一种毛细管电泳用收集接触式荧光检测池的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开一种毛细管电泳用收集接触式荧光检测池，包括检测池体组件、定位组件及固定组件。本实用新型的荧光检测池采用正交型光路结构，使激发、收集光纤与液体光路两两相互垂直共轭交叉；采用石英玻璃材质的锥形变径三通连接入口毛细管、出口毛细管和收集光纤，不但实现了液体流路和收集光纤的物理接触，而且检测区仍采用石英材质，保证了电渗流的连续运行，适用于毛细管电泳-荧光检测；此外，设计了与之配套的定位元件及固定组件等，从而实现激发光纤与检测区的自对准，使该检测池的安装和使用更为方便。
【专利说明】
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种毛细管电泳用接触式荧光检测池。 一种毛细管电泳用收集接触式荧光检测池
【背景技术】
[0002] 荧光检测是目前灵敏度最高的检测技术之一，同时具有很高的选择性和响应的稳 定性；毛细管电泳是以毛细管为分离通道，离子或荷电粒子在毛细管中按其淌度或/和分 配系数不同进行高效、快速分离的技术，具有分离效率高，分析时间短，进样量少等特点。毛 细管电泳-荧光检测法，结合了以上两种技术的优点，已被广泛应用于生命科学、生物工 程、环境保护、食品和药品监测等相关领域。
[0003] 在微流动分析系统（包括流动注射、微柱液相色谱、毛细管电泳）中，柱上检测是 应用最广泛的模式。将毛细管尾端的一段聚酰亚胺涂层移除，待检测液体流经该区域时，激 发光透过毛细管壁照射到液体中，产生的荧光也透过毛细管壁被收集。柱上检测具有最小 的柱外效应，制作简单，使用方便。但荧光在到达收集光纤前，要经过三个光学界面：样品 溶液-石英毛细管壁-空气-石英光纤；折光系数（RI)依次为1. 33-1. 47-1. 0-1. 47 ;根据 Fresnel方程，在每一个光学界面处都将产生相应的反射损失，其大小取决于该光学界面的 两个RI值，差异越大，损失越大；特别是从光疏介质射入光密介质时，当入射光的角度大于 临界值时，即会发生全反射。柱上检测中，荧光的传播经历了两个光疏-光密界面，即样品 溶液-石英毛细管壁和空气-石英光纤，从而造成了荧光强度的大量丢失，降低了检测器的 灵敏度。
【发明内容】
[0004] 为解决现有技术中存在的问题，并针对毛细管电泳荧光检测系统的特点，本实用 新型提供一种毛细管电泳用收集接触式荧光检测池，所述检测池包括检测池体组件、定位 组件及固定组件；
[0005] 所述的检测池体组件包括：
[0006] T型三通管，其主管道和支管道内壁分别设有锥形变径段，锥形变径段的大径端均 远离T型三通管中心，
[0007] 分别从主管道开口端插入并止于锥形变径段的入口毛细管和出口毛细管，以及
[0008] 从支管道开口端插入并止于锥形变径段的收集光纤；
[0009] 所述T型三通管内由入口毛细管、出口毛细管及收集光纤围合的区域为检测区；
[0010] 所述的定位组件包括：
[0011] 平台体，其上设有与τ型三通管外形相匹配的T型V槽，
[0012] 垂直于平台体表面设有通孔I，该通孔I位于V槽的主槽道与支槽道的交点处，通 孔I向远离平台的一端相继膨大为同轴的圆柱形腔体I和腔体II，
[0013] 与腔体I相匹配的具孔的弹性部件，
[0014] 与腔体II相匹配的具孔的紧固件，
[0015] 通孔I、弹性部件上的通孔II以及紧固件上的通孔III相接成为激发光纤通道，其 内固定激发光纤；
[0016] 用于将检测池体组件固定至平台体上的固定组件上相应于检测区位置设有视窗。
[0017] 本实用新型的技术方案具备如下显著的特点：
[0018] 1、在保证电渗流连续的前提下，实现了收集光纤与液体流路的物理接触，消除了 柱上检测由于毛细管壁光学界面带来的杂散光干扰。
[0019] 2、采用锥形变径对检测区和入口、出口毛细管及收集光纤连接，在保证涂胶粘结 的可操作性前提下，实现了在接口处最小的直径改变，从而降低柱外效应。
[0020] 3、设计了与检测池体配套使用的固定元件等，该固定元件采用V字型凹槽，可自 凹槽的T字型交叉中心直接打孔，作为激发光纤的定位孔，从而通过普通机械加工即可实 现激发光纤与检测区域的自动对准。
[0021] 4、检测池体及激发光纤都采用硅胶垫变形压紧固定，具有较好的抗震性能。
[0022] 5、固定组件的设计保证检测区及重要连接处均可以处于可视化的状态，便于安装 和故障检修：安装时：检测池体本身为透明的石英玻璃材质，可以透过玻璃，即时观察到激 发光纤与检测区的平面相对位置（即激发光纤的端面是否对准了检测区）；故障检修时，1) 可以打开闭光罩，无须移动任何一个部件，即可观察到毛细管与检测池体、收集光纤与检测 池体的连接是否正常粘结；毛细管电泳过程中，如果缓冲液中有气泡并进入到液体流路中， 可能会导致电渗流的断裂，特别在接口处容易产生此现象，可视化可支持用户在无须拆装 的前提下，直接观察到此现象，并及时作出处理。
[0023] 综上，本实用新型的荧光检测池采用正交型光路结构，使激发光纤、收集光纤与液 体光路两两相互垂直共轭交叉；采用石英玻璃材质的锥形变径三通连接入口毛细管、出口 毛细管和收集光纤，不但实现了液体流路和收集光纤的物理接触，而且检测区仍采用石英 材质，保证了电渗流的连续运行，适用于毛细管电泳-荧光检测；此外，设计了与之配套的 定位元件及固定组件等，从而实现激发光纤与检测区的自对准，使该检测池的安装和使用 更为方便。
【专利附图】
【附图说明】
[0024] 本实用新型附图9幅：
[0025] 图1是检测池体组件中T型三通管结构剖视图（5倍放大）；
[0026] 图2是检测池体组件100结构剖视图（5倍放大）；
[0027] 图3是定位组件200的主视图；
[0028] 图4是定位组件200的后视立体图；
[0029] 图5是定位组件200的后视图；
[0030] 图6是图5的A-A'剖视图；
[0031] 图7是组装的毛细管电泳用收集接触式荧光检测池的主视图，局部剖开；
[0032] 图8是图7的B-B'剖视图（不含固定组件）；
[0033] 图9是本实用新型的检测池应用于毛细管电泳-发光二极管诱导荧光检测器分析 多拉菌素所获得的毛细管电泳谱图。
[0034] 图中：
[0035] 100,检测池体组件；110, T型三通管；111、112,主管道；131，支管道；112、122、 132,锥形变径段；113,入口毛细管；123,出口毛细管；133,收集光纤；140,检测区；
[0036] 200,定位组件；210,平台体；211，V槽；212,通孔I ;213,腔体I ;214,腔体II ; 220,弹性部件；230,紧固件；240,激发光纤；
[0037] 3〇0,固定组件。
【具体实施方式】
[0038] 结合附图对本实用新型的毛细管电泳用收集接触式荧光检测池做进一步说明。
[0039] 本实用新型的毛细管电泳用收集接触式荧光检测池由三组件构成，分别为检测池 体组件100、定位组件200和固定组件300,其中的检测池体组件100提供被检测物质的液 流通道，以及荧光激发、荧光采集的功能区，定位组件200与固定组件300相结合用于检测 池体组件100的固定及校准。
[0040] 所述的检测池体组件100包括Τ型三通管110、入口毛细管113、出口毛细管123 及收集光纤133。入口毛细管113和出口毛细管123分别自主管道111、121(即Τ型三通管 的两个肩管的两个开口端插入，收集光纤133自Τ型三通管110的支管道131开口端插入。
[0041] 所述的Τ型三通管110优选由石英玻璃制成，在其内部的主管道111U21和支管 道131内壁分别设有锥形变径段112、122和132,锥形变径段的大径端均远离Τ型三通管 110中心。优选所述Τ型三通管110中锥形变径段的变径夹角为20?50度。本实用新型 中，变径夹角是指半锥顶角，该角度优选30?45度。
[0042] 上述的入口毛细管113的外径介于主管道111内锥形变径段112的大径端直径和 小径端直径之间，该设计保证入口毛细管113可从主管道111开口端插入并止于锥形变径 段112,同样，出口毛细管123可从另一主管道121开口端插入并止于锥形变径段122,收集 光纤133从支管道131开口端插入并止于锥形变径段132。作为实际的可应用方式，检测池 体组件100组合时，可首先在入口毛细管113、出口毛细管123以及收集光纤133的插入端 外壁涂好固化胶，然后将它们插入Τ型三通管110的相应管道尽可能深处，涂抹了固化胶的 断面受阻于锥形变径段而无法继续插入时，将组装件静置或高温烘烤使固化胶充分固化， 从而完成检测池体组件100的组装。
[0043] 组装之后，所述Τ型三通管110内由入口毛细管113、出口毛细管123及收集光纤 133围合的区域成为检测区140。
[0044] 所述的定位组件200优选由发黑的氧化铝或不锈钢制成。该定位组件200包括平 台体210,其上设有与Τ型三通管110外形相匹配的Τ型V槽211，垂直于平台体210表面 设有通孔1212,该通孔1212位于V槽211的主槽道与支槽道的交点处，通孔1212向远离平 台210的一端相继膨大为同轴的圆柱形腔体1213和腔体11214,定位组件200还包括与腔 体1213相匹配的具孔的弹性部件220、与腔体ΙΙ214相匹配的具孔的紧固件230以及激发 光纤240,所述的激发光纤240收纳于由通孔1212、弹性部件220上的通孔II以及紧固件 230上的通孔III相接成为激发光纤通道内。
[0045] 作为实际的可应用方式，所述的腔体ΙΙ214内壁设有内螺纹，紧固件230设有与之 相匹配的外螺纹；所述腔体1213及弹性部件220均为圆柱体，前者深度略小于具孔的弹性 部件220的高度。组装时，将上述激发光纤240依次穿过通孔III、通孔II及通孔I，使激 发光纤的端面与检测池体组件100物理接触，腔体II214与紧固件230螺纹连接，在旋紧的 过程中，弹性部件220受压变形从而实现对激发光纤240的固定。
[0046] 所述的固定组件300用于将检测池体组件100固定至平台体210上，固定组件300 也由发黑的氧化铝或不锈钢制成，优选与定位组件200相同材质。
[0047] 组装状态下，所述的检测池体组件100位于定位组件200的平台体210上所设的 T型V槽211内，优选使用配合弹性构件进行固定，所述弹性部件的具体选择之一是厚度为 2?10_的硅胶垫，形状与固定组件一致，组装时，安装于固定组件300与平台体210之间， 局部覆盖检测池体组件100 ;当固定组件300对其施压时，作为弹性构件的硅胶垫产生形 变，从而将平台体210V槽211中的检测池体组件100固定。
[0048] 具体的实施方式中，固定组件300上相应于检测区140位置设有视窗，这是为了便 于组装及检修维护时的可视化操作。从加工安装实际出发，所述的固定组件300被设计为3 个可独立与平台体210组装连接的固定构件组成，三个固定构件分别将T型三通管110的 三支管道紧压固定于平台体210上的V槽211中的但不覆盖T型三通管110的检测区140。 每个固定构件（包括硅胶垫）上设置了螺孔，所述平台体210上设有与固定构件上的螺孔 相匹配的螺孔，连接螺杆将固定构件（包括硅胶垫）与平台体210固定连接。
[0049]当然，出于实际检测中对环境的要求，本实用新型的毛细管电泳用收集接触式荧 光检测池还包括避光罩，所述避光罩完全覆盖检测区140,最好完全覆盖平台体210。
[0050] 实施例1
[0051] 一种毛细管电泳用收集接触式荧光检测池，按照下述步骤及参数装配：
[0052] 1、装配检测池体组件100,如附图1和2所示：
[0053] 石英玻璃制成的透明T型三通管110,其主管道111U21和支管道131内壁分别设 有锥形变径段112U22和132,锥形变径段的大径端均远离T型三通管110中心；T型三通 管110外径3毫米，内径500微米，经夹角45度锥形变径段后直径为100微米。将外径为 365微米、内径为100微米的毛细管一端口外壁涂抹固化胶后，分别从主管道111U21开口 端插入，直至端头抵达锥形变径段112U22 ;收集光纤133的一端口外壁涂抹固化胶后，从 支管道131开口端插入直至端头抵达锥形变径段132 ;T型三通管110内由入口毛细管113、 出口毛细管123及收集光纤133围合的形成检测区140。
[0054] 2、以发黑氧化铝铸造定位组件200以及固定组件300
[0055] 如附图3?6,所述定位组件200的平台体210上设有与Τ型三通管110外形相匹 配的Τ型V槽211，所述V槽的V字型夹角60度，槽深4毫米。V槽211的主槽道与支槽道 的交点处定位设置通孔1212,该通孔向远离平台210的一端相继膨大为同轴的圆柱形腔体 1213和腔体11214,前者直径5mm，深4mm，后者设有内螺纹。平台体210上还设有用于与固 定组件300连接的螺孔6个。同时，定位组件200还配备与腔体1213相匹配的具孔的弹性 部件220,即圆柱形具孔硅胶件（直径4. 5mm，高度4. 5mm)，以及与腔体II214相匹配的具 孔、具外螺纹的紧固件230。
[0056] 所述的固定组件300为3个可独立与平台体210组装连接的固定构件组成，三个 固定构件分别将T型三通管110的三支管道紧压固定于平台体210上的V槽211中的但不 覆盖T型三通管110的检测区140。每个固定构件（包括硅胶垫）上设置了 2个螺孔，与 平台体210上所设有的螺孔相匹配，可通过连接螺杆将固定构件（包括硅胶垫）与平台体 210固定连接。固定组件300还包括3个形状与固定构件相匹配的厚度约为3mm的硅胶垫 (如附图7)。
[0057] 整体组装时，将装配完成的检测池体组件100放入平台体210上所设的T型V槽 211，将作为固定构件的硅胶垫安装于固定组件300的构件与平台体210之间，局部覆盖检 测池体组件100 ;当固定组件300对其施压时，作为弹性构件的硅胶垫产生形变，从而将平 台体210V槽211中的检测池体组件100固定。固定构件（包括硅胶垫）的形状设置使其 组合成为固定组件300发挥作用时，形成足够大的视窗，从而使检测区140可视（附图7)。 在可视状态检测区（140也是透明的）下，将激发光纤240依次穿过通孔III、通孔II及通 孔I，使激发光纤的端面与检测池体组件100物理接触，腔体II214与紧固件230螺纹连接， 在旋紧的过程中，弹性部件220受压变形从而实现对激发光纤240的固定（附图8)。
[0058] 最后，使用避光罩完全覆盖平台体并与平台体，检修时移除。
[0059] 实施例2
[0060] 按照实施例1组建激发接触式荧光检测池，并应用该检测池装配发光二极管诱导 荧光检测器，应用于毛细管电泳检测市售牛奶中多拉菌素含量。
[0061] 装配方案：采用中心波长365nM的发光二极管，带通型干涉滤光片BP365nm对 光源进行滤光处理，5V恒压源串连100Ω电阻为发光二极管供电；通过激发光纤传导激 发光照射到检测区。在与激发光垂直的方向进行荧光收集，经光纤传导，通过荧光滤光片 (BP475nm)消除背景干扰光，最终进入光电倍增管转换为电信号输出到工作站。
[0062] 测试条件：缓冲溶液：缓冲溶液：Na2B407 (10mM，pH8. 0);熔融石英毛细管： 365以111(外径）\10(^111(内径）\55/45〇11(总长/有效）；分离电压 ：201^。
[0063] 测试结果：如图9所示。通过外标法定量，测得市售牛奶中，多拉菌素含量为 2. 5μ g/kg ;《GB/T29696-2013食品安全国家标准牛奶中阿维菌素类药物多残留的测定高 效液相色谱法》测量数值为2. 4 μ g/kg。
【权利要求】
1. 一种毛细管电泳用收集接触式荧光检测池，其特征在于：包括检测池体组件（100)、 定位组件（200)及固定组件（300); 所述的检测池体组件（100)包括： T型三通管（110)，其主管道（111U21)和支管道（131)内壁分别设有锥形变径段 (112U22和132)，锥形变径段的大径端均远离T型三通管（110)中心， 分别从主管道（111U21)开口端插入并止于锥形变径段（112U22)的入口毛细管 (113)和出口毛细管（123)，以及 从支管道（131)开口端插入并止于锥形变径段（132)的收集光纤（133); 所述T型三通管（110)内由入口毛细管（113)、出口毛细管（123)及收集光纤（133)围 合的区域为检测区（140); 所述的定位组件（200)包括： 平台体（210)，其上设有与T型三通管（110)外形相匹配的T型V槽（211)， 垂直于平台体（210)表面设有通孔I (212)，该通孔I (212)位于V槽（211)的主槽道 与支槽道的交点处，通孔1(212)向远离平台（210)的一端相继膨大为同轴的圆柱形腔体 1(213)和腔体 11(214)， 与腔体1(213)相匹配的具孔的弹性部件（220)， 与腔体II (214)相匹配的具孔的紧固件（230)， 通孔I (212)、弹性部件（220)上的通孔II以及紧固件（230)上的通孔III相接成为激 发光纤通道，其内固定激发光纤（240); 用于将检测池体组件（100)固定至平台体（210)上的固定组件（300)上相应于检测区 (140)位置设有视窗。
2. 根据权利要求1所述的毛细管电泳用收集接触式荧光检测池，其特征在于：所述的 固定组件（300)由3个可独立与平台体（210)组装连接的固定构件组成，三个固定构件分 别将T型三通管（110)的三支管道紧压固定于平台体（210)上的V槽（211)中的但不覆盖 T型三通管（110)的检测区（140)。
3. 根据权利要求2所述的毛细管电泳用收集接触式荧光检测池，其特征在于：所述的 固定构件为设置了螺孔的发黑的氧化铝或不锈钢构件，所述平台体（210)与固定构件材质 相同，其上设有与固定构件相匹配的螺孔，由连接螺杆将固定构件与平台体（210)固定连 接。
4. 根据权利要求1、2或3所述的毛细管电泳用收集接触式荧光检测池，其特征在于： 所述的固定组件（300)还包括与其相匹配的弹性构件，弹性构件设于固定组件（300)与平 台体（210)之间，其受压于固定组件（300)产生形变，从而将平台体（210)V槽（211)中的 检测池体组件（100)固定。
5. 根据权利要求4所述的毛细管电泳用收集接触式荧光检测池，其特征在于：所述的 弹性构件是厚度为2?10mm的娃胶垫。
6. 根据权利要求1所述的毛细管电泳用收集接触式荧光检测池，其特征在于：所述T 型三通管（110)中锥形变径段的变径夹角为20?50度。
7. 根据权利要求1所述的毛细管电泳用收集接触式荧光检测池，其特征在于：所述的T 型三通管（110)为石英玻璃。
8. 根据权利要求1所述的毛细管电泳用收集接触式荧光检测池，其特征在于：所述的 腔体11(214)内壁设有内螺纹，紧固件（230)设有与之相匹配的外螺纹。
9. 根据权利要求1所述的毛细管电泳用收集接触式荧光检测池，其特征在于：还包括 至少完全覆盖检测区（140)的避光罩。
【文档编号】G01N21/03GK203894166SQ201420293967
【公开日】2014年10月22日 申请日期:2014年6月4日 优先权日:2014年6月4日
【发明者】徐静, 普旭力, 李铭巾, 曹际娟 申请人:徐静, 普旭力, 李铭巾, 曹际娟