共聚焦激光诱导荧光检测器用反射式检测池的制作方法

专利名称：共聚焦激光诱导荧光检测器用反射式检测池的制作方法
共聚焦激光诱导荧光检测器用反射式检测池技术领域-本发明涉及一种激光诱导荧光检测器用检测池，尤其是一种成本低、灵敏 度高的共聚焦激光诱导荧光检测器用反射式检测池。
背景技术：
激光诱导荧光检测器(LIFD)是目前用于检测化学及生物样品的最灵敏检测技术，广泛用于常规高效液相色谱、微柱液相色谱及毛细管电泳等分离领域。 其光学结构可分为非共聚焦型和共聚焦型两类。共聚焦激光诱导荧光检测器的 激发光路与发射光路在同一轴线上，只需一套光学系统，其光路系统设计简单， 包括检测池、激光器、二色镜、激光聚焦及荧光采集物镜、滤光片、针孔及光 电转换器等光电元件，而在设计上最大限度地降低背景光源及尽可能地提高荧 光信号的采集效率是提高激光诱导荧光检测器灵敏度的两个主要手段，但现在 所有的激光诱导荧光检测器基本上都是从降低背景光源着手。降低背景光源除采用合理的光路系统及滤光等措施外，改变检测池的构型也是至关重要的。为此，GJ.Diebold和R.N.Zare， Science, 1979， 196:1444提出的无窗口式检测池，使激光束直接照射到毛细管的流出液滴上，但液滴的球面 将引起光散射；美国专利4548498采用的自由下流的射流池同样是一种无窗口 式检测池，在层流条件下，使背景散射光大大降低；Y. F. Cheng和N. J. Dovichi， Science, 1988, 242: 562及J. Z. Zhang,et al Clin. Chem.， 1991, 37: 1492提出的层 流池，在很大程度上也降低了背景散射光，达到了降低背景光源的目的。中国专利号为200520091024.9的实用新型专利也公开了 "一种高效液相色 谱系统共聚焦型激光诱导荧光检测器"，其主要目的也是降低背景光源。"检测 池内设有两个液流通道，两液流通道下方设有检测窗，不锈钢垫片压在检测窗 上，在检测池上还开有定位孔及固定孔；所述检测池为柱后检测池，两个液流 通道与激发光路在同一平面上并相互成120° "，"……所研究的柱后检测池的 光学窗口为平面光窗，相对于横截面为圆柱型的毛细管柱上检测池具有更低的 光学反射和散射，即光学背景小……"。尽管检测池的构型较多，但是因现有共聚焦激光诱导荧光检测系统的荧光
信号采集光路与荧光发射点同轴，而经激光诱导产生的荧光向空间四处发射， 因此只有指向荧光采集光路的荧光信号才被采集，导致现有共聚焦激光诱导荧 光检测器的荧光收集效率较低。虽然使用数值孔径较大的荧光采集透镜在一定 程度上可以提高荧光的采集效率，但数值孔径与物镜的工作距离成反比，激光 诱导荧光检测器工作距离的要求限制了更高数值孔径物镜的采用，况且高数值孔径物镜采用油浸方式，价格昂贵，所以目前的荧光收集效率只有10%左右，大大影响了激光诱导荧光检测器的检测灵敏度。

发明内容
本发明是为了解决现有技术所存在的荧光采集率低的技术问题，提供一种 成本低、灵敏度高的共聚焦激光诱导荧光检测器用反射式检测池。本发明的技术解决方案是 一种共聚焦激光诱导荧光检测器用反射式检测 池，有检测池体l，在检测池体l内有液体入口2、液体出口3，在所述液体入口 2、液体出口 3之间连接有液体通道4，在液体通道4的一侧面上固定有透射 镜片5，在液体通道4的另一侧面上固定有与透射镜片5相对设置的反射镜片6。所述的液体通道4是由左通道7、中间通道8及右通道9构成的Z型通道， 所述的透射镜片5、反射镜片6分别设置在中间通道8的两端。在所述透射镜片5、反射镜片6与液体通道4之间分别设有密封垫10、 11， 密封垫IO、 11上分别设有中心孔12、 13。在所述透射镜片5、反射镜片6与中间通道8两端头之间分别设有密封垫 10、 11，密封垫IO、 11上分别设有中心孔12、 13。在所述检测池体1上设有置于液体通道4两侧的固定槽14、15，密封垫10、 透射镜片5置于固定槽14内，在透射镜片5的后面有垫片16及与固定槽14 匹配的紧固块17;密封垫ll、反射镜片6置于固定槽15内，在反射镜片6的 后面有垫片18及与固定槽15匹配的紧固块19。所述的固定槽14、 15为内螺纹槽，所述紧固块17、 19上有外螺纹20、中 心孔21、 22及垫片固定槽23、 24。在紧固块18外侧设置有与检测池体1固定相接的光吸收盒25。本发明是在保证滤除大部分背景光的条件下，在检测池中的液体通道上直 接设置了荧光反射镜，使液体中背离荧光接收光路的荧光信号反射到荧光采集
系统，有效提高了荧光采集率，进而提高了检测器的灵敏度(检测限可达10—16mol/L、灵敏度为1.4xl013mV/mol/L)，避免了采用价格昂贵的高放大倍数 的荧光采集物镜，降低了生产成本，同时解决了因使用高放大倍数物镜(工作 距离短)所带来的空间位阻等设计难点，具有成本低、结构紧凑、体积小等优 点，可用于常规高效液相色谱、微柱液相色谱、毛细管电泳及生物芯片等研究 领域。尤其是本发明采用了 Z-型液体通道，不但保证入射光路与检测光路共轴， 而且可使光程更长，使之荧光的采集效率更高，具有柱外效应小、易于匹配等 优点，使检测灵敏度进一步提高。


图l、 2是本发明实施例的结构示意图。图3是本发明实施例Z-型液体通道的局部放大图。图4是本发明实施例对FITC浓度为2.77x10—9mol/L的响应信号图。图5是本发明实施例对FITC浓度为2.77x10—2()m0l/L的响应信号图。图6是本发明实施例以FITC响应信号的峰面积对浓度所作的响应曲线图。
具体实施例方式如图1、 2所示 一种共聚焦激光诱导荧光检测器用反射式检测池，同现有 技术一样，有检测池体l，在检测池体l内有液体入口2、液体出口3，在所述 液体入口 2、液体出口 3之间连接有液体通道4，与现有技术所不同的是在液体 通道4的一侧面上固定有透射镜片5 (透射石英镜片)，在液体通道4的另一侧 面上固定有与透射镜片5相对设置的反射镜片6 (反射石英镜片)，应保证被测 液体流经透射镜片5、反射镜片6。液体通道4可以是现有技术，但为了使光程 更长、荧光的采集效率更高、背景光源最小，最好采用如图3所示的Z-型液体 通道4,即由左通道7、中间通道8及右通道9构成，而透射镜片5、反射镜片 6分别设置在中间通道8的两端。为防止被测液体泄漏，在所述透射镜片5、反 射镜片6与液体通道4(中间通道8)之间分别设有密封垫10、 11，密封垫IO、 11上分别设有中心孔12、 13,透射镜片5、反射镜片6的固定方式有多种，图l、 2只例举其一，即在检 测池体1的两侧加工有与液体通道4贯通的固定槽14、 15,密封垫10、透射镜 片5依次置于固定槽14内，在透射镜片5的后面有垫片16及与固定槽14匹配
的紧固块17;密封垫U、反射镜片6依次置于固定槽15内，在反射镜片6的 后面有垫片18及与固定槽15匹配的紧固块19，使透射镜片5、反射镜片6分 别固定在液体通道4的两侧面上。为方便拆卸，固定槽14、 15可为内螺纹槽， 而紧固块17、 19上有与内螺纹匹配的外螺纹20，紧固块17、 19上有与中心孔 12、 13同心的中心孔21、 22及用于固定垫片的固定槽23、 24。为以防止激光 束泄漏，在紧固块18外侧设置有通过螺栓26与检测池体1固定相接的光吸收 品-25 o工作过程色谱流出液由液体入口 2进入检测池体1,流经液体通道4由液体出口 3 流出。激发光由紧固块17的中心孔21进入透射镜片4，至液体通道4 (Z-型液 体通道的中间通道8)，从而诱导样品产生荧光信号。此时反射镜片6将激光诱 导产生的荧光束向收集荧光的光路方向反射，以提高荧光的采集效率。本发明实施例的测试过程测试条件Z-型液体通道的流通孔径为0.8mm、检测光程为6.8mm、池体积为3.42uL; 由于只需测定检测器的性能，因此测试过程中不连接色谱柱，流速为3mL/min， 进样量为25pL。配制浓度为2.77xlO-Smol/L异硫氰酸酯荧光素(FITC)的磷酸盐(pH8.0) 溶液为母液，稀释到不同的浓度，以磷酸盐缓冲液(pH 8.0)为流动相，测定 不同浓度FITC的检测器的响应，每一浓度样品重复测定5次，响应值(色谱 峰面积)取5次测定的平均。结果如图4、 5、 6所示。信噪比(S/N)为3: l条件下的检测结果检测限为7.14xl(r16mol/L，灵 敏度为1.4xl013mV/mol/L，线性范围大于105。
权利要求
1.一种共聚焦激光诱导荧光检测器用反射式检测池，有检测池体(1)，在检测池体(1)内有液体入口(2)、液体出口(3)，在所述液体入口(2)、液体出口(3)之间连接有液体通道(4)，其特征在于在液体通道(4)的一侧面上固定有透射镜片(5)，在液体通道(4)的另一侧面上固定有与透射镜片(5)相对设置的反射镜片(6)。
2. 根据权利要求1所述的共聚焦激光诱导荧光检测器用反射式检测池，其 特征在于所述的液体通道(4)是由左通道(7)、中间通道(8)及右通道(9) 构成的Z型通道，所述的透射镜片(5)、反射镜片(6)分别设置在中间通道(8)的两端。
3. 根据权利要求1所述的共聚焦激光诱导荧光检测器用反射式检测池，其 特征在于在所述透射镜片(5)、反射镜片(6)与液体通道(4)之间分别设 有密封垫(10)、 (11)，密封垫(10)、 (11)上分别设有中心孔(12)、 (13)。
4. 根据权利要求2所述的共聚焦激光诱导荧光检测器用反射式检测池，其 特征在于在所述透射镜片(5)、反射镜片(6)与中间通道(8)两端头之间 分别设有密封垫(10)、 (11)，密封垫(10)、 (11)上分别设有中心孔(12)、(13)。
5. 根据权利要求3或4所述的共聚焦激光诱导荧光检测器用反射式检测池， 其特征在于在所述检测池体(1)上设有置于液体通道(4)两侧的固定槽(14)、(15)，密封垫(10)、透射镜片(5)置于固定槽(14)内，在透射镜片(5) 的后面有垫片(16)及与固定槽(14)匹配的紧固块(17);密封垫(11)、反 射镜片(6)置于固定槽(15)内，在反射镜片(6)的后面有垫片(18)及与 固定槽(15)匹配的紧固块(19)。
6. 根据权利要求5所述的共聚焦激光诱导荧光检测器用反射式检测池，其 特征在于所述的固定槽(14)、 (15)为内螺纹槽，所述紧固块(17)、 (19) 上有外螺纹(20)、中心孔(21)、 (22)及垫片固定槽(23)、 (24)。
7. 根据权利要求6所述的共聚焦激光诱导荧光检测器用反射式检测池，其 特征在于在紧固块(19)外侧设置有与检测池体(1)固定相接的光吸收盒(25)。
全文摘要
本发明公开一种共聚焦激光诱导荧光检测器用反射式检测池，有检测池体(1)，在检测池体(1)内有液体入口(2)、液体出口(3)，在所述液体入口(2)、液体出口(3)之间连接有液体通道(4)，在液体通道(4)的一侧面上固定有透射镜片(5)，在液体通道(4)的另一侧面上固定有与透射镜片(5)相对设置的反射镜片(6)。使液体中背离荧光接收光路的荧光信号反射到荧光采集系统，有效提高了荧光采集率，进而提高了检测器的灵敏度(检测限可达10^-16mol/L)，避免了采用价格昂贵的高放大倍数的荧光采集物镜，降低了生产成本，同时解决了因使用高放大倍数物镜(工作距离短)所带来的空间位阻等设计难点，具有成本低、结构紧凑、体积小等优点。
文档编号G01N21/64GK101149346SQ20071015804
公开日2008年3月26日 申请日期2007年11月9日 优先权日2007年11月9日
发明者张维冰, 彤 李, 杨长龙 申请人:大连依利特分析仪器有限公司