专利名称：光波导干涉电泳检测系统及方法
技术领域：
本发明属于分析仪器技术领域，主要是涉及到毛细管电泳分离物质情况的检测分析的一种光波导干涉电泳检测系统及方法。
背景技术：
高效毛细管电泳是一种较新的分离技术。它与其他分离技术相比，具有高效、快速、进样量少等优点，宜于实现在进样、分离、检测到数据处理的全过程自动化。高效毛细管电泳的检测方法有光学、质谱、电化学和放射性同位素等，目前，高效毛细管电泳仪器的光学检测器包括uV-Vis、荧光(主要指LIF)、化学发光、拉曼光谱、火焰光度检测器(FPD)和其它以激光为光源的检测器，如激光吸收、折射指数和激光光热检测器等。当然每种检测方法都有其缺点和局限性，比如uV-Vis的光路长度受到毛细管内径的约束，一般检测限不低于10-8mol/L；对于化学发光、拉曼光谱、火焰光度检测器(FPD)只是对特定的某些物质有较好的效果。本发明与原有的检测方法相比，不仅有检测灵敏度高，体积小，价格低等优点，同时这种检测方法能将整个检测部件集成到一个硅片上，实现了集成化。
发明内容
本发明的目的是针对现有的技术而提出来的一种光波导干涉电泳检测系统及方法，以提高检测的灵敏度，减小体积，降低制造成本。
本发明通过以下技术方案来加以实现这种光波导干涉电泳检测系统主要是由半导体激光器、光波导、光电探测器和被检测的毛细管电泳组成。分支光波导I和分支光波导II分别通过主干光波导连接在半导体激光器和光电探测器之间，其检测方法是将半导体激光器发出来的激光分成两束光，之后分别在两个分支光波导中传播，在其中一个分支光波导的某段中被加上要被检测的毛细管电泳，当光分别经过两个分支光波导之后在主干光波导中发生干涉，干涉光通过光电探测器被探测，由于通过毛细管电泳的物质在随时间变化即折射率发生变化，因此被光电探测器所探测到的光强随时间发生明显的变化，经过计算机可以显示其随时间变化的光谱图。
其中半导体激光器和光电探测器都可以利用现有的技术将其与光波导和毛细管电泳一起做在一个硅片上。
本发明提供的光波导干涉电泳检测系统及检测方法具有检测信号随毛细管电泳中情况的变化而变化明显的特点，可以对毛细管电泳分离的情况随时进行监测，而且将整个检测部件集成到一个硅片上，具有高灵敏度、体积小、无活动部件、集成化、成本低等特点。是一种比较好的毛细管电泳检测方法，可广泛应用于生物分析化学、医学分析化学等领域。
图1是本发明的基本结构示意图；图2是本系统在一种情况下的探测波形。
图中1、半导体激光器2、分支光波导I 3、分支光波导II 4、光电探测器5、毛细管电泳6、主干光波导7、计算机。
具体实施例方式
以下结合附图对本发明的技术方案作进一步描述。
由图1可知，本发明包括半导体激光器1、分支光波导I 2、分支光波导II 3、光电探测器4、被检测的毛细管电泳5、主干光波导6和计算机7。可以利用半导体微细加工技术将半导体激光器、光电探测器、光波导等一体化集成在同一个硅片上，使整个系统的体积达到很小，并且检测方便，灵敏度高。由半导体激光器1发出来的激光被分成两束光之后，分别在分支光波导I 2和分支光波导II 3中传播，在其中一个分支光波导II 3的中段加上要被检测的毛细管电泳5，毛细管中的个组分依次通过检测点，见图中的A点，当光分别经过两个分支光波导之后在主干光波导6中发生干涉，干涉光通过光电探测器4被探测，则由于通过毛细管电泳的物质在随时间变化即折射率发生变化，因此被光电探测器所探测到的光强随时间发生明显的变化，经过计算机7可以显示其随时间变化的光谱图。
图2就是显示的通过本检测系统在一种情况下的探测波形。横轴X代表检测时间，纵轴代表探测输出强度。当时间变化时，毛细管电泳各组分在毛细管中的位置将发生变化。因此分支光波导II中的光通过毛细管时，光程将随时间发生变化。当与通过分支光波导I的光在主干光波导中发生干涉时，由于其光程差发生变化，从而干涉光强将随时间发生变化。光强的变化则会由光电探测器通过计算机反映出来，得到类似图2的输出图形，通过对图形的分析则会得到我们所想要知道的毛细管电泳中的物质分布情况，达到检测的目的。
权利要求
1.一种光波导干涉电泳检测系统，包括半导体激光器(1)、分支光波导I(2)、分支光波导II(3)、光电探测器(4)、被检测的毛细管电泳(5)和主干光波导(6)，分支光波导I(2)和分支光波导II(3)两端分别通过主干光波导(6)连接在半导体激光器(1)和光电探测器(4)之间，半导体激光器(1)发出来的激光被分成两束光之后，分别在分支光波导I(2)和分支光波导II(3)中传播，在其中一个分支光波导的中被加上要被检测的毛细管电泳(5)，当光分别经过两个分支光波导I(2)和分支光波导II(3)之后在主干光波导(6)中发生干涉，干涉光通过光电探测器(4)被探测，光电探测器(4)的信号接入计算机，经过计算机可以显示其随时间变化通过毛细管电泳的物质在随时间变化的光谱图。
2.根据权利要求1所述的光波导干涉电泳检测系统，其特征是，上述的半导体激光器(1)、分支光波导I(2)、分支光波导II(3)、光电探测器(4)、被检测的毛细管电泳(5)和主干光波导(6)被共同集成在一块硅片上。
3.一种光波导干涉电泳检测方法，其特征在于该方法是将由半导体激光器发出来的激光分成两束光，之后使其分别在两分支光波导中传播，并在其中一个光波导的中段加上要被检测的毛细管电泳，当光分别经过两个分支光波导之后在主干光波导中发生干涉，干涉光通过光电探测器被探测，则由于通过毛细管电泳的物质在随时间变化即折射率发生变化，因此被光电探测器所探测到的光强随时间发生明显的变化，作后经过计算机即可显示其随时间变化的光谱图。
全文摘要
本发明公开一种光波导干涉电泳检测系统，包括半导体激光器、分支光波导I、分支光波导II、光电探测器、被检测的毛细管电泳、主干光波导和计算机。它是利用半导体微细加工技术将半导体激光器、光电探测器、光波导等一体化集成在同一个硅片上。其检测方法是先见半导体激光器发出来的激光分成两束光，分别在两对称的分支光波导中传播，并在其中一个光波导的某段中被加上要被检测的毛细管电泳，当光分别经过两个分支光波导之后在主干光波导中发生干涉，干涉光通过光电探测器被探测，经过计算机可以显示其随时间变化的光谱图。本系统具有高灵敏度、体积小、无活动部件、集成化、成本低等特点，可广泛应用于生物分析化学、医学分析化学等领域。
文档编号B01D57/02GK1834626SQ20061007084
公开日2006年9月20日 申请日期2006年3月14日 优先权日2005年9月27日
发明者陈刚, 温志渝, 王建国 申请人:重庆大学