专利名称：多滤光片集成式框架装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种滤光片集成装置，更具体地说，涉及一种用于固定波长光学检测器的多滤光片集成式框架装置。
背景技术：
随着食品安全、环境监测和生命科学的迅速发展，高灵敏度、高选择性的检测技术已经成为当前的研究热点之一。滤光片是一种重要的光学器件，它可以使某种特定波长区段的光透过，并最终到达光电转换器件转换为电信号输出，而其他波长的光则被截止无法检测。在采用固定波长检测的光学检测器中，滤光片的性能在很大程度上决定了整个光学系统的灵敏度。透过率和截止效率(常以OD值衡量；0D = -log(截止区的透过率))是滤光片的两个重要性能参数。其中透过率代表目标波长区段的光在滤光片上通过的百分比，截止效率代表截止波长区段的光在滤光片上通过的百分比。透过率越大，目标波长区段的信号越强；截止效率越高(即截止区透过率越低，也即OD值越大)，干扰区段的光信号越低，即系统的背景和噪音水平越低，从而使得光学检测器获得较高的信号/噪音比，即较高的灵敏度(化学进展，21 (2009) :1325-1334)。透过率/截止效率的比值(K)可直接反映滤光片的性能优劣，K值越大，系统灵敏度越高。受材料及加工条件的限制，目前国产滤光片的透过率一般在80 90%，OD值3 4，远低于国外同类产品。但国产滤光片具有明显的价格优势，其售价甚至可达国外产品的十分之一，因而在小型光学检测仪器中获得了广泛的应用；但其较低的透过率/截止效率比在一定程度上制约了所在检测器的灵敏度。
发明内容本发明的目的在于提供一种多滤光片集成式框架装置，将N个具有相同光学性能的滤光片无损伤的集成于一个外框内，从而实现K值的指数性增长。该装置可应用于采用固定波长的光学检测器中。为实现上述目的，本发明采用的技术方案为一种多滤光片集成式框架装置，包括置于一个筒形外框内间隔排列的滤光片，相邻两个滤光片之间由封装垫圈间隔。优选方式下，每一所述滤光片为相同光学性质及外形尺寸的圆形滤光片。且所述滤光片的数量2 < N < 5 ;最优方式下,选用3片。此外，为了方便本发明的制备，且保证整体结构的牢固性，本发明一种优选方式为，位于所述圆筒外框两端也设置有封装垫圈，且位于两端的所述封装垫圈以点胶方式固定，而其余位于中部的封装垫圈可固定也可不予固定。本发明的原理在于，在检测器系统中使用N个具有相同光学特性的滤光片，则光在这N个滤光片上的透过率和截止效率都和N成指数关系，因而K也成指数关系，即K’ (N个滤光片)=Kn (单个滤光片)，从而可以通过简单的数目叠加获得较高的透过率/截止效率比。举例说明，对一片透过率为90%，0D = 4的滤光片，K = 9X10_5 ;当采用两片同样的滤光片叠加，K，= K2 = 8. I X 10_9。本发明的优点和积极效果在于I.相对于单一滤光片，其透过率/截止效率比得到指数级的提高，从而可有效提高所在检测系统的灵敏度。2.相对于简单的将N个独立封装的滤光片叠加使用，该装置采用集成化设计，将N个滤光片封装在一个外框里，从而降低了滤光片受灰尘及潮湿干扰的几率，提高了使用寿命。3.集成化设计使其体积更小巧，安装拆卸更方便，便于更换光路和故障检修。
图I为本发明装置垂直于光线传播方向的投影结构示意图；图2是本发明装置平行于光线传播方向的半剖结构示意图；图3是本发明装置应用于激光诱导荧光检测器分析荧光素所获得的流动注射谱图，其中201为采用单个滤光片获得的谱图，202为采用3个集成封装的滤光片框架装置获得的谱图；图4为本发明装置用于发光二极管诱导荧光检测器分析氨基酸的电泳谱图，其中:301为FITC标记的赖氨酸，302为剩余FITC，303为FITC标记的苯丙氨酸，304为FITC标记的甘氨酸。
具体实施方式
以下结合附图对本发明做进一步详述说明。参见图I和图2所示，一种多滤光片集成式框架装置，包括一个外框101、N个滤光片102及N+1个封装垫圈103(图中N = 3 ;)。其中N个滤光片102封装于外框101内，第一、第N个滤光片102通过封装垫圈103固定于外框101内，相邻滤光片102之间通过封装垫圈103间隔，使相邻滤光片102中间具有一定的空隙间隔104以避免刮伤。如图所示，本发明装置的外框101为一圆柱形筒状体，其内径稍大于封装于内的滤光片102的外径，其长度稍大于封装于内的N个滤光片102及N+1个封装垫圈103的厚度总和。所述滤光片102为N个(N > 2)具有相同光学性质及外形尺寸的圆形滤光片。所述封装垫圈103为环状薄片，其厚度为0. I 0. 5mm，其外径与滤光片102的外径相近，其内径比外径小0. 2 2mm。所述N+1个封装垫圈103的第I、第N+1个通过点胶固定于外框101的内侧壁上，其余位于中部的封装垫圈103用于隔离相邻滤光片102，可固定也可不予固定。具体安装时，先将第一个封装垫圈103通过点胶的方式固定在外框101的内侧壁靠边缘处，而后从外框101的另一开口端依次装入第一个滤光片102、第二个封装垫圈103，第二个滤光片102、第三个封装垫圈103。依此类推，直至第N个滤光片102和第N+1个封装垫圈103装入，最后采用点胶将第N+1个封装垫圈103与外框101的内侧壁粘合，完成封装。应用例I激光诱导荧光检测器分析荧光素[0023]构建激光诱导荧光检测器，分别采用了单片封装的滤光片和本发明N片(此处N=3)同样滤光片集成封装的框架装置，并进行流动注射对比试验。分析谱图见图3。测试条件荧光染料荧光素；进样量2 μ L ;载液水；流速20 μ L/min ;熔融石英毛细管365 μ mX 75 μ m i. d.。测试结果采用该发明(N = 3)的激光诱导荧光系统，相对于采用单片封装滤光片的检测系统，其信噪比提高到3倍；取信噪比为3，该检测器对荧光素的浓度检测限为4X 10 nmol/L。应用例2发光二极管诱导荧光检测器分析三种氨基酸构建发光二极管诱导荧光检测器，采用本发明N片(此处N = 3)同样 滤光片集成封装的框架装置，并进行毛细管电泳分析三种氨基酸试验。分析谱图见图4。测试条件荧光染料FITC ;缓冲溶液=Na2B4O7 (10mM，pH 9. O);熔融石英毛细管365ymX50ym i. d. X 50/40cm(总长 / 有效)；分离电压22kV。测试结果取信噪比为3，该检测器对赖氨酸、苯丙氨酸和甘氨酸的浓度检测限分别为 9Χ1(Γ9、8· 9Χ1(Γ9 和 4. 2Xl(T9mol/L。以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式
，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
权利要求1.一种多滤光片集成式框架装置，其特征在于包括固定置于一个筒形外框(101)内间隔排列的滤光片(102)，相邻两个滤光片(102)之间由封装垫圈(103)间隔。
2.根据权利要求I所述多滤光片集成式框架装置，其特征在于每一所述滤光片为相同光学性质及外形尺寸的圆形滤光片。
3.根据权利要求2所述多滤光片集成式框架装置，其特征在于所述滤光片的数量满足2≤N≤5。
4.根据权利要求3所述多滤光片集成式框架装置，其特征在于所述滤光片的数量为 3。
5.根据权利要求1-4任一所述多滤光片集成式框架装置，其特征在于位于所述圆筒外框(101)两端也设置有所述封装垫圈(103)，且位于两端的所述封装垫圈(103)以点胶方式固定。
6.根据权利要求1-4任一所述多滤光片集成式框架装置，其特征在于所述封装垫圈(103)为环状薄片，厚度为0. I 0. 5mm，外径与所述滤光片(102)的外径相近，内径比外径小 0. 2 2mm。
专利摘要本实用新型涉及滤光片集成装置，特别是一种用于固定波长光学检测器的多滤光片集成式框架装置，包括外框、封装于外框内的N个具有相同光学特性及外形尺寸的滤光片及(N+1)个封装垫圈，其中封装垫圈用于将滤光片封装于框架内，并将相邻的滤光片分隔开以避免刮伤。相对于传统的单个封装滤光片，本实用新型具有较高的透过率/截止效率比，因而可有效提高所在光学检测器的灵敏度，并降低了滤光片受灰尘及潮湿干扰的几率；同时结构简单、体积小巧、使用方便，尤其适用于光学检测特别是吸收型及荧光、磷光、化学发光等采用固定波长的光学检测仪器。
文档编号G01N21/01GK202362519SQ20112049189
公开日2012年8月1日 申请日期2011年11月30日 优先权日2011年11月30日
发明者徐静, 李一尘, 李鑫, 王秋艳, 肖珊珊, 董伟峰 申请人:徐静, 辽宁出入境检验检疫局检验检疫技术中心