǎn)盤(9)和用于驅(qū)動所述的旋轉(zhuǎn)盤(9)轉(zhuǎn)動的電機，所述的旋轉(zhuǎn)盤(9)上沿圓周方向均勻分布有N個凹槽(10)，所述的樣品池(5)置于所述的凹槽(10)中，所述的N為2～100中的任意自然數(shù)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的用于液體中蛋白質(zhì)含量測定的熒光檢測裝置，其特征在于所述的激發(fā)光源(1)為連續(xù)激發(fā)光源或脈沖激發(fā)光源，所述的激發(fā)光源(1)的波長為260 500nm。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于液體中蛋白質(zhì)含量測定的熒光檢測裝置，其特征在于所述的整形透鏡包括沿光路方向依次設置的第一凸透鏡(2)、狹縫(3)以及第二凸透鏡(4)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于液體中蛋白質(zhì)含量測定的熒光檢測裝置，其特征在于所述的狹縫(3)位于所述的第二凸透鏡(4)的焦點處。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于液體中蛋白質(zhì)含量測定的熒光檢測裝置，其特征在于所述的電機為直流電機或步進電機。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于液體中蛋白質(zhì)含量測定的熒光檢測裝置，其特征在于所述的激發(fā)光源(1)和整形透鏡位于所述的樣品池(5)正上方或正下方。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于液體中蛋白質(zhì)含量測定的熒光檢測裝置，其特征在于所述的信號接收裝置(8)位于所述的旋轉(zhuǎn)盤(9)的轉(zhuǎn)動中心處，或者所述的信號接收裝置(8)位于所述的旋轉(zhuǎn)盤(9)的圓周外側(cè)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于液體中蛋白質(zhì)含量測定的熒光檢測裝置，其特征在于所述的檢測裝置還包括電路控制系統(tǒng)，所述的電路控制系統(tǒng)與所述的激發(fā)光源(1)、電機以及信號接收裝置(8)電連接。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于液體中蛋白質(zhì)含量測定的熒光檢測裝置，其特征在于所述的樣品池(5)與所述的信號接收裝置(8)之間還設置有濾光片(6)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于液體中蛋白質(zhì)含量測定的熒光檢測裝置，其特征在于所述的信號接收裝置(8)的前側(cè)還設置有會聚透鏡(7)。
專利摘要本實用新型公開了一種基于熒光技術快速測定液體樣品中蛋白質(zhì)含量的檢測裝置，它主要包括激發(fā)光源、整形透鏡、旋轉(zhuǎn)盤、樣品池、信號接收裝置、電路控制系統(tǒng)和信號處理系統(tǒng)，旋轉(zhuǎn)盤上沿圓周方向均勻分布有多個凹槽，樣品池置于凹槽中，轉(zhuǎn)動旋轉(zhuǎn)盤可對多個樣品進行連續(xù)檢測。首先，指示劑與檢測的液態(tài)樣品中的蛋白質(zhì)結(jié)合得到熒光物質(zhì)，熒光物質(zhì)經(jīng)激發(fā)后產(chǎn)生熒光，信號接收裝置接收到熒光信號后，將其送入信號處理系統(tǒng)轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘?，從而計算得到液態(tài)樣品中的蛋白質(zhì)的含量信息。本實用新型能夠?qū)σ簯B(tài)樣品中的蛋白質(zhì)含量實現(xiàn)連續(xù)、高效、快速的檢測，特別適用于液態(tài)牛奶蛋白質(zhì)的含量分析。
文檔編號G01N21/64GK201514380SQ20092017468
公開日2010年6月23日 申請日期2009年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月27日
發(fā)明者周明, 方慧, 李宛飛, 蘇文明, 顧唯兵 申請人:蘇州納凱科技有限公司