一种毛细管电泳检测系统的制作方法

本实用新型涉及检测技术领域，特别是涉及一种毛细管电泳检测系统。

背景技术：

毛细管电泳(capillary electrophoresis，CE)技术是以毛细管为分离通道，以高压直流电场为驱动力的新型液相分离技术。毛细管电泳一般采用石英毛细管柱，在毛细管外部高压电场作用下，一侧的缓冲液由于带正电而向负极方向移动。于此同时，在缓冲溶液中，带电生物分子在毛细管外部高压电场作用下，以各自不同速度，向与该带电生物分子所带电荷极性相反的电极方向移动，形成电泳。

现有技术中，把毛细管电泳技术与荧光标记分析技术相结合，对检测样品中所含的生物物质进行检测。在生物物质上标记荧光染料，生物物质在毛细管中移动的过程中，荧光染料受到激光激发产生荧光，探测器接收所产生的荧光，分析所接收的荧光，进而检测毛细管中样品中目标待检物质的种类或含量。目前常用的检测手段，是采用一个激光器激发一根毛细管中检测样品上的荧光染料所产生的荧光进行检测，每次只能检测一种目标待检物质，导致检测速度慢，检测样品耗费大。

技术实现要素：

本实用新型解决的技术问题在于提供一种毛细管电泳检测系统及检测方法，从而能够一次性采用多个毛细管检测多种检测样品，并且能够一次性检测同一检测样品中大量种类的生物物质，提高检测速度，减少检测样品的消耗。

为此，本实用新型解决技术问题的技术方案是：

一种毛细管电泳检测系统，所述系统包括：

激光器组，所述激光器组包括至少两个激光器，每个激光器输出的波长不同；毛细管组，所述毛细管组包括至少两根毛细管，每根毛细管中的检测样品中包括目标待检物质，所述目标待检物质包括标记了荧光染料的生物物质或者结合有标记了荧光染料的抗体的生物物质；探测器组，所述探测器组中的探测器的个数与激光器组中激光器的个数相同，每个激光器配备有一个探测器；

所述激光器组中每个激光器依次照射所述毛细管组中的每根毛细管，每根毛细管中的检测样品中的荧光染料受到激光的激发产生多个波长范围的荧光，每个激光器依次照射每根毛细管所激发的多个波长范围的荧光，被给该激光器配备的探测器依次接收，进而依次检测每根毛细管中的检测样品所包括的目标待检物质种类或含量。

可选的，所述系统还包括：

控制器，以及与所述控制器相连的扫描头，多个分光镜；

每个激光器对应于一个分光镜，每个激光器配备有一个探测器，分光镜的个数，激光器的个数，以及探测器的个数都相同；

所述扫描头接收所述控制器的控制信号，根据所述控制信号扫描过所述毛细管组，所述激光器组中的每个激光器输出的激光，通过所述扫描头中的第一光纤透射过该激光器对应的分光镜，依次照射在所述毛细管组中的每根毛细管上，每根毛细管中检测样品中的荧光染料被激发所产生的荧光，经由该激光器对应的分光镜反射至所述扫描头中的第二光纤，传输至给该激光器配备的探测器；

所述毛细管组中的每根毛细管被激光照射激发多种波长范围的荧光，该多个波长范围的激光被探测器所接收，该探测器是给照射该毛细管的激光器所配备的探测器。

可选的，每个探测器包括：

反射镜，多个滤光片，以及多个光电探测器，所述滤光片的个数与光电探测器的个数相同，每个光电探测器安装在一个滤光片后面；

所述反射镜将入射至所述探测器所接收的荧光反射至所述多个滤光片上；

每个滤光片透过一种波长范围的荧光，将其他波长范围的荧光反射至所述反射镜；

每个光电探测器接收该光电探测器前方设置的滤光片透过的荧光。

可选的，所述探测器还包括：

多个聚焦镜，聚焦镜的个数与光电探测器的个数相同；

每个聚焦镜设置在一个光电探测器前，将一个滤光片透过的荧光聚焦至一个光电探测器。

可选的，

所述目标待检物质包括体液中的蛋白质分子，多肽分子，氨基酸分子，氨基酸衍生物的分子，生物碱分子，含氮类非蛋白生物分子，类固醇分子，甾醇类分子，核苷酸分子，核苷酸衍生物分子，脂类，脂肪酸衍生物，糖类，维生素，脂蛋白，载脂蛋白，糖蛋白，粘蛋白，金属蛋白，糖脂中的任意一种或多种。

可选的，

所述目标待检物质包括DNA，以及体液中的蛋白质分子，多肽分子，氨基酸分子，氨基酸衍生物的分子，生物碱分子，含氮类非蛋白生物分子，类固醇分子，甾醇类分子，核苷酸分子，核苷酸衍生物分子，脂类，脂肪酸衍生物，糖类，维生素，脂蛋白，载脂蛋白，糖蛋白，粘蛋白，金属蛋白，糖脂中的任意一种或多种。

通过上述技术方案可知，本实用新型有如下有益效果：

本实用新型实施例提供了毛细管电泳检测系统及检测系统，激光器组，所述激光器组包括至少两个激光器，每个激光器输出的波长不同；毛细管组，所述毛细管组包括至少两根毛细管，每根毛细管中的检测样品中包括目标待检物质，所述目标待检物质包括标记了荧光染料的生物物质或者结合有标记了荧光染料的抗体的生物物质；探测器组，所述探测器组中的探测器的个数与激光器组中激光器的个数相同，每个激光器配备有一个探测器；所述激光器组中每个激光器依次照射所述毛细管组中的每根毛细管，每根毛细管中的检测样品中的荧光染料受到激光的激发产生多个波长范围的荧光，每个激光器依次照射每根毛细管所激发的多个波长范围的荧光，被给该激光器配备的 探测器依次接收，进而依次检测每根毛细管中的目标待检物质的种类或含量。采用多个激光器依次照射多根毛细管，每根毛细管中的检测样品的种类或来源也可以不同，可以同时检测来源不同或者种类不同的检测样品；每根毛细管的检测样品中的种类和来源也可以相同，能够一次性检测种类和来源相同的检测样品中的多种不同的目标待检物质，提高检测速度，减少检测样品的消耗。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为为本实用新型实施例提供的毛细管电泳检测系统结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的毛细管电泳检测系统一种可能的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的一种探测器结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的另一种探测器结构示意图；

图5为本实用新型实施例提供的毛细管电泳检测系统进行检测的实例流程图。

具体实施方式

为了给出提高检测速度，减少检测样品的消耗的实现方案，本实用新型实施例提供了一种毛细管电泳检测系统，以下结合说明书附图对本实用新型的优选实施例进行说明。

图1为本实用新型实施例提供的毛细管电泳检测系统结构示意图，所述系统包括：

激光器组101，所述激光器组101包括至少两个激光器，每个激光器输出的波长不同；毛细管组102，所述毛细管组102包括至少两根毛细管，每根毛细管中的检测样品中包括目标待检物质，所述目标待检物质包括标记了荧光染料的生物物质或者结合有标记了荧光染料的抗体的生物物质；探测器组103，所述探测器组103中的探测器的个数与激光器组中激光器的个数相同，每个激光器配备有一个探测器。

所述激光器组101中每个激光器依次照射所述毛细管组102中的每根毛细管，每根毛细管中的检测样品中的荧光染料受到激光的激发产生多个波长范围的荧光，每个激光器依次照射每根毛细管所激发的多个波长范围的荧光，被给该激光器配备的探测器依次接收，依次检测每根毛细管中的检测样品所含的物质。荧光染料可以是直接标记在目标待检物质上的荧光染料，也可是标记在与目标待检物质结合的抗体上的荧光染料。

激光器组101中包括至少两个激光器，每个激光器的波长都不同。可以理解的是，一种波长的激光器可以激发有限的几个波长范围的荧光，不同波长的激光器可以激发的荧光的波长范围的个数增多。激光器越多，能够输出的激光的波长的种类越多，能够激发的荧光的波长范围的个数也就越多。一个波长范围的荧光代表一种目标待检物质，则能够检测的目标待检物质的种类也越多。激光器组101中激光器的个数可以根据实际需要具体设置。

毛细管组102中包含至少两根毛细管，每根毛细管中的检测样品不同，有多少根毛细管就能同时检测多少种类或来源的检测样品。毛细管组102中所采用的毛细管内径为5微米至100微米，外径为50微米至300微米，长度为3厘米至80厘米。毛细管组102中的毛细管的个数可以根据实际需要具体设置。例如，图1中，毛细管组102中毛细管的数量为32，在实际应用中，并不仅限于图1所示的毛细管的数量。例如，毛细管组可以包括2根毛细管，可以包括10根毛细管，还可以包括384根毛细管等。

激光器组101中的每个激光器依次照射毛细管组102中的每根毛细管。举例说明：激光器组中的一个激光器a1，依次照射毛细管组102中的每根毛细管，激光器a1照射毛细管组102中的一根毛细管时，该毛细管中的检测样品中的荧光染料会被激发出荧光；激光器a1照射毛细管组102中的另一根毛 细管时，该毛细管中的检测样品中的荧光染料也会被激发出荧光。即激光器a1照射毛细管组102中哪根毛细管，该毛细管中检测样品中的荧光染料都会被激发出荧光。假设毛细管组102中包含384根毛细管，则384根毛细管在激光器a1的照射下都会被激发出荧光。前提是，毛细管组102中每根毛细管中的检测样品上标记了能够被激光器a1激发出荧光的荧光染料。以此类推，激光器组101中每个激光器都如上述实例中的激光器a1，依次照射毛细管组102中的每根毛细管。

探测器组103中包括多个探测器，探测器的个数与激光器的个数相同。每个激光器都配备有一个探测器。激光器组101中的每个激光器激发的荧光，由给该激光器配备的探测器接收。举例说明：若探测器b1为给激光器a1配备的探测器，则激光器a1照射所述毛细管组102中每根毛细管所产生的荧光，都由探测器b1所接收。

在一个例子中，如图2所示，所述系统还包括：

控制器201，以及与所述控制器201相连的扫描头202，多个分光镜。

每个分光镜对应于一个激光器，每个激光器配备有一个探测器，分光镜的个数，激光器的个数与探测器的个数都相同。

所述扫描头202接收所述控制器201的控制信号，根据所述控制信号扫描过所述毛细管组102，激光器组101中的每个激光器输出的激光通过所述扫描头202中的第一光纤透射过该激光器对应的分光镜，依次照射在所述毛细管组102中的每根毛细管上，每根毛细管中检测样品中的荧光染料被激发出的荧光，经由该激光器对应的分光镜反射至所述扫描头202中的第二光纤，传输至给该激光器配备的探测器。

所述毛细管组102中的每根毛细管被激光照射激发多个波长范围的荧光，该多个波长范围的激光被探测器所接收，该探测器是给照射该毛细管的激光器所配备的探测器。

扫描头202中包括多个分光镜，多个第一光纤，以及多个第二光纤。每个激光器对应于一个分光镜，一个第一光纤，一个第二光纤。每个激光器输出的激光由该激光器对应的第一光纤传输，透过该激光器对应的分光镜照射在毛细管组102的每根毛细管上，毛细管组102的每根毛细管中检测样品中 的荧光染料被激发出的荧光，经由该激光器对应的分光镜反射至该激光器对应的第二光纤，第二光纤将接受到的荧光传输至给该激光器配备的探测器。

这里需要说明的是，第一光纤中的“第一”，第二光纤中的“第二”，表示的不是顺序，而是一类，第一光纤不是一个光纤，而是一类光纤，第二光纤也不是一个光纤，而是一类光纤，扫描头302中有多个第一光纤，多个第二光纤，第一光纤的个数，第二光纤的个数与激光器的个数相同，每个激光器都对应一个第一光纤和第二光纤。

举例说明，如图2所示，激光器a1输出的激光由扫描头中第一光纤x1传输，透射过分光镜y1照射在毛细管组102中的每根毛细管上，毛细管组102的每根毛细管中检测样品中的荧光染料被激发出的荧光由分光镜y1反射至扫描头中第二光纤z1，由第二光纤z1将荧光传输至给激光器a1配备的探测器b1；激光器a2输出的激光由扫描头中第一光纤x2传输，透射过分光镜y2照射在毛细管组102中的每根毛细管上，毛细管组102的每根毛细管中的检测样品中的荧光染料被激发出的荧光由分光镜y2反射至扫描头中第二光纤z2，由第二光纤z2将荧光传输至给激光器a2配备的探测器b2；激光器a3输出的激光由扫描头中第一光纤x3传输，透射过分光镜y3照射在毛细管组102中的每根毛细管上，毛细管组102中的每根毛细管中的检测样品中的荧光染料被激发出的荧光由分光镜y3反射至扫描头中第二光纤z3，由第二光纤z3将荧光传输至给激光器a3配备的探测器b3；激光器a4输出的激光由扫描头中第一光纤x4传输，透射过分光镜y4照射在毛细管102组中的每根毛细管上，毛细管组102中的每根毛线管中的检测样品中的荧光染料被激发出的荧光由分光镜y4反射至扫描头中第二光纤z4，由第二光纤z4将荧光传输至给激光器a4配备的探测器b4。

激光器组101中每个激光器依次扫照射毛细管组102中每根毛细管。举例说明：在某一时刻，激光器a1输出的激光照射毛细管组第c根毛细管时，第c根毛细管中目的荧光染料被激发出的荧光被探测器b1所接收；激光器a2输出的激光照射毛细管组第d根毛细管，第d根毛细管中的荧光染料被激发出的荧光被探测器b2所接收；激光器a3输出的激光照射毛细管组第e根毛细管时，第e根毛细管中的荧光染料被激发出的荧光被探测器b3所接收；激光 器a4输出的激光照射毛细管组第f根毛细管，第f根毛细管中的荧光染料被激发出的荧光被探测器b4所接收。由此可知，同一时刻，每个激光器所照射的毛细管不同。并且，排列在距离毛细管组102较远的激光器输出的激光有可能没有照射到任意一个毛细管。

在实际应用中，激光器和探测器的个数可以根据实际需要具体设置，并不仅限于图2所示的四个激光器和四个探测器，激光器和探测器的个数相同即可。

在实际应用中，激光器组101输出的激光还可以直接照射在毛细管组102中的毛细管上，激光器组101输出的激光也可以通过光纤传输后照射在毛细管组102中的毛细管上，技术人员根据实际需要具体设置即可。

控制器201控制扫描头202扫描过所述毛细管组102，以使得每个激光器输出的激光经由扫描头中的第一光纤依次照射在毛细管组102中的每根毛细管上，探测器接收毛细管组102中每根毛细管中的检测样品中的荧光染料所产生的荧光。扫描头202扫描的方向如图2所示。这里需要说明的是，扫描头202扫描的方向也可以与图2所示的扫描方向相反，技术人员根据实际需要自行设定即可。

在一个例子中，如图3所示，每个探测器包括：

反射镜，多个滤光片，以及多个光电探测器，所述滤光片的个数与光电探测器的个数相同，每个光电探测器安装在一个滤光片后面；

所述反射镜将入射至所述探测器所接收的荧光反射至所述多个滤光片上；

每个滤光片透过一个波长范围的荧光，将其他波长范围的荧光反射至所述反射镜；

每个光电探测器接收该光电探测器前方设置的滤光片透过的荧光。

在毛细管电泳检测系统中，有多个探测器，每个探测器都包括反射镜，多个滤光片，以及多个光电探测器。一个激光器能激发几个波长范围的荧光，给该激光器配备的探测器接收所激发的几个波长范围的荧光。探测器中包括反射镜，反射镜将探测器所接收的荧光反射至滤光片。每个滤光片透过一种波长范围的荧光，将其他波长范围的荧光反射回反射镜。在每个滤光片后面 设置有一个光电探测器，该光电探测器只接收滤光片所透过的一种波长范围的荧光。进而实现探测器接收一个激光器所激发的所有波长范围的荧光。并且，为了减少光能的损失，每个滤光片与反射镜紧贴放置。

以图3为例，所述探测器包括一个反射镜301，四个滤光片p1～p4，四个光电探测器q1～q4。滤光片的个数与光电探测器的个数相同。

反射镜301较大，可以覆盖所有的滤光片p1～p4，每个滤光片p1～p4与该反射镜301紧贴放置。所接收的荧光被反射镜301反射至每个滤光片p1～p4。滤光片p1透过的荧光被光电探测器q1所接收，滤光片p2透过的荧光被光电探测器q2所接收，滤光片p3透过的荧光被光电探测器q3所接收，滤光片p4透过的荧光被光电探测器q4所接收。

在实际应用中，每个探测器中设置的滤光片和光电探测器的个数，不会少于一个激光器能够激发的荧光的波长范围的个数。一般情况下，一个激光器能够激发四五个波长范围的荧光，一个探测器中设置四五个滤光片和四五个光电探测器即可。

光电探测器包括电荷耦合元件(Charge-coupled Device，CCD)图像传感器，雪崩光电二极管(Avalanche Photo Diode，APD)，互补金属氧化物半导体(Complementary Metal Oxide Semiconductor，CMOS)图像传感器，以及光电倍增管(Photo Multiplier Tube，PMT)中任意一种。

在一个例子中，如图4所示，所述探测器还包括：

多个聚焦镜，聚焦镜的个数与光电探测器的个数相同；

每个聚焦镜设置在一个光电探测器前，将一个滤光片透过的荧光聚焦至一个光电探测器。

在每个光电探测器前面添加一个聚焦镜，该聚焦镜将一个滤光片透过的荧光聚焦至光电探测器。如图4所示，聚焦镜L1将滤光片p1透过的荧光聚焦至光电探测器q1；聚焦镜L2将滤光片p2透过的荧光聚焦至光电探测器q2；聚焦镜L3将滤光片p3透过的荧光聚焦至光电探测器q3；聚焦镜L4将滤光片p4透过的荧光聚焦至光电探测器q4。

在一个例子中，所述目标待检物质包括体液中的蛋白质分子，多肽分子，氨基酸分子，氨基酸衍生物的分子，生物碱分子，含氮类非蛋白生物分子， 类固醇分子，甾醇类分子，核苷酸分子，核苷酸衍生物分子，脂类，脂肪酸衍生物，糖类，维生素，脂蛋白，载脂蛋白，糖蛋白，粘蛋白，金属蛋白，糖脂中的任意一种或多种。

在另一个例子中，所述目标待检物质包括DNA，以及体液中的蛋白质分子，多肽分子，氨基酸分子，氨基酸衍生物的分子，生物碱分子，含氮类非蛋白生物分子，类固醇分子，甾醇类分子，核苷酸分子，核苷酸衍生物分子，脂类，脂肪酸衍生物，糖类，维生素，脂蛋白，载脂蛋白，糖蛋白，粘蛋白，金属蛋白，糖脂中的任意一种或多种。

本实用新型提供的毛细管电泳检测系统，第一次实现了在同一检测样品中，同时检测DNA以及非DNA生物物质，将基因检测和临床生化检测，免疫学检测相统一，在临床诊断上有重大突破。

由上述内容可知，本实用新型有如下有益效果：

采用多个激光器依次照射多根毛细管，每根毛细管中的检测样品的种类或来源也可以不同，可以同时检测来源不同或者种类不同的检测样品；每根毛细管的检测样品中的种类和来源也可以相同，能够一次性检测种类和来源相同的检测样品中的多种不同的目标待检物质，提高检测速度，减少检测样品的消耗。

图5为本实用新型实施例提供的毛细管电泳检测系统进行检测的实例流程图，所述方法包括：

501：激光器组中至少两个激光器输出的激光依次照射在毛细管组中的至少两根毛细管上，每个激光输出的波长不同，每根毛细管中的检测样品不同，每根毛细管中的检测样品包括多种目标待检物质。

502：所述毛细管组中的每根毛细管中的检测样品中的荧光染料受到激光的激发产生多个波长范围的荧光，每根毛细管中的检测样品中包括目标待检物质，所述目标待检物质包括标记了荧光染料的生物物质或者结合有标记了荧光染料的抗体的生物物质。

503：每根毛细管中所激发的多个波长范围的荧光被探测器所接收，该探测器是给照射该毛细管的激光器所配备的探测器。

504：探测器组根据所接收的多个波长范围的荧光，进而检测所述毛细管 组中的每根毛细管中的检测样品中包括的目标待检物质的种类或含量。

在一个例子中，多个探测器接收多个波长范围的荧光，进而检测所述毛细管中的检测样品中的蛋白质分子，多肽分子，氨基酸分子，氨基酸衍生物的分子，生物碱分子，含氮类非蛋白生物分子，类固醇分子，甾醇类分子，核苷酸分子，核苷酸衍生物分子，脂类，脂肪酸衍生物，糖类，维生素，脂蛋白，载脂蛋白，糖蛋白，粘蛋白，金属蛋白，糖脂中的任意一种或多种。

在一个例子中，多个探测器接收多种波长范围的荧光，同时检测所述毛细管中的检测样品中标记了荧光染料的DNA，以及蛋白质分子，多肽分子，氨基酸分子，氨基酸衍生物的分子，生物碱分子，含氮类非蛋白生物分子，类固醇分子，甾醇类分子，核苷酸分子，核苷酸衍生物分子，脂类，脂肪酸衍生物，糖类，维生素，脂蛋白，载脂蛋白，糖蛋白，粘蛋白，金属蛋白，糖脂中的任意一种或多种。

探测器接收多个波长范围的荧光，能够检测到所接收的荧光的波长范围。再跟预先设定的检测标准比对，即可获知检测样品中包含哪种类型的生物物质以及该物质的含量。

图5所示的毛细管电泳检测实例是与图1至图4所示的毛细管电泳检测系统所对应的实例，具体实现方式参考图1至图4所示的系统中的描述，这里不再赘述。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。