專利名稱：發(fā)光二極管誘導(dǎo)熒光微型檢測器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及檢測技術(shù)領(lǐng)域，是一種發(fā)光二極管誘導(dǎo)熒光檢測器。主要適用于生物、環(huán)境和食品監(jiān)測等領(lǐng)域中的痕量樣品檢測。
背景技術(shù)：
熒光檢測作為一種光致發(fā)光型檢測技術(shù)具有極高的靈敏度和良好的選擇性，在痕量樣品檢測中應(yīng)用極為廣泛。激發(fā)光源作為熒光檢測系統(tǒng)的關(guān)鍵部件，常常是該系統(tǒng)最昂貴的耗件之一。氣體放電燈和激光器是熒光檢測應(yīng)用最為廣泛的激發(fā)光源。但這種光源都存在尺寸大、能耗高和壽命短等缺點。發(fā)光二極管(LED)作為一種經(jīng)濟的微型光源近年來逐漸引起了人們的關(guān)注。概括的說發(fā)光二極管(LED)具有能耗低(可用電池供電)、輸出功率穩(wěn)定、體積小和極長的工作壽命(＞105小時)等優(yōu)點，非常適合于微型化的熒光檢測系統(tǒng)。目前已有很多關(guān)于發(fā)光二極管(LED)誘導(dǎo)熒光檢測的報道。在以前的報道中，熒光收集的媒介多采用透鏡。其主要缺點在于結(jié)構(gòu)復(fù)雜、光學(xué)校準(zhǔn)困難及系統(tǒng)體積大。另外，由于發(fā)光二極管(LED)屬于非相干型光源，其發(fā)射光束很難聚焦至和毛細管檢測池相適配的光斑，因此造成較大的背景噪聲。傳統(tǒng)的途徑是采用特殊透鏡(如梯度折射系數(shù)透鏡)實現(xiàn)對發(fā)光二極管(LED)光束的聚焦。另外，如果透鏡型發(fā)光二極管(LED)誘導(dǎo)熒光檢測器應(yīng)用于毛細管電泳(CE)，因熒光檢測器的光敏元件與毛細管檢測池的距離受焦距的限制相對較小，這樣毛細管電泳(CE)的操作高電壓有可能對檢測器產(chǎn)生很強的干擾。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種廉價、微型的熒光檢測器。
為達到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)解決方案是提供一種發(fā)光二極管誘導(dǎo)熒光檢測器，含有激發(fā)光源、校準(zhǔn)輔助平臺、濾光片、光電轉(zhuǎn)化器件和檢測池，該檢測器以光纖為熒光收集及傳輸媒介；激發(fā)光路、光纖和毛細管檢測池三者相互垂直，且通過校準(zhǔn)輔助平臺實現(xiàn)自然校準(zhǔn)。
所述的發(fā)光二極管誘導(dǎo)熒光檢測器，其所述光纖一端順序連接濾光片和光電轉(zhuǎn)化器件，光纖另一端和毛細管檢測池同在校準(zhǔn)輔助平臺正面，且于平面上相互垂直，其相互垂直的交點處有一孔光闌，該光闌位于校準(zhǔn)輔助平臺的垂直中心軸上；激發(fā)光源位于校準(zhǔn)輔助平臺背面下方，且處于校準(zhǔn)輔助平臺的垂直中心軸上。
所述的發(fā)光二極管誘導(dǎo)熒光檢測器，其所述檢測池為毛細管柱上檢測池。
所述的發(fā)光二極管誘導(dǎo)熒光檢測器，其所述校準(zhǔn)輔助平臺為硬質(zhì)平面板。
所述的發(fā)光二極管誘導(dǎo)熒光檢測器，其特征在于所述激發(fā)光源為發(fā)光二極管。
所述的發(fā)光二極管誘導(dǎo)熒光檢測器，其所述激發(fā)光源為發(fā)光二極管及相應(yīng)的透鏡準(zhǔn)直系統(tǒng)，發(fā)光二極管和相應(yīng)的透鏡準(zhǔn)直系統(tǒng)都處于校準(zhǔn)輔助平臺的垂直中心軸上，透鏡準(zhǔn)直系統(tǒng)位于發(fā)光二極管和校準(zhǔn)輔助平臺之間，將發(fā)光二極管所發(fā)的光聚焦于光闌。
所述的發(fā)光二極管誘導(dǎo)熒光檢測器，其所述校準(zhǔn)輔助平臺正面設(shè)有十字形V槽，其十字形V槽的中心點為孔光闌，毛細管檢測池嵌于V槽中，且遮蓋孔光闌，至少有一根光纖的前端部嵌于毛細管檢測池垂直一側(cè)的V槽中。
所述的發(fā)光二極管誘導(dǎo)熒光檢測器，其所述光電轉(zhuǎn)化器件為光電倍增管、或光電池、或光電二極管或電荷耦合器件。
所述的發(fā)光二極管誘導(dǎo)熒光檢測器，其所述透鏡準(zhǔn)直系統(tǒng)，至少包括一片雙凸透鏡。
所述的發(fā)光二極管誘導(dǎo)熒光檢測器，其所述毛細管檢測池嵌于V槽中，使激發(fā)光源的光斑或光焦點聚于毛細管檢測池的中心軸上。
所述的發(fā)光二極管誘導(dǎo)熒光檢測器，其所述光纖為兩根，其前端部分別嵌于毛細管檢測池兩側(cè)的V槽中。
所述的發(fā)光二極管誘導(dǎo)熒光檢測器，可以方便的與毛細管電泳、毛細管液相色譜或流動注射的液流型流動分析系統(tǒng)在線聯(lián)用。
本發(fā)明以光纖為熒光收集及傳輸媒介、激發(fā)光源和光纖通過光纖校準(zhǔn)輔助平臺實現(xiàn)自然校準(zhǔn)；激發(fā)光路和熒光收集光路相互垂直，即成正交式光學(xué)結(jié)構(gòu)。該檢測器通過毛細管柱上檢測池、可以和毛細管電泳、毛細管液相色譜、流動注射、芯片電泳等流動分析系統(tǒng)在線聯(lián)用。


圖1為本發(fā)明發(fā)光二極管誘導(dǎo)熒光微型檢測器的基本結(jié)構(gòu)示意圖；圖2A為光學(xué)校準(zhǔn)輔助平臺正視圖；圖2B為光學(xué)校準(zhǔn)輔助平臺側(cè)視圖；圖3為本發(fā)明發(fā)光二極管誘導(dǎo)熒光微型檢測器一毛細管電泳裝置圖；圖4為本發(fā)明發(fā)光二極管誘導(dǎo)熒光微型檢測器的電泳譜圖。
具體實施例本發(fā)明提供了一種光纖型發(fā)光二極管誘導(dǎo)熒光檢測器100。如圖1所示，主要由激發(fā)光源1、透鏡2、校準(zhǔn)輔助平臺10、濾光片6、光電轉(zhuǎn)化器件7和檢測池4等部分組成。
該檢測器100采用發(fā)光二極管1為激發(fā)光源。其光束經(jīng)準(zhǔn)直后經(jīng)光闌3限束后聚焦至毛細管檢測池4內(nèi)。樣品發(fā)出的熒光由光纖5收集并傳輸?shù)浇K端光電轉(zhuǎn)化器件7轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的電信號。其中，發(fā)光二極管(LED)1、毛細管檢測池4和光纖5之間相互垂直。它們?nèi)咧g的位置校準(zhǔn)通過一校準(zhǔn)輔助平臺10完成。為確保發(fā)光二極管(LED)1聚焦光斑和毛細管檢測池4相適配，該校準(zhǔn)輔助平臺10通過一光闌3實現(xiàn)，這樣就可以避免使用昂貴的特殊透鏡。光闌3直接制作在校準(zhǔn)輔助平臺10上。見圖2所示，該校準(zhǔn)輔助平臺10特征是其上刻有相互垂直的V型槽10a的硬質(zhì)平面板，圖2-A為光學(xué)校準(zhǔn)輔助平臺正視圖，圖2-B為光學(xué)校準(zhǔn)輔助平臺側(cè)視圖。光闌3位于V型槽10a交叉處正中心。光纖5和毛細管檢測池4分別垂直放置在校準(zhǔn)輔助平臺10的V型槽10a內(nèi)；該校準(zhǔn)輔助平臺10可實現(xiàn)對發(fā)光二極管(LED)1聚焦光斑、毛細管檢測池4和光纖5的自然校準(zhǔn)。
上述光電轉(zhuǎn)化器件7為光電倍增管(PMT)、光電池、光電二極管或電荷耦合器件(CCD)。
上述檢測池4為毛細管柱上檢測池。
本發(fā)明的檢測器100結(jié)合相應(yīng)的檢測池4，可以方便的與毛細管電泳、毛細管液相色譜、流動注射等液流型流動分析系統(tǒng)在線聯(lián)用。
本發(fā)明發(fā)光二極管誘導(dǎo)熒光檢測器100-毛細管電泳聯(lián)用測試熒光素，其電泳裝置，如圖3所示。其中，一熔融石英毛細管(即毛細管檢測池)4兩端分別浸入兩電解槽8、8a內(nèi)，兩電解槽8、8a內(nèi)有緩沖溶液，電解槽8內(nèi)設(shè)有正鉑電極9，電解槽8a內(nèi)設(shè)有負鉑電極9a，鉑電極9a接地。發(fā)光二極管誘導(dǎo)熒光檢測器100的校準(zhǔn)輔助平臺10對準(zhǔn)石英毛細管4的中段適當(dāng)部位，使發(fā)光二極管(LED)1發(fā)出的光束經(jīng)透鏡2聚焦后，通過光闌3的光束聚焦光斑聚在石英毛細管4中。待測液體的反射熒光，被光纖5收集傳送至干涉濾光片6后，再傳至光電倍增管7，經(jīng)轉(zhuǎn)換放大為電信號輸送至分析設(shè)備分析。
上述測試條件緩沖溶液Na2B4O7(20mM，pH9.2)；熔融石英毛細管0.1mm i.d.×60/45cm(總長/有效)；重力進樣10cm-5s；分離電壓16kV。
其測試結(jié)果取信噪比為3，本發(fā)明發(fā)光二極管誘導(dǎo)熒光檢測器100對異硫氰酸熒光素標(biāo)記的苯丙胺酸的濃度檢測限為1.8×10-7M。
本發(fā)明發(fā)光二極管誘導(dǎo)熒光檢測器100的電泳譜圖，如圖4所示。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)光二極管誘導(dǎo)熒光檢測器，含有激發(fā)光源、校準(zhǔn)輔助平臺、濾光片、光電轉(zhuǎn)化器件和檢測池，其特征在于該檢測器以光纖為熒光收集及傳輸媒介；激發(fā)光路、光纖和毛細管檢測池三者相互垂直，且通過校準(zhǔn)輔助平臺實現(xiàn)自然校準(zhǔn)。
2.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管誘導(dǎo)熒光檢測器，其特征在于所述光纖一端順序連接濾光片和光電轉(zhuǎn)化器件，光纖另一端和毛細管檢測池同在校準(zhǔn)輔助平臺正面，且于平面上相互垂直，其相互垂直的交點處有一孔光闌，該光闌位于校準(zhǔn)輔助平臺的垂直中心軸上；激發(fā)光源位于校準(zhǔn)輔助平臺背面下方，且處于校準(zhǔn)輔助平臺的垂直中心軸上。
3.如權(quán)利要求1或2所述的發(fā)光二極管誘導(dǎo)熒光檢測器，其特征在于所述檢測池為毛細管柱上檢測池。
4.如權(quán)利要求1或2所述的發(fā)光二極管誘導(dǎo)熒光檢測器，其特征在于所述校準(zhǔn)輔助平臺為硬質(zhì)平面板。
5.如權(quán)利要求1或2所述的發(fā)光二極管誘導(dǎo)熒光檢測器，其特征在于所述激發(fā)光源為發(fā)光二極管。
6.如權(quán)利要求1或2所述的發(fā)光二極管誘導(dǎo)熒光檢測器，其特征在于所述激發(fā)光源為發(fā)光二極管及相應(yīng)的透鏡準(zhǔn)直系統(tǒng)，發(fā)光二極管和相應(yīng)的透鏡準(zhǔn)直系統(tǒng)都處于校準(zhǔn)輔助平臺的垂直中心軸上，透鏡準(zhǔn)直系統(tǒng)位于發(fā)光二極管和校準(zhǔn)輔助平臺之間，將發(fā)光二極管所發(fā)的光聚焦于光闌。
7.如權(quán)利要求1或2所述的發(fā)光二極管誘導(dǎo)熒光檢測器，其特征在于所述校準(zhǔn)輔助平臺正面設(shè)有十字形V槽，其十字形V槽的中心點為孔光闌，毛細管檢測池嵌于V槽中，且遮蓋孔光闌，至少有一根光纖的前端部嵌于毛細管檢測池垂直一側(cè)的V槽中。
8.如權(quán)利要求1或2所述的發(fā)光二極管誘導(dǎo)熒光檢測器，其特征在于所述光電轉(zhuǎn)化器件為光電倍增管或光電池或光電二極管或電荷耦合器件。
9.如權(quán)利要求6所述的發(fā)光二極管誘導(dǎo)熒光檢測器，其特征在于所述透鏡準(zhǔn)直系統(tǒng)，至少包括一片雙凸透鏡。
10.如權(quán)利要求7所述的發(fā)光二極管誘導(dǎo)熒光檢測器，其特征在于所述毛細管檢測池嵌于V槽中，使激發(fā)光源的光斑或光焦點聚于毛細管檢測池的中心軸上。
11.如權(quán)利要求7所述的發(fā)光二極管誘導(dǎo)熒光檢測器，其特征在于所述光纖為兩根，其前端部分別嵌于毛細管檢測池兩側(cè)的V槽中。
12.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管誘導(dǎo)熒光檢測器，其特征在于可以方便的與毛細管電泳、毛細管液相色譜或流動注射的液流型流動分析系統(tǒng)在線聯(lián)用。
全文摘要
本發(fā)明是一種發(fā)光二極管誘導(dǎo)熒光檢測器，涉及檢測技術(shù)領(lǐng)域。其有激發(fā)光源、校準(zhǔn)輔助平臺、濾光片、光電轉(zhuǎn)化器件和檢測池，該檢測器以光纖為熒光收集及傳輸媒介；激發(fā)光路、光纖和毛細管檢測池三者相互垂直，且通過校準(zhǔn)輔助平臺實現(xiàn)自然校準(zhǔn)。本發(fā)明采用發(fā)光二極管為激發(fā)光源、毛細管柱上檢測，可以方便的與毛細管電泳、毛細管液相色譜、流動注射等流動分析系統(tǒng)在線聯(lián)用。
文檔編號G01N27/447GK1755351SQ20041008101
公開日2006年4月5日 申請日期2004年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月30日
發(fā)明者楊丙成, 關(guān)亞風(fēng), 譚峰 申請人:中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所