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
技術領域：
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 科學等領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：
為適應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實用 化的關鍵問題。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)展和廣泛的應用，是迄今為止靈敏度最高的光學檢測方法之一，其對熒光物質的檢測限可以達到zmol數(shù)量級，但激光誘導熒光檢測器中 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，限制了LIF的推廣應用。半導體二極管激光和LED誘導焚光檢測具有成本低、操作方便等優(yōu)點 被廣泛采用，特別是Xiao等提出了一種基于柱內(nèi)光纖引導激發(fā)光誘導熒 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 管電泳用于藥物和生物分析中得到了 一定的應用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的實用新型 專利說明書中，公開了一種高效毛細管電泳儀，在該高效毛細管電泳儀中 采用了從毛細管的檢測端口伸入至檢測窗口部位的光導纖維，但使用的導 光纖維是圓柱形光纖，存在與激發(fā)光源耦合時的效率較低。特別是如果采用圓柱形光纖，那么我們只能選4奪外徑比毛細管內(nèi)徑略小的光纖才能順利 插入管內(nèi)實現(xiàn)導光，但太細的光纖較難與光源很好耦合，即使在光源后采 用顯微鏡進行聚焦，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)光來實施柱內(nèi)熒光檢測，同時提高儀器的穩(wěn)定性、 靈敏度卻是我們需要進一步解決的問題。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的技術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)光傳導效率，而且調(diào)對光源更 為方便。本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是本發(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、光導纖維和分離微柱，該光導纖維 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。在采取上述技術方案后，由于前部截面呈錐形的光導纖維能更為有效 地與激發(fā)光源耦合，因此具有更高的激發(fā)光傳導效率，從而有利于提高檢 測靈敏度和準確性；該光導纖維前端的截面尺寸相對于圓柱形光導纖維的 截面尺寸大許多，使調(diào)對光源更為方便。作為對上述技術方案的進一步優(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 ，以更好地適應各種分離微柱的不同檢測窗口位 置，所述光導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)光傳導效率，有利于提高檢測 靈敏度和準確性；光學結構簡單，體積小，調(diào)對激發(fā)光源方便；可與毛細 管電泳、毛細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，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)光源對同一個樣品采用兩種激發(fā)模式而得到兩 者的毛細管電泳比較圖。圖中零部件、部位名稱及所對應的標記激發(fā)光源10、聚焦裝置20、 光導纖維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。
具體實施方式
下面結合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。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、光導纖維30和分離^f敖柱40,該光導纖維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。光導纖維30的錐底端的直徑通?？蛇x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)光傳導效率，而且能顯著地提高靈敏度、增 強穩(wěn)定性，而且使調(diào)對光源更為方便。由于光導纖維30具有較大直徑的錐底端，在與光源耦合時，能較大 程度地讓更多的光進入到光導纖維的內(nèi)部，即使通過聚焦后有較大的光 斑，也能保證整個光斑落入到光導纖維的錐底端，實現(xiàn)較大耦合效率。另 外，本發(fā)明采用的錐形光導纖維的錐形段具有近似的"聚焦功能"，即使 取消聚焦裝置20,也能達到圓柱形光導纖維采用聚焦裝置相當?shù)姆俟饧?發(fā)效果。作為本發(fā)明的一種優(yōu)選實施方式，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 ，以更好地適應各種分離微柱的不同檢測窗口位 置。參照圖l，所述光導纖維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 述光導纖維30的前端與激發(fā)光源10之間還設置有聚焦裝置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度遠遠的大于用傳統(tǒng)的圓柱光纖(COF )和光源耦合 時所得到的熒光強度。另外光源和光纖軸線的入射角在-20 ~ 20°之間變換 對錐形光纖的導光強度都沒多大影響，但對傳統(tǒng)的圓柱形光纖導光強度的 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，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?shù)臋z測下.限0.8nM。圖5是以LED為激發(fā)光源對同一個樣品采用兩種激發(fā)模式而得到兩 者的毛細管電泳比較圖。參照該圖不難發(fā)現(xiàn)，錐形光纖不僅能增強光的耦 合效率，同時還具有"聚光效應"，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)強度也能達到采 用圓柱光纖結合顯微物鏡實現(xiàn)光耦合得到的效果。
權利要求
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)、光導纖維(30)和分離微柱(40)，該光導纖維(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: 所述光導纖維(30)在錐形段(31 )后還具有縱向延伸的圓柱段(32)。
3. 如權利要求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 特征是所述光導纖維(30)的前端與激發(fā)光源(10)之間設置有聚焦裝 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等領域中對微量樣品進行分析的儀器的組件。它包括激發(fā)光源(10)、光導纖維(30)和分離微柱(40)，該光導纖維(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)光傳導效率，有利于提高檢測靈敏度和準確性；光學結構簡單，體積小，調(diào)對激發(fā)光源方便；可與毛細管電泳、毛細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