專利名稱：毛細管電泳電化學發(fā)光檢測裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及毛細管電泳電化學發(fā)光檢測裝置。
背景技術：
毛細管電泳是一種高效的分離方法，其分析對象涵蓋從無機離子到生物大分 子等廣闊領域，且該方法具有快速、樣品消耗量少(納升級)、自動化程度高等特點，在 基礎科學研究和常規(guī)檢測等方面都有著廣泛的應用(Dolnik V.，Liu S.，Jovanovich St. Electrophoresis 2000，21，41-54)。毛細管電泳進樣量少的特點使得與其匹配的檢測 方法必須具有很高的靈敏度。目前傳統儀器在通過毛細管電泳分離后所使用的檢測手段 主要為紫外吸收法和熒光方法。紫外吸收法靈敏度較低，難以適應目前對痕量物質高靈敏 度檢測的要求；熒光方法特別是激光誘導熒光法靈敏度高，但絕大多數物質自身無熒光信 號，需要進行衍生后再進行分析，操作流程復雜，使用和維護成本高(Swirme y K.，Bornhop D.J.Electrophoresis 2000，21，1239-1250)。電化學發(fā)光方法是最近發(fā)展起來的一種新型的分析方法，具有靈敏度高，選擇性 好，抗干擾的特點。目前，電化學發(fā)光方法應用最廣泛的是三聯吡啶釕(Ru(bpy)32+)體系，其 檢測原理如下Ru (bpy) 32+經工作電極被電化學氧化成一不穩(wěn)定的氧化態(tài)Ru (bpy) 33+，該氧 化態(tài)物質與被測物相互作用，在該過程中Ru (bpy) 33+被還原，形成激發(fā)態(tài)Ru (bpy) 32+*,該激 發(fā)態(tài)立即回遷至基態(tài)Ru (bpy) 32+，并釋放出光子，此光信號的強度與被測物的濃度呈線性關 系。Ru (bpy) 32+在電極和被測物的作用下循環(huán)參與反應，反復產生光子，因而在該過程中發(fā) 光效率高，在實際應用中可以提供很高的檢測靈敏度(KnightA. W. TrendsAnal. Chem. 1999， 18，47-62)。近年來，研究人員開始探索電化學發(fā)光方法在毛細管電泳中的應用(Forbes，
G.A. , Nieman, Τ. Α. , Sweedler, J. V. , Anal. Chim. Acta 1997,347, 289-293 ；Hendrickson,
H.P. , Anderson, P. , Wang, Χ. , Pittman, Ζ. , Bobbitt, D. R. , Microchem. J. 2000,65, 189-195.)，但是目前尚未提出一種結構明確的，可以將毛細管電泳的高效分離能力和電化 學發(fā)光的高靈敏度檢測能力結合在一起的檢測裝置。
發(fā)明內容本實用新型所要解決的問題是克服傳統儀器檢測靈敏度低、操作流程復雜以及維 護成本高的缺點，將毛細管電泳的高效分離能力和電化學發(fā)光的高靈敏檢測能力有機結 合，進而提供一種毛細管電泳的電化學發(fā)光檢測裝置。一種毛細管電泳的電化學發(fā)光檢測裝置，其特征在于，毛細管電泳的電化學發(fā)光 檢測裝置由由電泳高壓電源1、分離毛細管2、換樣裝置3、恒電位裝置4、檢測池5、發(fā)光檢測 裝置6、數據采集分析系統7和計算機組成；其中，換樣裝置3包括緩沖液池31和至少一個樣品液池32，并有一個切換裝置 33，切換裝置33根據樣品進樣或電泳分離檢測，將分離毛細管2進樣一端連同高壓輸出端在樣品液池32和緩沖液池31之間切換連接；樣品液池32中含有待分離檢測樣品和電化學 發(fā)光試劑Ru(bpy)32+的緩沖溶液，緩沖液池31中含有緩沖溶液；分離毛細管2另一端固定 于檢測池5 ；電泳高壓電源1經由樣品液池32或緩沖液池31及檢測池5將高壓施加于分離 毛細管2兩端；檢測池5為柱端電化學發(fā)光檢測池、離柱電化學發(fā)光檢測池或其它結構的毛 細管電泳電化學發(fā)光檢測池，其中包括由工作電極、參比電極及對電極組成的三電極體系， 參比電極為Ag/AgCl電極，工作電極是鉬或碳材料或是金，對電極是鉬或是金電極，該三電 極體系與恒電位裝置4相連；恒電位裝置4向所述的三電極體系提供預設的恒定電壓，激發(fā) 電化學發(fā)光試劑Ru (bpy) 32+，采集電泳電流、恒電位儀電化學電流，所記錄的電化學信號為 毛細管電泳_電化學檢測的譜圖；發(fā)光窗61嵌于發(fā)光檢測裝置6上表面，檢測池5置于發(fā) 光窗61的正面上部；所述的發(fā)光窗61為圓形的石英玻璃，直徑為5厘米，厚度為0. 5厘米； 檢測池5中電化學發(fā)光試劑Ru (bpy) 32+受到激發(fā)產生的光信號經發(fā)光窗61到達發(fā)光檢測裝 置6 ；發(fā)光檢測裝置6檢測，記錄電化學發(fā)光信號，即為毛細管電泳_電化學發(fā)光檢測的譜 圖；所述的發(fā)光檢測裝置6為光電轉換器件，其為光電倍增管、電荷耦合器件檢測器或光電 二極管；上述采集的信號經數據采集分析系統7的模/數轉換器轉換成數字信號，傳送至計 算機生成相應的數據文件；計算機內存儲有操作程序和用于檢測的參數，并與高壓電源1、 恒電位裝置4、發(fā)光檢測裝置6的控制端口和數據采集系統7分別連接進行控制并完成相應 的數據采集、傳輸與分析；計算機為臺式或便攜式電腦，其所使用的程序在C++BUilder平 臺上開發(fā)，亦可使用其他工具開發(fā)。本實用新型提供的毛細管電泳電化學發(fā)光檢測裝置的操作流程如下在計算機上按操作程序，設置高壓電源1、恒電位裝置4、發(fā)光檢測裝置6的工作參 數并運行；高壓電源1將高壓施加于檢測池5及換樣裝置3中的樣品液池32端，進行電動 進樣；完成之后暫停施加高壓，操作換樣裝置3將毛細管進樣端及高壓輸出端切換至緩沖 液池31，此時再于緩沖液池31和檢測池5之間施加高壓，進行電泳分離，同時運行恒電位裝 置4和發(fā)光檢測裝置6，進行電化學發(fā)光的激發(fā)和光信號的檢測，記錄該發(fā)光信號，即為毛 細管電泳-電化學發(fā)光檢測的譜圖；也可同時采集電泳電流、恒電位儀電化學電流，所記錄 的電化學信號為毛細管電泳_電化學檢測的譜圖。所采集的信號經數據采集分析系統7的 模/數轉換器轉換成數字信號，傳送至計算機，記錄成相應的數據文件。有益效果本實用新型提供的毛細管電泳電化學發(fā)光檢測裝置，解決了傳統儀器 檢測靈敏度低、操作流程復雜以及維護成本高的缺點，將毛細管電泳的高效分離能力和電 化學發(fā)光的高靈敏檢測能力有機結合，進而提供一種毛細管電泳電化學發(fā)光檢測裝置。該 裝置操作簡便，噪音低和檢測靈敏度高(毛細管電泳分離電化學發(fā)光檢測貝母乙素的檢測 限為10_8mol/L)，在使用過程中無需進行衍生，可實現對草酸、氨基酸、生物胺、胺類藥物及 生物大分子的毛細管電泳分離和電化學發(fā)光檢測，而且在進行發(fā)光檢測的同時能獲得被測 物的電化學信號。本實用新型提供的毛細管電泳電化學發(fā)光檢測裝置中電泳高壓電源1、恒電位儀 4、發(fā)光檢測裝置6亦可單獨使用，分別用于獨立的毛細管電泳、電化學檢測和化學發(fā)光檢 測，實現一機多用。[0012]
圖1為本實用新型提供的毛細管電泳電化學發(fā)光檢測裝置的結構示意圖。圖2為本實用新型提供的毛細管電泳電化學發(fā)光檢測裝置的毛細管電泳-電化學 發(fā)光同時檢測兩種臨床藥物普魯卡因和利多卡因混合樣的電泳譜圖，兩峰信號依次分別為 0. 8mmol/L的普魯卡因和0. 4mmol/L利多卡因。
具體實施方式
實施例1如圖1所示，一種毛細管電泳的電化學發(fā)光檢測裝置，其特征在于，毛細管電泳的 電化學發(fā)光檢測裝置由由電泳高壓電源1、分離毛細管2、換樣裝置3、恒電位裝置4、檢測池 5、發(fā)光檢測裝置6、數據采集分析系統7和計算機組成；其中，換樣裝置3包括緩沖液池31和至少一個樣品液池32，并有一個切換裝置 33，切換裝置33根據樣品進樣或電泳分離檢測，將分離毛細管2進樣一端連同高壓輸出端 在樣品液池32和緩沖液池31之間切換連接；樣品液池32中含有待分離檢測樣品和電化學 發(fā)光試劑Ru(bpy)32+的緩沖溶液，緩沖液池31中含有緩沖溶液；分離毛細管2另一端固定 于檢測池5 ；電泳高壓電源1經由樣品液池32或緩沖液池31及檢測池5將高壓施加于分離 毛細管2兩端；檢測池5為柱端電化學發(fā)光檢測池、離柱電化學發(fā)光檢測池或其它結構的毛 細管電泳電化學發(fā)光檢測池，其中包括由工作電極、參比電極及對電極組成的三電極體系， 參比電極為Ag/AgCl電極，工作電極是鉬或碳材料或是金，對電極是鉬或是金電極，該三電 極體系與恒電位裝置4相連；恒電位裝置4向所述的三電極體系提供預設的恒定電壓，激發(fā) 電化學發(fā)光試劑Ru (bpy) 32+，采集電泳電流、恒電位儀電化學電流，所記錄的電化學信號為 毛細管電泳_電化學檢測的譜圖；發(fā)光窗61嵌于發(fā)光檢測裝置6上表面，檢測池5置于發(fā) 光窗61的正面上部；所述的發(fā)光窗61為圓形的石英玻璃，直徑為5厘米，厚度為0. 5厘米； 檢測池5中電化學發(fā)光試劑Ru (bpy) 32+受到激發(fā)產生的光信號經發(fā)光窗61到達發(fā)光檢測裝 置6 ；發(fā)光檢測裝置6檢測，記錄電化學發(fā)光信號，即為毛細管電泳_電化學發(fā)光檢測的譜 圖；所述的發(fā)光檢測裝置6為光電轉換器件，其為光電倍增管、電荷耦合器件檢測器或光電 二極管；上述采集的信號經數據采集分析系統7的模/數轉換器轉換成數字信號，傳送至計 算機生成相應的數據文件；計算機內存儲有操作程序和用于檢測的參數，并與高壓電源1、 恒電位裝置4、發(fā)光檢測裝置6的控制端口和數據采集系統7分別連接進行控制并完成相應 的數據采集、傳輸與分析；計算機為臺式或便攜式電腦，其所使用的程序在C++BUilder平 臺上開發(fā)，亦可使用其他工具開發(fā)。本實用新型提供的毛細管電泳電化學發(fā)光裝置中電泳高壓電源1、恒電位儀4、發(fā) 光檢測裝置6亦可單獨使用，分別用于獨立的毛細管電泳、電化學檢測和化學發(fā)光檢測，實 現一機多用。本實用新型提供的毛細管電泳電化學發(fā)光檢測裝置的操作流程如下在計算機上按操作程序，設置高壓電源1、恒電位裝置4、發(fā)光檢測裝置6的工作參 數并運行；高壓電源1將高壓施加于檢測池5及換樣裝置3中的樣品液池32端，進行電動 進樣；完成之后暫停施加高壓，操作換樣裝置3將毛細管進樣端及高壓輸出端切換至緩沖 液池31，此時再于緩沖液池31和檢測池5之間施加高壓，進行電泳分離，同時運行恒電位裝置4和發(fā)光檢測裝置6，進行電化學發(fā)光的激發(fā)和光信號的檢測，記錄該發(fā)光信號，即為毛 細管電泳-電化學發(fā)光檢測的譜圖；也可同時采集電泳電流、恒電位儀電化學電流，所記錄 的電化學信號為毛細管電泳_電化學檢測的譜圖。所采集的信號經數據采集分析系統7的 模/數轉換器轉換成數字信號，傳送至計算機，記錄成相應的數據文件。 如圖2所示，本實用 新型提供的毛細管電泳電化學發(fā)光檢測裝置的毛細管電 泳_電化學發(fā)光同時檢測的兩種臨床藥物普魯卡因和利多卡因混合樣的電泳譜圖，兩峰信 號依次分別為0. 8mmol/L普魯卡因和0. 4mmol/L利多卡因。實驗條件為50cm長25微米 內徑石英毛細管，緩沖液為lOmmol/L的磷酸鹽(pH = 7. 5)，施加12kV高壓10秒鐘電動進 樣，分離高壓15kV，檢測池中為三聯吡啶釕2mmol/L，磷酸鹽80mmol/L(pH = 7. 5)恒電位儀 輸出電位1.2V，發(fā)光檢測器為光電倍增管，工作時施加負高壓800V。
權利要求一種毛細管電泳電化學發(fā)光檢測裝置，其特征在于，毛細管電泳電化學發(fā)光檢測裝置由電泳高壓電源(1)、分離毛細管(2)、換樣裝置(3)、恒電位裝置(4)、檢測池(5)、發(fā)光檢測裝置(6)、數據采集分析系統(7)和計算機組成；其中，換樣裝置(3)包括緩沖液池(31)和至少一個樣品液池(32)，并有一個切換裝置(33)，切換裝置(33)根據樣品進樣或電泳分離檢測，將分離毛細管(2)進樣一端連同高壓輸出端在樣品液池(32)和緩沖液池(31)之間切換連接；分離毛細管(2)另一端固定于檢測池(5)；電泳高壓電源(1)經由樣品液池(32)或緩沖液池(31)及檢測池(5)將高壓施加于分離毛細管(2)兩端；檢測池(5)為柱端電化學發(fā)光檢測池、離柱電化學發(fā)光檢測池或其它結構的毛細管電泳電化學發(fā)光檢測池，其中包括由工作電極、參比電極及對電極組成的三電極體系，參比電極為Ag/AgCl電極，工作電極是鉑或碳材料或是金，對電極是鉑或是金電極，該三電極體系與恒電位裝置(4)相連；恒電位裝置(4)向所述的三電極體系提供預設的恒定電壓，激發(fā)電化學發(fā)光試劑Ru(bpy)32+，采集電泳電流、恒電位儀電化學電流，所記錄的電化學信號為毛細管電泳 電化學檢測的譜圖；發(fā)光窗(61)嵌于發(fā)光檢測裝置(6)上表面，檢測池(5)置于發(fā)光窗(61)的正面上部；所述的發(fā)光窗(61)為圓形的石英玻璃，直徑為5厘米，厚度為0.5厘米；檢測池(5)中電化學發(fā)光試劑Ru(bpy)32+受到激發(fā)產生的光信號經發(fā)光窗(61)到達發(fā)光檢測裝置(6)；發(fā)光檢測裝置(6)檢測，記錄電化學發(fā)光信號，得到毛細管電泳 電化學發(fā)光檢測的譜圖；所述的發(fā)光檢測裝置(6)為光電轉換器件，其為光電倍增管、電荷耦合器件檢測器或光電二極管；上述采集的信號經數據采集分析系統(7)的模/數轉換器轉換成數字信號，傳送至計算機生成相應的數據文件；計算機內存儲有操作程序和用于檢測的參數，并與高壓電源(1)、恒電位裝置(4)、發(fā)光檢測裝置(6)的控制端口和數據采集系統(7)分別連接進行控制并完成相應的數據采集、傳輸與分析；計算機為臺式或便攜式電腦。
專利摘要本實用新型公開了一種毛細管電泳電化學發(fā)光檢測裝置，其由電泳高壓電源、分離毛細管、換樣裝置、恒電位裝置、檢測池、發(fā)光檢測裝置、數據采集分析系統、計算機組成。通過計算機控制各部分按預設的次序工作，完成進樣、電泳分離、電化學發(fā)光檢測等一系列步驟，并對檢測信號進行采集和記錄。該裝置操作簡便，噪音低和靈敏度高，可以同時獲得毛細管電泳分離信息、電化學信息以及電化學發(fā)光強度信息，可以實現對具有電化學發(fā)光活性的物質的快速分離及高靈敏度檢測。本實用新型提供的毛細管電泳電化學發(fā)光檢測裝置中電泳高壓電源1、恒電位裝置4、發(fā)光檢測裝置6亦可單獨使用，分別用于獨立的毛細管電泳、電化學檢測和化學發(fā)光檢測，實現一機多用。
文檔編號G01N21/66GK201707317SQ20102012933
公開日2011年1月12日 申請日期2010年3月12日 優(yōu)先權日2010年3月12日
發(fā)明者嚴吉林, 劉繼鋒, 周起設, 曹衛(wèi)東, 楊秀榮, 汪爾康, 董紹俊 申請人:中國科學院長春應用化學研究所