用于毛细管电泳的多毛细管光学检测系统的制作方法

用于毛细管电泳的多毛细管光学检测系统
1.相关申请的交叉引用
2.本技术要求于2019年8月7日提交的标题为“多毛细管光学检测系统(multi-capillary optical detection system)”的美国临时申请序列号第62/884,070号的优先权，并且涉及于2019年3月18日提交的标题为“多毛细管光学检测系统(multi-capillary optical detection system)”的美国临时申请序列号第62/820,222号。这些申请的内容以全文引用的方式并入本文以用于全部目的。


背景技术：

3.本公开总体上涉及用于毛细管电泳仪器的光学检测系统。现有的毛细管电泳仪器使用可见光或其它电磁源来激发和测量填充有样品的毛细管的荧光以分析样品。某些其它毛细管电泳仪器使用紫外(uv)源来测量填充有样品的毛细管对uv辐射的吸收率以分析样品。


技术实现要素：

4.对高通量和高质量毛细管电泳(ce)分析平台的需求日益增加。一种高效增加通量的方法是通过同时跨多个毛细管进行测量。然而，在紫外(uv)吸收率测量的语境中，现有方法尚未高效地实现此类测量。本发明的一些实施例提供了一种多毛细管ce光学检测系统，其使用一个或两个uv源高效地提供跨多个毛细管的uv吸收率测量。对于某些类型的样品，例如，蛋白质，在单个系统中组合多种类型的电磁测量将尤其有用。一些实施例在单个系统中提供多种类型的测量。在一个实施例中，光路允许使用两个不同的uv源来测量不同波长下的uv吸收率。在另一实施例中，光路允许使用附加的uv源来同时测量uv荧光。一些实施例还包括用于使用可见光源来激发和测量荧光的光路。在一些实施例中，使用点源，并且数字信号处理单元利用来自参考毛细管的信号来从对应于填充有样品的毛细管的信号中去除源和毛细管噪声。在一些实施例中，该系统特别适用于测量蛋白质样品。在一些实施例中，该系统适用于其它类型的样品。下面更全面地描述这些和其它实施例及其变型。
5.本发明主题的各种其它方面将从以下描述连同随附图式变得较显而易见。
附图说明
6.图1是绘示根据本发明的一个实施例的包括光学检测系统的样品分离和鉴定仪器的各部分的高级图。
7.图2绘示了图1的实施例的光学检测系统的实施例。
8.图3绘示了关于图2的光学检测系统实施例中的用于子光束耦合的光学元件的某些附加细节。
9.图4绘示了关于图2的光学检测系统实施例中的用于平行光检测的光学元件的某些附加细节。
10.图5a至5c绘示了关于图2的光学检测系统实施例中的用于串行光检测的光学元件
的某些附加细节。
11.图6a绘示了图1的光学检测系统的一部分的替代实施例。
12.图6b至6c绘示了关于图6a的实施例的示范性光纤束的某些附加细节。
13.图7a和7b绘示了关于使用棱镜引导uv光通过毛细管阵列进行吸收率测量的某些附加细节，以作为图2的光学检测系统实施例的替代实施例。
14.图8绘示了来自图1至6所示的检测器并且输入到图1所示的数字信号处理单元的信号。图8还绘示了由数字信号处理单元输出的信号。
15.虽然参考以上图式描述本发明，但所述图式旨在为说明性的，并且其它实施例与本发明的精神一致，且在本发明的范围内。
具体实施方式
16.现将参看随附图式在下文更充分描述各种实施例，所述随附图式形成本发明的一部分且作为说明展示实践实施例的具体实例。然而，本说明书可以许多不同的形式得到实施，并且不应被解释为限于本文中阐述的实施例；更确切些，提供这些实施例是为了使本说明书将是透彻且完整的，并且这些实施例将把本发明的范围完整地传达给本领域技术人员。此外，本说明书可体现为方法或装置。因此，本文中的各种实施例中的任一个可采取完全硬件实施例、完全软件实施例或组合软件和硬件方面的实施例的形式。因此，以下说明书不应被视为具有限制意义。
17.图1是绘示根据本发明的一个实施例的包括光学检测系统的样品分离和鉴定仪器1000的各部分的高级图。在所绘示的实施例中，仪器1000是毛细管电泳(ce)仪器，其包含至少一个毛细管101，该毛细管具有样品或其它液体可流过的毛细管通道的外毛细管直径和内毛细管通道直径。
18.另外参考图2，仪器1000包含光学检测系统200，其包含源201、202、203和204。如本文所用，除非另外指示或暗示，否则“源”是指电磁辐射源，例如紫外(uv)辐射、可见光、近红外和/或红外辐射源。术语“uv源”和“uv光源”在本文中可互换使用，意指主要或专门在电磁光谱的uv波段(例如，约10纳米(“nm”)至400nm)内产生辐射的源。如本文所用，术语“可见光源”意指主要或专门在电磁光谱的可见光波段(例如，约380nm至740nm)内产生辐射的源。
19.在所绘示的实施例中，源201包含提供具有第一波长或波段的uv光束b1的第一uv源，并且源204包含提供具有第二波长或波段的uv光束b4的第二uv源。源203包含提供可见光束b3的可见光源。源202包含提供uv光束b2的第三uv源，该uv光束具有可以与束b1或b4相同或不同的波长或波段。在一个实施例中，光束b1在220nm或接近220nm的波长下具有标称或峰值输出，并且光束b4在280nm或接近280nm的波长下具有标称或峰值输出。光束b2可以在与光束b1和/或光束b4不同或相同的波长下具有标称或峰值输出。在替代实施例中，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，这些波长可以不同。在优选实施例中，uv源201、202和204各自包含uv激光器或类似的uv源。在某些替代实施例中，源201、202和204可以包含氘灯、uv发光二极管(led)等。
20.在一个实施例中，源201、202和/或204可以被配置成提供uv光，该uv光可以被聚焦以在每个毛细管101处或其附近提供光束或光斑，该光束或光斑具有等于或近似等于内部毛细管直径的直径，优选地，在毛细管处或其附近的直径小于内部毛细管直径。已经发现，
通过在毛细管处或其附近使用较小的光束/光斑直径，可以以更好的灵敏度进行透射率或吸收率测量，因为例如，较高百分比的光束受到流经内部毛细管通道的样品、样品溶液或其它物质的透射率或吸收率的变化的影响。
21.在优选实施例中，源201、202、203和/或204是点源。如本文所用，术语“点源”是指产生可以在毛细管处或其附近聚焦为光斑(光束在特定位置处的横截面或切片)的光束的源，光束具有小于或等于毛细管的内部通道的直径的光束直径。如本文所用，在产生具有高斯形状或特征为高斯形状的光束的源(例如，激光源)的情况下，术语“光束直径”意指在沿着光束的光路的特定位置处(例如，在毛细管101处)的光束的1/e2直径。如本文所用，在产生不具有高斯形状或特征不在于高斯形状的光束的源的情况下，术语“光束直径”意指在光束的光路中的特定位置处(例如，在毛细管101处)的光束的横截面中含有85％的能量或功率的最小圆或孔径的直径。
22.源203包含提供可见光束b3的可见光源，例如，光在505nm或接近505nm的波长或可见光范围内的一些其它波长下具有标称或峰值输出。在一些实施例中，源203是可见宽带光源或白光源。在某些实施例中，源203和光束b3还可以包含uv和/或红外波段范围内的至少一些辐射。源203和光束b3可以包含一系列波长，例如，适合于激发在不同波长下激发的多种染料的波长范围(例如，在可见光波长范围的全部或部分上的波长范围或者还包括在红外和/或紫外波段中的辐射的波长范围)。在某些实施例中，源203可以包含可见波段以及紫外、红外和/或近红外波段中的电磁辐射，其具有足够的能量来激发对这些范围中的每一个中的辐射敏感的染料。源203可以包含以下各项中的一个或多个：白炽灯、气体放电灯(例如，卤素灯、氙灯、氩灯、氪灯等)、发光二极管(led)、白光led、有机led(oled)、激光器(例如，化学激光器、准分子激光器、半导体激光器、固态激光器、氦氖激光器、氩激光器、染料激光器、二极管激光器、二极管泵浦激光器、纤维激光器、脉冲激光器、连续激光器)等。
23.为了在相同的uv波长下进行uv透射率或吸收率测量，多个毛细管的同时照射以前需要使用多个uv源，如氘灯，其例如与位于多个对应毛细管前面的多个光纤结合。各种原因导致了这一点。本领域中用于ce语境中的uv吸收率测量的典型氘灯是非常稳定的(低噪声)，但功率有限。在多毛细管uv吸收率测量系统中，通常重要的是限制邻近毛细管之间的串扰。这可以通过在每个毛细管中相对于毛细管的横截面积使用较小的照射光斑大小来实现。对于氘灯uv源，这通常需要使用针孔掩模(或其它掩模)和/或光纤来实现足够紧凑的系统。然而，在此类系统中浪费了灯的很多功率和/或需要多个灯来充分地照射多个毛细管。而且，因为氘灯具有非相干辐射的广谱输出，所以通常不可能将光束聚焦到小于或等于毛细管通道直径的尺寸。
24.本文公开的发明的一些优选实施例通过利用特征为高强度或功率、窄波段和/或相干发射的uv激光器或其它uv源解决了上述问题。一个实施例使用比典型的氘灯亮约100倍的uv激光器，并且能够提供可以聚焦到光束直径小于或等于毛细管的内部通道直径的光斑的光束，但是其具有小的数值孔径或发散度。因此，uv激光源的初始照射功率大于使用氘灯的现有系统，并且具有更有利的光学特性(例如，小的焦点直径和发散度)。而且，因为uv激光源可以产生具有比氘uv灯小得多的直径和数值孔径的光束，所以可以使用聚焦而不必依赖于例如针孔掩模或光纤阵列来实现每个毛细管上足够小的照射光斑大小。因此，由于全部或大部分光束能量都通过内部毛细管通道传输，所以浪费的源的照射功率要少得多，
并且提高了对毛细管样品的透射率/吸收率变化的灵敏度。因此，本发明的一些实施例实施了这样的光学器件，其将单个uv激光束分成多个子光束，并且然后以足够小的照射光斑大小将各个子光束引导和聚焦到各个毛细管上以避免串扰，并以足够的照射功率获得可用的透射率或吸收率测量。在一些实施例中，多个子光束被光学耦合到具有多个光纤的光纤阵列或由其接收。在一些实施例中，可以使用具有这些有利特性的其它uv源来代替uv激光器(例如，uv发光二极管)，或者除了uv激光器之外还使用其它uv源。
25.在ce应用中使用uv激光器而不是氘灯的挑战是激光器通常具有高得多的源噪声水平。然而，在本文公开的一些实施例中，使用参考毛细管和对应参考光束解决了这个问题。附加地，如下面将进一步描述的，数字信号处理单元可以使用来自参考光束的检测到的电磁辐射(例如，uv辐射)来减少或去除来自其它光束(对应于含有样品物质的毛细管)的检测到的辐射的噪声。
26.表1至3示出了具有高斯光束形状的uv激光器的光学特性。例如，此类光束可以与内部毛细管通道直径在50微米至200微米范围内的毛细管一起使用，以实现上述优点。
27.表1
28.激光束波长(nm)220280光束腰直径(um)1010数值孔径0.01400.0178发散度(在z＝zr处；弧度)0.02800.0357发散度(在z＝zr处；度)1.602.04
29.表2
30.激光束波长(nm)220280光束腰直径(um)2020数值孔径0.00700.0089发散度(在z＝zr处；弧度)0.01400.0178发散度(在z＝zr处；度)0.801.02
31.表3
32.激光束波长(nm)220280光束腰直径(um)4040数值孔径0.00350.0045发散度(在z＝zr处；弧度)0.00700.0089发散度(在z＝zr处；度)0.400.51
33.在一些实施例中，仪器1000还包含光纤阵列251和261。光纤阵列包含以特定方式布置的多个光纤。例如，光纤阵列可以包括布置成行或近似直线的光纤。作为另一实例，光纤阵列可以包括布置成束的光纤(例如，至少部分地被管或圆形外壳包围的光纤)。光纤可以由例如玻璃或塑料制成。光纤可以在一端接收适当引导的光，并以最小光损失、可忽略光损失或无光损失将其引导到光纤的另一端。如图2所绘示，光纤阵列251可以被布置成接收从源201的光束b1和/或源204的光束b4获得的uv子光束。光纤阵列251递送接收到的uv子光束通过毛细管101内的某些位置，以用于uv透射率或吸收率测量。通过毛细管101的uv子光
束(也称为透射的uv子光束)被光纤阵列261接收。光纤阵列261将接收到的uv子光束递送到检测器模块290。这些子光束后续被成像到检测器模块290中的检测器291上，以用于uv透射率或吸收率测量。
34.仪器1000还包含光学检测器291、292和293以及数字信号处理单元298。仪器1000可以适于结合用户装置280或与用户装置280通信地耦合，用户装置280包含处理器、存储器、存储库、显示器和/或用户界面组件(例如显示器、键盘和/或触摸屏等)，以允许用户接收、使用和/或显示由仪器1000生成的数据，并且在一些实施例中，控制和/或配置仪器1000的各方面。数字信号处理(dsp)单元298处理来自一个或多个检测器291至293的信号，以除了其它方面之外还去除信号噪声，从而帮助仪器和用户装置获得可用于确定和显示对应于由仪器处理的物质的透射率/吸收率和/或荧光测量的数据。应当注意，在各种实施例中，如dsp单元298的dsp单元可以用硬件、软件或硬件和软件的组合来实施。而且，dsp单元可以在连接的用户装置上和/或在仪器本身的检测子系统或其它子系统内实施。
35.光学检测器291、292和293可以包含一个或多个单独的光电探测器，包括但不限于光电二极管、光电倍增管(pmt)、半导体检测器、多通道pmt等。附加地或替代地，光学检测器291、292和293可以包含阵列传感器，该阵列传感器包括传感器或像素的阵列。阵列传感器可以包含以下各项中的一个或多个：互补金属氧化物半导体(cmos)传感器、电荷耦合器件(ccd)传感器、多个光电二极管检测器、多个光电倍增管等。在某些实施例中，光学检测器291、292和293中的一个或多个可以包含光谱仪，该光谱仪包含阵列检测器和色散元件，如反射或透射衍射光栅，其将入射辐射跨检测器阵列分散成光谱。
36.源201至204、检测器291至293、光纤阵列251和261以及dsp单元298是仪器1000的光学检测子系统的一部分。光学检测系统的其它组件包括各种光学组件，这些光学组件被布置成为从源201至204传播到检测器291至293的光束提供各种光路。这些光学组件和光路在下文中在图2至6和随附文本的语境中被绘示和描述，但未在图1中单独示出。
37.总的来说，仪器1000如下操作：含有各种样品或样品分子的样品混合物或溶液在样品源容器105中制备或被递送到样品源容器105中。使用泵或注射器(未单独示出)或通过向毛细管101施加电荷或电场，将样品混合物的至少一部分引入毛细管101的一端(例如在阴极103处)。随着样品溶液被装入毛细管101的阴极端，电压源104在阴极103与阳极102之间产生电压差。电压差导致带负电的、染料标记的样品从样品源容器105移动到样品目的地容器106。与较短和/或较高电荷的染料标记的样品相比，较长和/或较低电荷的染料标记的样品以较慢的速率移动，从而在具有不同长度和/或电荷的样品之间产生一些分离。源自uv源201、uv源202、可见光源203和/或uv源204的光束通过毛细管101内的位置。用于uv透射率或吸收率测量的光束由光纤阵列251递送，后续通过毛细管101，并由光纤阵列261接收。透射的光束后续被成像到检测器291上。由uv光束激发毛细管101中的物质而产生的荧光被引导到检测器292。由可见光束激发毛细管101中的物质而产生的荧光被引导到检测器293。在某些实施例中，uv源201和/或uv源204可以由包括其它波段(例如，可见光、红外或近红外波段)的源替换或补充，以便在这些波段内进行透射率或吸收率测量。
38.从检测器291至293中的一个或多个向dsp单元298提供信号以进行处理。除了其它方面之外，dsp单元298被配置成利用对应于参考毛细管101的信号来减少对应于待测量样品通过的其它毛细管101的信号中的噪声。来自dsp 298的输出被用户装置280或类似装置
用于进一步处理和显示对应于受测样品的测量结果。
39.图2示出了根据本发明的实施例的图1的仪器1000的光学检测系统200。所绘示的组件提供从源201、202、203和204到毛细管101的多个光路。在图2中，示出了九个不同毛细管101的横截面。从图2、3和6a中的绘示的角度来看，毛细管101沿着与绘示正交的维度纵向延伸(即，进入和离开页面)。
40.现在将从uv源201到检测器291的路径开始，更详细地描述图2所绘示的相关光路和光学组件。
41.光束b1和/或光束b4：uv吸收率测量
42.如图2所绘示，uv源201发射uv光束b1。光束b1通过衍射光学元件211，该衍射光学元件用于将光束b1分成9个子光束，这些子光束可以使用透镜212准直或近似准直。衍射光学元件211可以任选地被配置成以其它方式调节子光束，例如，被配置成改变子光束中的一个或多个从光束b1的会聚或发散。在所绘示的实施例中，透镜212进一步聚焦九个子光束中的一个或多个，使得它们可以对准到光纤纤阵列251的对应光纤。在所绘示的实施例中，这些子光束被镜子213反射并被光纤阵列251接收。
43.在一些实施例中，具有两种不同波长的uv光束被用于uv吸收率测量。例如，如图2所绘示，附加uv源204发射uv光束b4。光束b4通过衍射光学元件233，该衍射光学元件用于将光束b4分成9个子光束，这些子光束可以使用透镜234准直或近似准直。衍射光学元件233可以任选地被配置成以其它方式调节子光束，例如，被配置成改变子光束中的一个或多个从光束b4的会聚或发散。如上所述，源自光束b1的子光束任选地由镜子213反射。源自光束b1的反射子光束通过二向色光束组合器235。源自光束b4的子光束也被引导向二向色光束组合器235。二向色光束组合器235组合以第一波长操作的源自uv源201的光束b1的子光束和以第二波长操作的源自uv源204的光束b4的子光束。在一些实施例中，透镜234还聚焦源自光束b4的九个子光束中的一个或多个，使得它们可以对准到光纤阵列251的对应光纤。然后，具有两种不同波长的组合的子光束与光纤阵列251的对应光纤对准并被其接收。
44.光纤阵列251将源自一个或两个光束b1和b4的uv子光束递送到毛细管101。然后uv子光束通过毛细管101。在所绘示的实施例中，毛细管中的八个含有待测量样品，并且第九个毛细管被用作参考。通过毛细管101来自光束b1和/或光束b4的uv子光束用于测量吸收率和/或透射率，其中每个子光束的功率的一部分被对应的填充有样品的毛细管101吸收，并且另一部分透射通过对应毛细管101。在某些实施例中，参考子光束的功率的较小部分被参考毛细管101吸收，而不是通过剩余毛细管的一些或全部。
45.图3绘示了关于图2的光学检测系统200中的用于从光纤阵列251到毛细管101的子光束耦合的光学元件的某些附加细节。在一些实施例中，小透镜阵列和多个uv子光束掩模安置在光纤阵列251与毛细管101之间。如图3所绘示，小透镜121和uv子光束掩模131安置在光纤251-1与毛细管101-1之间。如图所示，各个其它小透镜和uv子光束掩模类似地安置(但未单独编号)在各个其它光纤(251-2、251-2、251-3、251-4、251-5、251-6、251-7和251-8，和251-ref)与毛细管(101-2、101-3、101-4、101-5、101-6、101-7、101-8、101-ref)之间。
46.如图2和3所绘示，光纤251-1将uv子光束(例如，源自光束b1和/或光束b4的子光束)引导到小透镜121。小透镜121将uv子光束聚焦到毛细管101-1的芯上。在一个实施例中，uv子光束被聚焦，使得其直径从透镜212/234处的约1毫米减小到毛细管芯处的约10微米。
在其它实施例中，可以使用其它光学聚焦功率。在毛细管101处期望的光斑大小或光束直径(以及因此所需的聚焦功率)将部分地取决于用于特定实施方案的毛细管101的直径。在某些实施例中，一个或多个光学元件，如一个或多个小透镜或衍射光学元件(未示出)，可以放置在光纤阵列251的光纤与相应毛细管101之间，以单独控制一个或多个对应uv子光束的聚焦。聚焦uv子光束以具有较小光束直径会将uv子光束的功率集中到毛细管101的芯。结果是，通过减少或消除毛细管之间的串扰以及通过提供足够的照射功率以获得可用的透射率或吸收率测量，提高了uv吸收率测量的精度。因此，小透镜121的使用改善了uv透射率和吸收率测量的信噪比。
47.如图3所绘示，uv子光束掩模131安置在小透镜121与毛细管101-1之间。uv子光束掩模131可以是例如针孔掩模，其减少或消除毛细管101-1的芯外部的uv光或照射。uv子光束掩模131因此可以进一步减少毛细管之间的串扰，并且因此进一步改善uv透射率和吸收率测量的信噪比。其它小透镜和uv子光束掩模可以以与图3所示类似的方式安置。uv子光束耦合的以上描述使用光纤251-1、小透镜121、掩模131和毛细管101-1作为实例。应当理解，其它光纤、小透镜、掩模和毛细管可以以相同或类似的方式操作。图3绘示了短工作距离实施例。在所绘示的实施例中，小透镜具有短工作距离，并且安置在光纤阵列251的各个光纤的光输出端以及各个uv子光束掩模和毛细管101附近(例如，几微米至1mm)。在一些短工作距离实施例中，光纤阵列251、短工作距离小透镜阵列、uv子光束掩模和毛细管101相对于彼此安装，使得它们彼此光学预对准。此外，在如图3所绘示的短工作距离配置的一些实施例中，光纤阵列251和261、短工作距离小透镜阵列、uv子光束掩模和毛细管101被集成或封装到单个可替换组合件中。当需要替换毛细管时，通过替换包含光纤阵列和毛细管阵列的整个单元来替换它们。因此，用户不需要将替换的毛细管阵列与光纤阵列对准，因为光纤和毛细管阵列在替换单元内预对准。
48.在图7a和7b所绘示的替代实施例中，棱镜对702用于引导uv光通过毛细管阵列704中的每个毛细管以进行吸收率测量。这种布置允许毛细管阵列704与接收光纤阵列706和照射光纤阵列708平行(而不是垂直)地布置。这可以允许毛细管/光纤阵列单元更容易地定位在仪器内。图7a绘示了该替代方案的侧视图，并且图7b示出了该替代方案的横截面的正视图。图7b示出了布置在毛细管阵列704上方的棱镜702和接收光纤阵列706，以及布置在毛细管阵列704下方的棱镜702和照射光纤阵列708。本领域技术人员将理解，如图7b所示，接收光纤阵列706包括多个光纤，光纤中的每一个与相应棱镜702耦合。类似地，照射光纤阵列708包括多个光纤，光纤中的每一个与相应棱镜702耦合。而且，接收光纤阵列706中的每个光纤和照射光纤阵列708中的每个光纤与毛细管阵列704中的对应毛细管布置在一起。
49.回到图3的描述，光纤阵列261接收通过毛细管101的uv子光束。光纤阵列261还将接收到的uv子光束递送到检测器模块290(图2中示出)。在一些实施例(如图3所绘示的实施例)中，光纤阵列261中的光纤优选地具有比光纤阵列251中的光纤更大的直径。例如，光纤261-1的纤芯直径大于光纤251-1的纤芯直径。由于较大的收集孔径，光纤阵列261中较大直径的光纤提高了与例如收集通过毛细管101的uv子光束相关联的收集效率。接收到的uv子光束的递送和由检测模块290的相应检测器的检测将在下面关于图4和5更详细地描述。
50.在替代实施例(图3中未示出)中，可以实施长工作距离实施例。在此类实施例中，光纤阵列(例如，类似于图3中的阵列251的照射光纤阵列)将uv子光束引导到长工作距离小
透镜阵列，而不是短工作距离小透镜阵列。与短工作距离透镜相比，长工作距离小透镜阵列具有更长的工作距离(例如，几毫米至几厘米)，并且因此具有更长的聚焦距离。在替代实施例中，长工作距离小透镜将各个uv子光束聚焦到各个毛细管的芯上。类似于以上在图3的语境中描述的那些，uv子光束掩模可以安置在长工作距离小透镜与相应毛细管之间，以减少或消除在相应毛细管的芯外部的uv光或照射。
51.此外，该替代实施例还包括安置在毛细管与接收光纤阵列之间的接收小透镜阵列。接收小透镜阵列也可以是长工作距离小透镜阵列。接收小透镜阵列接收通过毛细管的uv子光束。接收小透镜阵列还将接收到的uv子光束聚焦到接收光纤阵列的各个光纤上。接收光纤阵列还将接收到的uv子光束递送到检测器模块290(图2中示出)。
52.与图3所示的短工作距离实施例不同，长工作距离实施例能够使小透镜阵列与毛细管脱离。结果是，毛细管和小透镜阵列可以单独封装和替换。在基于长工作距离光纤阵列的系统中，通过致动器将毛细管对准到小透镜阵列。致动器可以由例如用户装置280控制。此外，因为长工作距离小透镜具有比短工作距离小透镜更长的聚焦距离，所以接收长工作距离小透镜可以更好地将从毛细管接收到的uv子光束对准并聚焦到对应接收光纤。结果是，接收光纤不需要具有比照射光纤更大的直径。
53.光束b2：uv荧光测量
54.再次参考图2，uv源202发射uv光束b2。在所绘示的实施例中，如前所述，uv源202可以在与uv源201/204不同的波长下工作。如图2所绘示，半波片221和偏振分束器222被配置成将光束b2分成两个光束：b2-r和b2-l。在一个实施例中，光束b2被均匀地分成光束b2-r和b2-l。在其它实施例中，可以调整分束比以实施非均匀分束。
55.光束b2-r被镜子226反射通过半波片253，并且然后在通过二向色镜247和针孔掩模238之前被镜子227和228反射。然后，透镜248将光束聚焦到毛细管101上或其附近，并且光束在第一方向(从图2的绘示的角度从右到左)上传播通过毛细管101。
56.光束b2-l通过半波片223、偏振分束器231、半波片224、二向色镜244和针孔掩模236。然后，透镜225将光束b2-l聚焦到毛细管101上或其附近，并且光束在与b2-r的方向相反的第二方向上传播通过毛细管101，该第二方向从绘示的角度从左到右。将光束b2分成光束部分b2-l和b2-r并使每个光束部分在相反的方向上传播通过毛细管101的阵列允许跨毛细管101的阵列提供更均匀的激发能量。
57.由光束b2-l和b2-r激发毛细管101中的每一个中的物质而产生的荧光被图2所示的光纤阵列261收集和准直。图3绘示了关于用于收集荧光的光学元件的某些细节。在一些实施例中，荧光掩模安置在毛细管101与光纤阵列261的相应光纤之间，以减少或消除邻近毛细管之间的荧光发射串扰。例如，荧光掩模141安置在毛细管101-1与光纤261-1之间，以减少或消除毛细管101-1与101-2之间的荧光发射串扰。如图所示，各个其它荧光掩模类似地安置(但未单独编号)在各个其它毛细管(101-2、101-3、101-4、101-5、101-6、101-7、101-8、101-ref)与光纤(261-2、261-2、261-3、261-4、261-5、261-6、261-7和261-8以及261-ref)之间。
58.如图3所绘示，使用荧光掩模141和/或安置在毛细管101-2与光纤261-2之间的荧光掩模，可以减少或阻挡来自毛细管101-1的荧光发射，使得光纤261-2基本上从毛细管101-1接收减少的荧光发射或不接收荧光发射，反之亦然。因此可以改善信噪比。光纤阵列
261将接收到的荧光发射递送到图2的检测器模块290。接收到的荧光发射的递送和由检测模块290的相应检测器的检测将在下面关于图4和5更详细地描述。在一些实施例中，光纤阵列261中的光纤可以具有比光纤阵列251中的光纤更大的直径。例如，光纤261-1可以具有比光纤251-1更大的纤芯直径。由于较大的收集孔径，光纤阵列261中较大直径的光纤提高了与例如收集uv荧光发射相关联的收集效率。
59.光束b3：可见荧光
60.如图2所绘示，可见光源203发射可见光束b3。半波片241和偏振分束器242被配置成将光束b3分成两束：b3-r和b3-l。在一个实施例中，光束b3被均匀地分成光束b3-r和b3-l。在其它实施例中，可以调整分束比以实施非均匀分束。
61.光束b3-r通过半波片245并被镜子246和二向色镜247反射。二向色镜将光束b3-r通过针孔掩模238反射到透镜248。然后，透镜248将光束聚焦到毛细管101上或其附近，并且光束在第一方向(从图2的绘示的角度从右到左)上传播通过毛细管101。光束b3-l通过半波片243并被二向色镜244通过针孔掩模236反射到透镜225。然后，透镜225将光束聚焦到毛细管101上或其附近，并且光束在与b3-r的方向相反的第二方向上传播通过毛细管101，该第二方向从绘示的角度从左到右。将光束b3分成光束部分b3-l和b3-r并使每个光束部分在相反的方向上传播通过毛细管101的阵列允许更均匀地跨毛细管101的阵列提供激发能量。
62.由光束b3-l和b3-r激发毛细管101中的物质而产生的荧光被图2所示的光纤阵列261收集和准直。如上所述，图3绘示了关于收集荧光的某些细节。收集可见光源203的光束b3激发产生的荧光与以上关于uv源202的光束b2所描述的相同或类似，因此不再单独描述。
63.对于源自光束b2(uv)和b3(可见光)的荧光激发光束，针孔(或光束掩模)236和238可以用于分别阻挡从右到左传播的光束(b2-r和b3-r)和从左到右传播的光束(b2-l和b3-l)，以及由这些光束产生的来自毛细管阵列的任何背反射传播回源202和203。针孔236、238对反向传播光束和背反射的阻挡可以通过在正向传播光束中使用偏移角来增强。
64.半波片224、253、243和245可以用于旋转光束b2-l(片224)、b2-r(片253)、b3-l(片243)和b3-r(片245)的偏振。片224和253(在uv光束b2-l和b2-r上)赋予的偏振旋转可以用于控制拉曼背景发射强度和/或减少激光束背反射。片243和245(在可见光束b3-l和b3-r上)赋予的偏振旋转可以用于背景控制和/或减少激光束背反射。
65.二向色镜244和247耦合用于激发毛细管101中的物质的荧光的uv和可见光束。具体地，二向色镜244耦合uv光束b2-l和可见光束b3-l，并且二向色镜247耦合uv光束b2-r和可见光束b3-r。
66.各种特征组合
67.光学检测系统的所绘示的实施例体现了各种不同的特征组合。这些各种组合(单独或一起)各自形成潜在不同的实施例，并且一些组合的使用不一定需要其它组合的使用。例如：
68.在一个方面，光学检测系统200提供允许不同波长下的两个uv源用于吸收率测量的光路。在另一方面，沿着对应于依赖于每个源的uv吸收率测量的路径的光学组件中的至少一些是共享的。
69.在另一方面，沿着用于通过uv光束激发荧光的路径和沿着用于通过可见光束激发荧光的路径的至少一些光学组件是共享的，并且沿着用于收集和测量由这些光束激发的毛
细管中的物质的荧光的路径的至少一些组件是共享的。
70.在完全组合的方面，光学组件被配置和布置在光学检测系统200中以进行以下操作：使用在不同波长下操作的两个uv源测量毛细管阵列中的物质的uv吸收率；使用两个uv源中的一个来激发和测量毛细管阵列中的物质的荧光；以及使用可见光源来激发和测量毛细管阵列中的物质的荧光。在另一方面，两个uv源和/或可见光源中的一个或多个被配置成提供点源，例如激光器和一个或多个光学元件以产生点源。在相关方面，参考光束和参考毛细管用于生成参考信号，以用于从对应于其它毛细管的测量信号中去除噪声。
71.图4绘示了关于图2的光学检测系统200中的用于平行光检测的光学元件的某些附加细节。平行光检测可以基于波长去耦。如上所述，光纤阵列261递送通过毛细管101的uv子光束、由uv源202的光束b2激发产生的荧光发射，和/或由可见光源203的光束b3激发产生的荧光发射。这些透射的子光束或发射可以在光纤阵列261中组合或混合，并被递送到检测器模块290。在一些实施例中，检测器模块290可以包括不同的检测器，以针对不同类型的测量来检测具有不同波长的光信号。例如，如图4所绘示，检测器模块290包括检测器291，其检测透射的uv子光束(通过毛细管101的uv子光束)的像点。检测器模块290还包括检测器292，其检测由uv源202的光束b2激发产生的荧光发射的像点。检测器模块290还包括检测器293，其检测由可见光源203的光束b3激发产生的荧光发射的像点。
72.如图4所绘示，光学检测系统200可以执行波长去耦，使得具有混合波长的光信号被成像到不同的检测器291-293上。例如，为了执行波长去耦，光学检测系统200可以包括小透镜阵列401、二向色镜421和422、反射镜423，以及小透镜阵列411、412和413。光纤阵列261将具有混合波长的光信号传输到小透镜阵列401。小透镜阵列401中的小透镜准直从光纤阵列261接收的光信号。在图4所示的实施例中，小透镜阵列401中的每个小透镜对应于光纤阵列261中的相应光纤。
73.然后，准直的光信号传播通过二向色镜421，其被配置成将具有特定波长或波段的光信号与剩余的光信号分离。例如，二向色镜421可以基于波长差异将通过毛细管101以用于透射率/吸收率测量的uv子光束与荧光发射分离。使用二向色镜421，具有特定波长或波段的uv子光束可以通过二向色镜421，但是具有不同波长或波段的荧光发射被反射。然后，通过二向色镜421的这些uv子光束通过小透镜阵列411进一步传播到光纤阵列441。小透镜阵列411将uv子光束聚焦、准直并对准到光纤阵列441，该光纤阵列将接收到的uv子光束递送到检测器291。检测器291检测这些uv子光束的像点，以用于uv透射率和吸收率测量。
74.如图4所绘示，由二向色镜421反射的荧光发射传播到二向色镜422，该二向色镜被配置成将具有特定波长或波段的光信号与剩余的光信号分离。例如，二向色镜422可以基于波长差异分离由uv源202的光束b2激发产生的荧光发射和由可见光源203的光束b3激发产生的荧光发射。使用二向色镜422，由uv源202的光束b2激发产生的荧光发射被二向色镜422反射，但由可见光源203的光束b3激发产生的荧光发射通过二向色镜422。然后，由二向色镜422反射的uv荧光发射通过小透镜阵列412进一步传播到光纤阵列442。小透镜阵列412将这些uv荧光发射聚焦、准直并对准到光纤阵列442，该光纤阵列将接收到的uv荧光发射递送到检测器292。检测器292检测由uv源202的光束b2激发产生的这些荧光发射的像点，以用于uv荧光测量。
75.如上所述，通过二向色镜422的荧光发射可以是由可见光源203的光束b3激发产生
的荧光发射。这些荧光发射可以被镜子423反射并通过小透镜阵列413进一步传播到光纤阵列443。小透镜阵列413将这些荧光发射聚焦、准直并对准到光纤阵列443，该光纤阵列将接收到的荧光发射递送到检测器293。检测器293检测由可见光源203的光束b3激发产生的这些荧光发射的像点，以用于可见光荧光测量。
76.如图4所绘示和如上所述，使用二向色镜和小透镜阵列，可以将具有混合波长的光信号提供给相应检测器291、292和293，以用于同时或至少部分并行地执行不同的测量(例如，uv吸收率、uv荧光和可见荧光)。并行地执行不同测量的能力提高了测量效率和速度。
77.图5a至5c绘示了图4所绘示的系统部分的替代实施例。图5a至5c所示的实施例被布置用于串行地而不是并行地检测不同的光。在某些情况下，串行地执行不同的测量，并且因此由光纤阵列261递送的光信号一次可以仅用于一种测量类型。例如，uv吸收率、uv荧光和可见荧光的测量可以单独地或一个接一个地进行。结果是，在任何给定时间，由光纤阵列261递送的光信号可以具有单个波长或波段。因此可以不需要如上关于图4所述的波长去耦。
78.在图5a至5c所绘示的实施例中，光纤阵列261在给定时间递送对应于特定测量类型的光信号(uv吸收率、uv荧光或可见荧光)。光信号可以包括来自通过毛细管101的光束b1和b4的子光束的uv透射(即，未被吸收)部分、由uv源202的光束b2激发产生的荧光发射，或由可见光源203的光束b3激发产生的荧光发射。光纤阵列261通过耦合小透镜阵列501和511将光信号递送到光纤阵列541。小透镜阵列501和511将光信号聚焦、准直并对准到光纤阵列541。在一些实施例中，光纤阵列541包括多个子阵列，子阵列中的每一个被光学耦合到不同的检测器。例如，光纤阵列541可以包括光学耦合到检测器291的光纤子阵列541-1、光学耦合到检测器292的光纤子阵列541-2，以及光学耦合到检测器293的光纤子阵列541-3。光纤阵列541有时被称为检测器光纤阵列。
79.如图5b的侧视图所绘示，光纤阵列541可以机械地附接到或安装在可移动工作台(未示出)上。可以控制该可移动工作台(例如，由图1的用户装置280控制)以将光纤阵列541的一个子阵列与相应检测器291、292或293以及与耦合小透镜阵列511对准。例如，如果正在执行uv透射率或吸收率测量，则光纤阵列261递送通过毛细管101的uv子光束。可以控制可移动工作台以将光纤子阵列541-1对准到检测器291以及小透镜阵列511的焦点。类似地，如果正在执行uv荧光测量，则光纤阵列261递送由uv源202的光束b2激发产生的荧光发射。然后可以控制可移动工作台以将光纤子阵列541-2对准到检测器292以及小透镜阵列511的焦点。并且如果正在执行可见光荧光测量，则光纤阵列261递送由可见光源203的光束b3激发产生的荧光发射。然后可以控制可移动台以将光纤子阵列541-3对准到检测器293以及小透镜阵列511的焦点。
80.图6a绘示了图1的实施例的光学检测系统的另一实施例。在一些实施例中，图1所示的uv源和可见光源可以是灯，而不是激光器。如图6a所绘示，可以使用附加的光学元件将从灯601发射的光学耦合到光纤阵列251。灯601发射uv光或可见光。与激光束相反，从灯601发射的光为发散形状，使得发射的光的功率以比激光束大得多的角度分散。从灯601发射的光传播到包括透镜612和透镜613的照射耦合器。透镜612收集从灯601发射的光，并且透镜613将收集的光聚焦到光纤束650上。
81.在一个实施例中，如图6b和6c所示的横截面视图所绘示，光纤束650包括在不同端
部处不同地布置的多个光纤。多个光纤在第一端650-in处被布置成束(例如，光纤至少部分地被管或圆形外壳包围)，并且在第二端650-out处被布置成行或近似直线。第一端650-in接收由透镜613聚焦的光信号。因此，在第一端650-in处的更密集封装的光纤束可以具有更高的光学耦合效率。第二端650-out和光纤阵列251类似地布置成行或近似直线。结果是，光纤束650可以光学对准以耦合到光纤阵列251，以用于将光信号递送到毛细管101。
82.在一些实施例中，灯601可以是发射具有多于一个波长或波段的光的uv光源。例如，灯601可以是宽带uv光源，其发射具有对应于图1中的uv源201、202和204的波长的波长的光。在任何给定时间，可以执行特定测量(例如，uv透射率或吸收率测量)，并且因此可能需要使用具有特定波长或波段的光源。在一些实施例中，滤光轮614可以安置在照射耦合器(包括透镜612和透镜613)与光纤束650之间。可以控制滤光轮614(例如，由用户装置280控制)以选择要安置或插入到照射耦合器与光纤束650之间的光路中的适当滤光器。例如，当执行uv透射率或吸收率测量时，可以选择滤光轮614的第一滤光器以允许具有第一波长或波段的uv光通过，同时基本上阻挡具有其它波长的光。类似地，可以选择滤光轮614的第二或第三滤光器用于分别执行uv荧光或可见光荧光测量。
83.图8是绘示出从检测器291、292和293输出到dsp单元298的信号和由dsp单元298输出的降低的噪声信号的框图。可以理解，所示的从检测器到dsp单元298以及示出为来自dsp单元298的输出的分离线不一定表示所绘示元件(和来自其的输出)之间的不同硬件连接。相反，它们仅表示不同的信号通道。在一些实施例中，这些分离的信号通道可以用物理上分离的连接来实施；然而，在其它实施例中，它们被实施为在相同物理管道上传递的分离的信号通道。
84.每个检测器向dsp单元298输出9个信号，即，一个信号对应于每个毛细管测量，毛细管测量包括包含样品溶液的8个毛细管和一个没有任何填充有样品的溶液的参考毛细管的测量。检测器291向dsp 298输出信号71-1、71-2、71-3、71-4、71-5、71-6、71-7、71-8和71-ref，它们分别对应于毛细管101-1、101-2、101-3、101-4、101-5、101-6、101-7、101-8和101-ref的第一波长uv吸收率测量。信号71-1至71-8将包括与源201和/或源204相关的噪声、与样品溶液相关的噪声以及与各个毛细管相关的噪声。信号71-ref将含有与源201/204和毛细管101-ref相关的噪声，但是它将不含有与样品相关的噪声。dps单元298通过使用例如采用如维纳滤波、最小平方滤波等方法的互相关技术和/或其它技术来将信号71-1至71-8与参考信号71-ref进行比较以从信号71-1至71-8中去除与源201/204和毛细管相关的噪声，以获得dsp输出信号81-1、81-2、81-3、81-4、81-5、81-6、81-7以及81-8，其相对于信号71-1至71-8具有显著降低的源和毛细管相关噪声。
85.检测器292向dsp 298输出信号72-1、72-2、72-3、72-4、72-5、72-6、72-7、72-8和72-ref，它们分别对应于毛细管101-1、101-2、101-3、101-4、101-5、101-6、101-7、101-8和101-ref的第二波长uv吸收率测量。信号72-1至72-8将包括与源202相关的噪声、与样品溶液相关的噪声以及与各个毛细管相关的噪声。信号72-ref将含有与源202和毛细管101-ref相关的噪声，但是它将不含有与样品相关的噪声。dps单元298通过使用例如前述用于去除信号噪声的技术来将信号72-1至72-8与参考信号72-ref进行比较，以从信号72-1至72-8中去除与源和毛细管相关的噪声。dsp 298输出信号82-1、82-2、82-3、82-4、82-5、82-6、82-7以及82-8，其相对于信号72-1至72-8具有显著降低的源和毛细管相关噪声。
86.检测器293向dsp 298输出信号73-1、73-2、73-3、73-4、73-5、73-6、73-7、73-8和73-ref，它们分别对应于毛细管101-1、101-2、101-3、101-4、101-5、101-6、101-7、101-8和101-ref的uv荧光测量。信号73-1至73-8将包括与源203相关的噪声、与样品溶液相关的噪声以及与各个毛细管相关的噪声。信号73-ref将含有与源203和毛细管101-ref相关的噪声，但是它将不含有与样品相关的噪声。dps单元298通过使用例如前述用于去除信号噪声的技术来将信号73-1至73-8与参考信号73-ref进行比较，以从信号73-1至73-8中去除与源和毛细管相关的噪声。dsp 298输出信号83-1、83-2、83-3、83-4、83-5、83-6、83-7以及83-8，其相对于信号73-1至73-8具有显著降低的源和毛细管相关噪声。
87.dsp 298可以在专门配置的硬件中被实施为处理逻辑，例如，在为相关处理逻辑编程的现场可编程门阵列(fpga)中、在定制硬件中，例如，在专用集成电路(asic)中，和/或在专用或通用处理器上(例如，在用户装置280的处理器上，或在位于仪器1000中别处的处理器上)执行的软件中。
88.虽然本发明已特别地关于所说明实施例进行描述，但应了解，各种更改、修改和调适可基于本公开作出并且意图在本发明的范围内。
89.可以根据本发明的各方面的精神和范围来实施的所公开的实施例的许多替代方案的一些实例包括但不限于以下内容：在一些替代实施例中，可以使用反射而不是透射光学器件(例如，抛物面镜而不是透镜)来将相关光束引导到毛细管上。在一些实施例中，可以使用反射而不是透射光学器件来将相关光束引导到相关检测器上。在一些实施例中，光纤可以用于检测路径(将光从毛细管引导到检测器)，但不一定用于照射路径(将电磁辐射从源引导到毛细管)。
90.在所绘示的实施例中，透射率/吸收率测量和荧光测量均基于照射阵列的给定毛细管的相同窗口来进行。换句话说，毛细管的相同区域针对与透射率/吸收率测量相关的照射和与荧光测量相关的照射。然而，在一些替代方案中，可以使用单独的窗口。例如，用于uv吸收率测量的照射可以发生在毛细管的第一区域，并且用于荧光测量的照射可以发生在纵向远离第一区域的第二区域。在此类实施例中，将针对每个窗口实施不同的光路，并且不一定需要图2至6所绘示的实施例的分离光学器件中的一些。
91.这些和其它变化将被理解为在本发明的潜在实施例的范围内。
92.虽然已经结合目前被认为是最实用和优选的实施例描述了本发明，但是应当理解，本发明不限于所公开的实施例，相反，本发明旨在覆盖包括在如上文和下文参考的各种实施例所描述的本发明的基本原理的范围内的各种修改和等效布置。
93.所选实施例包括：
94.1.一种用于毛细管电泳仪器的光学检测系统，其包含：
95.紫外(uv)源；以及
96.吸收率测量光路，所述吸收率测量光路包含第一多个光学元件，所述第一多个光学元件被布置成从由所述uv源发射的uv光束获得多个相应uv子光束，并且将所述相应uv子光束引导通过多个毛细管中的相应毛细管并引导到吸收率检测器，所述吸收率检测器被定位成检测相应信号以用于获得对应于所述相应毛细管的相应uv吸收率测量。
97.2.根据条款1所述的光学检测系统，其还包含：
98.荧光激发光路，所述荧光激发光路包含第二多个光学元件，所述第二多个光学元
件被布置成将所述uv光束引导通过所述多个毛细管，并且将来自所述多个毛细管中的所述相应毛细管的相应荧光信号引导到荧光检测器，所述荧光检测器被定位成检测所述相应信号以用于获得对应于所述相应毛细管的相应荧光测量。
99.3.根据条款2所述的光学检测系统，其中所述第二多个光学元件包含所述第一多个光学元件中的至少一些。
100.4.根据条款2所述的光学检测系统，其中所述第一多个光学元件和所述第二多个光学元件中的一个或多个光学元件可配置成基本上同时将所述uv光束的相应部分引导通过所述吸收率测量光路和通过荧光测量光路。
101.5.根据条款2所述的光学检测系统，其中所述第一多个光学元件和所述第二多个光学元件中的一个或多个光学元件可配置成在第一模式与第二模式之间重新配置所述光学检测系统，所述第一模式的特征为其中所述uv光束被引导到所述吸收率测量光路上的所述系统的配置，并且所述第二模式的特征为其中所述uv光束被引导到荧光测量光路上的所述系统的配置。
102.6.根据条款1所述的光学检测系统，其中所述uv源是在第一波长下操作的第一uv源，所述uv光束是第一uv光束，并且所述吸收率测量光路是第一吸收率测量光路，所述光学检测系统还包含：
103.在第二波长下操作的第二uv源；以及
104.第二吸收率测量光路，所述第二吸收率测量光路包含第三多个光学元件，所述第三多个光学元件被布置成从由所述第二uv源发射的uv光束获得多个相应uv子光束，并且将所述相应uv子光束引导通过多个毛细管中的相应毛细管并引导到吸收率检测器，所述吸收率检测器被定位成检测相应信号以用于获得对应于所述相应毛细管的相应uv吸收率测量。
105.7.根据条款1至6中任一项所述的光学检测系统，其还包含：
106.可见光源；
107.荧光激发光路，所述荧光激发光路包含第三多个光学元件，所述第三多个光学元件被布置成将来自所述可见光源的荧光激发光束引导通过所述多个毛细管，并且将来自所述多个毛细管中的所述相应毛细管的相应荧光信号引导到可见光荧光检测器，所述可见光荧光检测器被定位成检测所述相应信号以用于获得对应于所述相应毛细管的相应荧光测量。
108.8.根据条款1至5中任一项所述的光学检测系统，其中所述uv源是点源；或者根据条款6所述的光学检测系统，其中所述uv源是点源，并且所述第二uv源是点源；或者根据条款7所述的光学检测系统，其中所述uv源是点源，所述第二uv源是点源，并且所述可见光源是点源。
109.9.根据条款8所述的光学检测系统，其中所述相应毛细管中的一个被指定为参考毛细管，所述光学检测系统还包含：
110.数字信号处理单元，所述数字信号处理单元被配置成使用对应于所述参考毛细管的信号来从对应于所述相应毛细管中的其它毛细管的信号中去除uv源和毛细管信号噪声，其中所述其它毛细管被指定来承载样品。
111.10.根据条款1所述的光学检测系统，其中所述第一多个光学元件包含用于从所述uv光束获得所述相应uv子光束的衍射光学元件。
112.11.一种用于毛细管电泳仪器的光学检测系统，其包含：
113.在第一波长下操作的第一紫外(uv)源；
114.第一吸收率测量光路，所述第一吸收率测量光路包含第一多个光学元件，所述第一多个光学元件被布置成从由所述第一uv源发射的uv光束获得多个第一相应uv子光束，并且将所述相应uv子光束引导通过多个毛细管中的相应毛细管并引导到吸收率检测器，所述吸收率检测器被定位成检测相应信号以用于获得对应于所述相应毛细管的相应uv吸收率测量；
115.在第二波长下操作的第二uv源；以及
116.第二吸收率测量光路，所述第二吸收率测量光路包含第二多个光学元件，所述第二多个光学元件被布置成从由所述第二uv源发射的uv光束获得多个第二相应uv子光束，并且将所述第二相应uv子光束引导通过所述多个毛细管中的相应毛细管并引导到吸收率检测器，所述吸收率检测器被定位成检测相应信号以用于获得对应于所述相应毛细管的相应uv吸收率测量。
117.12.根据条款11所述的光学检测系统，其中所述第二多个光学元件包含所述第一多个光学元件中的至少一些。
118.13.根据条款11所述的光学检测系统，其还包含：
119.荧光激发光路，所述荧光激发光路包含第三多个光学元件，所述第三多个光学元件被布置成将源自所述第一uv源的uv光束引导通过所述多个毛细管，并且将来自所述多个毛细管中的所述相应毛细管的相应荧光信号引导到荧光检测器，所述荧光检测器被定位成检测所述相应信号以用于获得对应于所述相应毛细管的相应荧光测量。
120.14.根据条款13所述的光学检测系统，其中所述第三多个光学元件包含所述第一多个光学元件中的至少一些。
121.15.根据条款11至14中任一项所述的光学检测系统，其还包含：
122.可见光源；
123.荧光激发光路，所述荧光激发光路包含第四多个光学元件，所述第四多个光学元件被布置成将来自所述可见光源的荧光激发光束引导通过所述多个毛细管，并且将来自所述多个毛细管中的所述相应毛细管的相应荧光信号引导到可见光荧光检测器，所述可见光荧光检测器被定位成检测所述相应信号以用于获得对应于所述相应毛细管的相应荧光测量。
124.16.根据条款15所述的光学检测系统，其中所述第四多个光学元件包含所述第三多个光学元件中的至少一些。
125.17.根据条款11至14中任一项所述的光学检测系统，其中所述第一uv源和所述第二uv源是点源；或者根据条款15至16中任一项所述的光学检测系统，其中所述第一uv源是点源，所述第二uv源是点源，并且所述可见光源是点源。
126.18.根据条款17所述的光学检测系统，其中所述相应毛细管中的一个被指定为参考毛细管，所述光学检测系统还包含：
127.数字信号处理单元，所述数字信号处理单元被配置成使用对应于所述参考毛细管的信号来从对应于所述相应毛细管中的其它毛细管的信号中去除uv源和毛细管信号噪声，其中所述其它毛细管被指定来承载样品。
128.19.根据条款11所述的光学检测系统，其中所述第一多个光学元件包含用于从所述第一uv光束获得所述第一相应uv子光束的衍射光学元件。
129.20.一种用于毛细管电泳仪器的光学检测系统，其包含：
130.紫外(uv)点源；
131.吸收率测量光路，所述吸收率测量光路包含第一多个光学元件，所述第一多个光学元件被布置成从由所述uv点源发射的uv光束获得多个相应uv子光束，并且将所述相应uv子光束引导通过多个毛细管中的相应毛细管并引导到吸收率检测器，所述吸收率检测器被定位成检测相应信号以用于获得对应于所述相应毛细管的相应uv吸收率测量。
132.21.根据条款20所述的光学检测系统，其还包含：
133.荧光激发光路，所述荧光激发光路包含第二多个光学元件，所述第二多个光学元件被布置成将所述uv光束引导通过所述多个毛细管，并且将来自所述多个毛细管中的所述相应毛细管的相应荧光信号引导到荧光检测器，所述荧光检测器被定位成检测所述相应信号以用于获得对应于所述相应毛细管的相应荧光测量。
134.22.根据条款21所述的光学检测系统，其中所述第二多个光学元件包含所述第一多个光学元件中的至少一些。
135.23.根据条款21所述的光学检测系统，其中所述第一多个光学元件和所述第二多个光学元件中的一个或多个光学元件可配置成基本上同时将所述uv光束的相应部分引导通过所述吸收率测量光路和通过荧光测量光路。
136.24.根据条款21所述的光学检测系统，其中所述第一多个光学元件和所述第二多个光学元件中的一个或多个光学元件可配置成在第一模式与第二模式之间重新配置所述光学检测系统，所述第一模式的特征为其中所述uv光束被引导到所述吸收率测量光路上的所述系统的配置，并且所述第二模式的特征为其中所述uv光束被引导到荧光测量光路上的所述系统的配置。
137.25.根据条款20所述的光学检测系统，其中所述uv源是在第一波长下操作的第一uv源，所述uv光束是第一uv光束，并且所述吸收率测量光路是第一吸收率测量光路，所述光学检测系统还包含：
138.第二uv源，所述第二uv源是点源并且在第二波长下操作；以及
139.第二吸收率测量光路，所述第二吸收率测量光路包含第三多个光学元件，所述第三多个光学元件被布置成从由所述第二uv源发射的uv光束获得多个相应uv子光束，并且将所述相应uv子光束引导通过多个毛细管中的相应毛细管并引导到吸收率检测器，所述吸收率检测器被定位成检测相应信号以用于获得对应于所述相应毛细管的相应uv吸收率测量。
140.26.根据条款20至25中任一项所述的光学检测系统，其还包含：
141.可见光点源；
142.荧光激发光路，所述荧光激发光路包含第二多个光学元件，所述第二多个光学元件被布置成将来自所述可见光点源的荧光激发光束引导通过所述多个毛细管，并且将来自所述多个毛细管中的所述相应毛细管的相应荧光信号引导到可见光荧光检测器，所述可见光荧光检测器被定位成检测所述相应信号以用于获得对应于所述相应毛细管的相应荧光测量。
143.27.根据条款20至25中任一项所述的光学检测系统，其还包含：
144.数字信号处理单元，所述数字信号处理单元被配置成使用对应于所述相应毛细管的参考毛细管的信号来从对应于所述相应毛细管中的其它毛细管的信号中去除uv源和毛细管信号噪声，其中所述其它毛细管被指定来承载样品。
145.28.根据条款20至24中任一项所述的光学检测系统，其中所述点源产生光束直径小于或等于5微米、小于或等于10微米、小于或等于20微米、小于或等于50微米、小于或等于100微米或者小于或等于200微米的光束。
146.29.根据条款20所述的光学检测系统，其中所述第一多个光学元件包含用于从所述uv光束获得所述相应uv子光束的衍射光学元件。
147.30.一种用于毛细管电泳仪器的光学检测系统，其包含：
148.紫外(uv)源；以及
149.吸收率测量光路，所述吸收率测量光路包含第一多个光学元件，所述第一多个光学元件包含第一光纤阵列和其它元件，所述第一多个光学元件被布置成：
150.从由所述uv源发射的uv光束获得多个相应uv子光束，并且
151.至少部分地使用所述第一光纤阵列将所述相应uv子光束引导通过多个毛细管中的相应毛细管并引导到吸收率检测器，所述吸收率检测器被定位成检测相应信号以用于获得对应于所述相应毛细管的相应uv吸收率测量。
152.31.根据条款30所述的光学检测系统，其中所述第一多个光学元件还包含：
153.包含相应小透镜的小透镜阵列，所述相应小透镜被布置成将使用所述第一光纤阵列引导的所述相应uv子光束对准到所述多个毛细管中的所述相应毛细管的芯；以及
154.安置在所述小透镜阵列的所述相应小透镜与所述多个毛细管中的所述相应毛细管之间的多个相应uv子光束掩模，所述相应uv子光束掩模被布置成减少来自所述多个毛细管中的所述相应毛细管的芯外部的所述相应uv子光束的uv光照射。
155.32.根据条款30所述的光学检测系统，其中所述uv源是在第一波长下操作的第一uv源，所述uv光束是第一uv光束，并且所述吸收率测量光路是第一吸收率测量光路，所述光学检测系统还包含：
156.在第二波长下操作的第二uv源；以及
157.第二吸收率测量光路，所述第二吸收率测量光路包含第二多个光学元件，所述第二多个光学元件包含所述第一光纤阵列和其它元件，所述第二多个光学元件被布置成：
158.从由所述第二uv源发射的第二uv光束获得多个相应第二uv子光束，并且
159.至少部分地使用所述第一光纤阵列将所述相应第二uv子光束引导通过所述多个毛细管中的所述相应毛细管并引导到所述吸收率检测器。
160.33.根据条款30所述的光学检测系统，其中所述uv源是在第一波长下操作的第一uv源，所述uv光束是第一uv光束，所述光学检测系统还包含：
161.第三uv源；以及
162.uv荧光激发光路，所述uv荧光激发光路包含第三多个光学元件，所述第三多个光学元件被布置成将从所述第三uv源发射的第三uv光束引导通过所述多个毛细管，并且将来自所述多个毛细管中的所述相应毛细管的相应荧光信号引导到uv荧光检测器，所述uv荧光检测器被定位成检测所述相应信号以用于获得对应于所述相应毛细管的相应uv荧光测量。
163.34.根据条款33所述的光学检测系统，其中所述第一多个光学元件和所述第三多
个光学元件可配置成同时将所述第一uv光束和所述第三uv光束分别引导通过所述吸收率测量光路和通过uv荧光测量光路。
164.35.根据条款33所述的光学检测系统，其还包含：
165.可见光源；
166.可见荧光激发光路，所述可见荧光激发光路包含第四多个光学元件，所述第四多个光学元件被布置成将由所述可见光源发射的可见荧光激发光束引导通过所述多个毛细管，并且将来自所述多个毛细管中的所述相应毛细管的相应可见荧光信号引导到可见光荧光检测器，所述可见光荧光检测器被定位成检测所述相应信号以用于获得对应于所述相应毛细管的相应可见荧光测量。
167.36.根据条款35所述的光学检测系统，其中所述第一多个光学元件、所述第三多个光学元件和所述第四多个光学元件可配置成分别同时将所述第一uv光束、所述第三uv光束和所述可见荧光激发光束分别引导通过所述吸收率测量光路、通过uv荧光测量光路和通过所述可见荧光激发光路。
168.37.根据条款36所述的光学检测系统，其中所述第一多个光学元件、所述第三多个光学元件和所述第四多个光学元件包含相同的第二光纤阵列，所述相同的第二光纤阵列被布置成递送以下各项中的一个或多个：
169.通过所述多个毛细管的所述uv子光束；
170.由所述第三uv光束激发产生的uv荧光发射；以及
171.由所述可见荧光激发光束产生的可见荧光发射。
172.38.根据条款37所述的光学检测系统，其中所述第二光纤阵列被光学耦合到多个波长去耦元件，所述多个波长去耦元件被布置成同时引导以下各项中的至少两个：
173.通过所述多个毛细管到达所述吸收率检测器的所述uv子光束，
174.由所述第三uv光束激发产生到达所述荧光检测器的所述uv荧光发射，以及
175.由所述可见荧光激发光束产生到达所述可见光荧光检测器的所述可见荧光发射。
176.39.根据条款37所述的光学检测系统，其中所述第二光纤阵列在时间上单独地光学耦合到以下各项中的一个：
177.第三光纤阵列，所述第三光纤阵列被布置成将通过所述多个毛细管的所述uv子光束引导到所述吸收率检测器；
178.第四光纤阵列，所述第四光纤阵列被布置成将由所述第三uv光束激发产生的所述uv荧光发射引导到所述荧光检测器，或者
179.第五光纤阵列，所述第五光纤阵列被布置成将由所述第三uv光束激发产生的所述uv荧光发射引导到所述荧光检测器。
180.40.根据条款30所述的光学检测系统，其中所述uv源是发射具有多个波长的光的光源，所述光学检测系统还包含波长选择元件，所述波长选择元件被布置成选择包含所述多个波长的子集的波长或波长范围。
181.41.根据条款40所述的光学检测系统，其中所述波长选择元件包含滤光轮。