一种毛细管电泳检测系统的制作方法

本实用新型涉及检测技术领域，特别是涉及一种毛细管电泳检测系统。

背景技术：

毛细管电泳(capillary electrophoresis，CE)技术是以毛细管为分离通道，以高压直流电场为驱动力的新型液相分离技术。毛细管电泳一般采用石英毛细管柱，在毛细管外部高压电场作用下，一侧的缓冲液由于带正电而向负极方向移动。于此同时，在缓冲溶液中，带电生物分子在毛细管外部高压电场作用下，以各自不同速度，向与该带电生物分子所带电荷极性相反的电极方向移动，形成电泳。

现有技术中，把毛细管电泳技术与荧光标记分析技术相结合，对检测样品中所含的待检物质进行检测。在生物分子上标记荧光染料，生物分子在毛细管中移动的过程中，荧光染料受到光源激发产生荧光，探测器接收所产生的荧光，分析所接收的荧光来检测毛细管中样品中生物分子的种类或含量。目前常用的检测手段，是采用一个激光激发在一根毛细管中检测样品上的荧光染料所产生的荧光进行检测，每次只能检测一种目标待检物质，检测速度慢。

技术实现要素：

本实用新型解决的技术问题在于提供一种毛细管电泳检测系统，从而能够提高毛细管电泳的检测速度。

为此，本实用新型解决技术问题的技术方案是：

一种毛细管电泳检测系统，所述系统包括：

一个激光器；毛细管组，所述毛细管组包括排列成一排的至少两根毛细管，每根毛细管中的检测样品中包括目标待检物质，所述目标待检物质包括标记了荧光染料的生物物质或者结合有标记了荧光染料的抗体的生物物质；探测器；

所述激光器输出的激光照射到所述毛细管组上，所述激光激发所述毛细管组中的每根毛细管中的检测样品中的荧光染料发出荧光，所述探测器接收每根毛细管中的检测样品中的荧光染料发出的荧光，进而检测到该毛细管中目标待检物质的种类或含量。

可选的，

所述激光器输出的激光从所述毛细管组的一侧入射，从所述毛细管组的另一侧出射，所述激光透射过所述毛细管组中的每根毛细管，所述激光的传输方向与所述毛细管组中毛细管的排列方向相同。

可选的，所述系统还包括：

分光镜，第一全反射镜，第二全反射镜以及第三全反射镜；

所述激光器输出的激光由所述分光镜平均分成两束激光，一束激光从所述毛细管组的一侧入射，透射过所述毛细管组的每根毛细管，另一束激光经由所述第一全反射镜，所述第二全反射镜以及所述第三全反射镜依次反射后，从所述毛细管组的另一侧入射，透射过所述毛细管组的每根毛细管，两束激光在所述毛细管组中的传输方向相反，并且不重合。

可选的，

所述探测器包括分光器和光电探测器；

所述分光器对每根毛细管中的检测样品中荧光染料发出的荧光进行分光，获得该毛细管的分光后的荧光；所述毛细管组中每根毛细管对应于所述光电探测器中的一个探测区域，所述光电探测器的每个探测区域接收该探测区域所对应的毛细管的分光后的荧光，进而检测所述毛细管组中每根毛细管中的检测样品中目标待检物质的种类或含量。

可选的，

所述光电探测器包括阵列型CCD图像传感器，阵列型APD，阵列型COMS，阵列型PMT中的任意一种。

可选的，所述系统还包括：

控制器，以及与所述控制器相连的扫描头，分光镜；

所述扫描头接收所述控制器的控制信号，根据所述控制信号依次扫描过所述毛细管组中的每根毛细管，所述扫描头的扫描的方向与所述毛细管组中毛细管的排列方向相同；

所述扫描头扫描过所述毛细管组中的一根毛细管时，所述激光器输出的激光通过所述扫描头中的第一光纤输出，透射过所述分光镜照射在该毛细管上，该毛细管中荧光染料发出的荧光经由所述分光镜反射至所述扫描头中的第二光纤传输至所述探测器。

可选的，

所述激光器安装在所述扫描头内。

可选的，所述探测器包括：

反射镜，多个滤光片，以及多个光电探测器，所述滤光片的个数与光电探测器的个数相同，每个光电探测器安装在一个滤光片后面；

所述反射镜将所述第二光纤传输至所述探测器的荧光反射至所述多个滤光片上；

每个滤光片透过一个波长范围的荧光，将其他波长范围的荧光反射至所述反射镜；

每个光电探测器接收该光电探测器前方设置的滤光片透过的荧光。

可选的，

所述光电探测器包括CCD图像传感器，APD，PMT以及COMS中的任意一种。

可选的，

所述目标待检物质包括体液中的蛋白质分子，多肽分子，氨基酸分子，氨基酸衍生物的分子，生物碱分子，含氮类非蛋白生物分子，类固醇分子，甾醇类分子，核苷酸分子，核苷酸衍生物分子，脂类，脂肪酸衍生物，糖类，维生素，脂蛋白，载脂蛋白，糖蛋白，粘蛋白，金属蛋白，糖脂中的任意一种或多种。

通过上述技术方案可知，本实用新型有如下有益效果：

本实用新型提供了一种毛细管电泳检测系统，一个激光器；毛细管组，所述毛细管组包括排列成一排的至少两根毛细管，每根毛细管中的检测样品中包括目标待检物质，所述目标待检物质包括标记了荧光染料的生物物质或者结合有标记了荧光染料的抗体的生物物质；探测器；所述激光器输出的激光照射到所述毛细管组上，所述激光激发所述毛细管组中的每根毛细管中的检测样品中荧光染料发出荧光，所述探测器接收每根毛细管中的检测样品中荧光染料发出的荧光，进而检测该毛细管中的目标待检物质种类或含量。毛细管组中包括至少两根毛细管，每根毛细管的检测样品中的目标待检物质可以不同，可以同时检测同一种类和来源的检测样品中的不同目标待检物质；每根毛细管中的检测样品的种类或来源也可以不同，可以同时检测来源不同或者种类不同的检测样品，提高毛细管电泳检测系统检测的速度。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的毛细管电泳检测系统结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的激光器照射毛细管组第一种可能的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的激光器照射毛细管组第二种可能的结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的激光器照射毛细管组第三种可能的结构示意图；

图5为本实用新型实施例提供的探测器的实例结构示意图。

具体实施方式

为了给出提高毛细管电泳的检测速度的实现方案，本实用新型实施例提供了一种毛细管电泳检测系统，以下结合说明书附图对本实用新型的优选实施例进行说明。

现有技术中，毛细管电泳的检测系统仅仅包含一个激光和一根毛细管，每次只能检测检测样品中的一种生物物质。在临床医学中，每天需要检测大量种类或来源的检测样品，采用现有技术中的毛细管电泳的检测系统，所需的检测时间很长。若想缩小检测时间，只能使用多台毛细管电泳的检测系统同时检测，这样会增加设备成本。

为了缩短毛细管电泳的检测时间，本实用新型提供了一种毛细管电泳检测系统，图1为本实用新型实施例提供的毛细管电泳检测系统结构示意图，包括：

一个激光器101；毛细管组102，毛细管组102包括排列成一排的至少两根毛细管，每根毛细管中的检测样品中包括目标待检物质，所述目标待检物质包括标记了荧光染料的生物物质或者结合有标记了荧光染料的抗体的生物物质；探测器103。

激光器101输出的激光照射到毛细管组102上，激光激发毛细管组102中的每根毛细管中的检测样品中的荧光染料发出荧光，探测器103接收每根毛细管中的检测样品中荧光染料发出的荧光，进而检测该毛细管中目标待检物质的种类或含量。

激光器101的波长，频率以及能量密度，技术人员可以根据实际需要具体设置。激光器101的波长与毛细管中的检测样品中目标待检物质上所标记的荧光染料有关，激光器101输出的激光能够激发检测样品中的荧光染料发出荧光。荧光染料可以是直接标记在目标待检物质上的荧光染料，也可以是标记在与目标待检物质结合的抗体上的荧光染料。

毛细管组102中包含至少两根毛细管。在一个例子中，毛细管组102中所采用的毛细管内径为5微米至100微米，外径为50微米至300微米，长度为3厘米至80厘米。

图1中所示的毛细管组102中的毛细管的数量为32，在实际应用中，并不仅限于图1所示的毛细管的数量，技术人员可以根据实际需要具体设定。

毛细管组中包括至少两根毛细管，每根毛细管的检测样品中的目标待检物质可以不同，可以同时检测同一种类和来源的检测样品中的不同目标待检物质；每根毛细管中的检测样品的种类或来源也可以不同，可以同时检测来源不同或者种类不同的检测样品。例如，毛细管组可以包括2根毛细管，可以包括10根毛细管，还可以包括384根毛细管等。

毛细管组102中的所有毛细管排成一排，如图1所示，毛细管组102中每根毛细管依次排列，排成一条直线，毛细管组102的长为所有毛细管直径的和，宽为一根毛细管的直径，高为一根毛细管的长度。

激光器101输出的激光照射到毛细管组102上包括至少三种可能的实现方式：

第一种可能的实现方式，如图2所示：

激光器101输出的激光从毛细管组102的一侧入射，从毛细管组102的另一侧出射，激光透射过毛细管组102中的每根毛细管，激光的传输方向与毛细管组102中毛细管的排列方向相同。

如图2所示，激光器101输出的激光透过毛细管组102中的每根毛细管，激光的光强在毛细管组102的传输过程中逐渐减弱。即毛细管组102中离激光器101近的毛细管受激光照射的光强最大，毛细管组102中离激光器101远的毛细管受激光照射的光强最小。在第一种可能的实现方式中，毛细管102中的每根毛细管中激光照射的强度不均匀。

第一种可能的实现方式，一般只应用于毛细管数量为2或者毛细管数量为3的情况。

第二种可能的实现方式，如图3所示：

系统还包括分光镜301，第一全反射镜302，第二全反射镜303以及第三全反射镜304；

激光器101输出的激光由分光镜301平均分成两束激光305和306，一束激光305从毛细管组102的一侧入射，透射过毛细管组102的每根毛细管，另一束激光306经由第一全反射镜302，第二全反射镜303以及第三全反射镜304依次反射后，从毛细管组102的另一侧入射，透射过毛细管组102的每根毛细管，两束激光在毛细管组102中的传输方向相反，并且不重合。

分光镜301是半反半透镜，将激光器101输出的激光平均分成两束激光305和306。一束激光305沿着激光器101输出激光的方向继续传输，照射到毛细管组102上，透过毛细管组102的每根毛细管。另一束激光306经过第一全反射镜302，第二全反射镜303以及第三全反射镜304依次全反射后，沿着与激光器101输出的激光相反的方向传输，照射到毛细管组102上，透过毛细管组102的每根毛细管。

在设置分光镜301，第一全反射镜302，第二全反射镜303以及第三全反射镜304时，保证两束激光不重合。举例说明：设置分光镜301，第一全反射镜302，第二全反射镜303以及第三全反射镜304，使得一束激光305与水平方向夹角为5°，另外一束激光306与水平方向的夹角也为5°。一般情况下，两束激光与水平方向的夹角都很小，或者只使得其中一束激光与水平方向上有夹角。具体实现方式由技术人员根据实际需要具体设置，这里不再赘述。

第二种可能的实现方式中，两束激光从毛细管组102的两侧分别入射，减小毛细管组102中每根毛细管受到激光照射的光强差，使得毛细管组102中每根毛细管受到激光照射的光强近似相等。

如图2和图3所示，第一种可能的实现方式和第二种可能的实现方式中：

所述探测器包括分光器201和光电探测器202。

分光器201对每根毛细管中的检测样品中荧光染料发出的荧光进行分光，获得该毛细管的分光后的荧光；毛细管组102中每根毛细管对应于光电探测器202中的一个探测区域，光电探测器202的每个探测区域接收该探测区域所对应的毛细管的分光后的荧光，进而检测毛细管组102中每根毛细管中的检测样品中目标待检物质的种类或含量。

其中，分光器201包括三棱镜，透射式光栅和反射式光栅中的任意一种或多种。分光器201对每根毛细管中的检测样品中荧光染料发出的荧光进行分光，可以获得每个毛细管的分光后的荧光，每个毛细管的分光后的荧光都包括多个不同波长范围的荧光，每个波长范围的荧光代表一种目标待检物质。

毛细管组102中每根毛细管对应于光电探测器202中的一个探测区域，光电探测器202的每个探测区域接收该探测区域所对应的毛细管的分光后的 荧光，进而检测到所述毛细管组102中每个毛细管中的检测样品中的目标待检物质。

如图2和图3所示，第1根毛细管中荧光染料发出的荧光由分光器201分光后，获得第1根毛细管的分光后的荧光，光电探测器202的第1区域接收第1根毛细管的分光后的荧光；第2根毛细管中荧光染料发出的荧光分光器201分光后，获得第2根毛细管的分光后的荧光，光电探测器202的第2区域接收第2根毛细管的分光后的荧光，以此类推，第n毛细管中荧光染料发出的荧光由分光器201分光后，获得第n根毛细管的分光后的荧光，光电探测器202的第n区域接收第n根毛细管的分光后的荧光。其中，n等于2，或者n是大于2的整数。

图2和图3所示的光电探测器202为阵列型光电探测器，光电探测器202包括为阵列型电荷耦合元件(Charge-coupled Device，CCD)图像传感器，阵列型雪崩光电二极管(Avalanche Photo Diode，APD)，阵列型互补金属氧化物半导体(Complementary Metal Oxide Semiconductor，CMOS)图像传感器，以及阵列型光电倍增管(Photo Multiplier Tube，PMT)。

第三种可能的实现方式，如图4所示：

系统还包括控制器401，以及与控制器401相连的扫描头402，分光镜403。

扫描头402接收控制器401的控制信号，根据控制信号依次扫描过毛细管组102中的每根毛细管，扫描头402的扫描的方向与毛细管组102中毛细管的排列方向相同。

扫描头402扫描过所述毛细管组102中的一根毛细管时，激光器101输出的激光通过所述扫描头中的第一光纤404输出，透射过分光镜403照射在该毛细管上，该毛细管中荧光染料发出的荧光经由分光镜403反射至所述扫描头中的第二光纤405传输至探测器103。

如图4所示，扫描头402中包括第一光纤404，第二光纤405和分光镜403，第一光纤404用于传输激光器输出的激光，第二光纤405用于传输毛细管中荧光染料发出的荧光。分光镜403，第一，用于投射过第一光纤404输出的激光；第二，用于将毛细管中荧光染料发出的荧光反射至第二光纤405。第二光纤405将荧光染料发出的荧光传输至探测器103。

在一个例子中，激光器101安装在扫描头402中。当然，激光器101还可以安装在扫描头402外。探测器可以安装在扫描头402外，也可以安装在扫描头402内。技术人员可以根据实际需要具体设置，这里不再赘述。

扫描头402扫描的方向与毛细管组102中毛细管的排列方向相同，如图4中箭头所示。当然，扫描头402还可以按照相反的方向扫描，这里不再赘述。

举例说明：扫描头402扫描过毛细管组102中第1根毛细管时，激光器101输出的激光经由扫描头402中的第一光纤404传输，透射过分光镜403后照射在毛细管组102中第1根毛细管上，第1根毛细管中检测样品中荧光染料发出的荧光，被分光镜403反射至扫描头402中的第二光纤405中，第二光纤405将荧光传输至探测器103，该荧光用于分析第1根毛细管中检测样品中所含目标待检物质的种类或含量。扫描头402扫描过毛细管组102中其他毛细管时，实现方法类似，这里不再赘述。

在一个例子中，如图5所示，所述探测器103包括：

反射镜501，多个滤光片，以及多个光电探测器，所述滤光片的个数与光电探测器的个数相同，每个光电探测器安装在一个滤光片后面；

所述反射镜将所述第二光纤传输至所述探测器的荧光反射至所述多个滤光片上；

每个滤光片透过一个波长范围的荧光，将其他波长范围的荧光反射至所述反射镜；

每个光电探测器接收该光电探测器前方设置的滤光片透过的荧光。

探测器103包括反射镜，多个滤光片，以及多个光电探测器。激光器101能激发几种波长范围的荧光，则探测器103就能够接收所激发的几种波长范围的荧光。探测器103中包括反射镜501，反射镜501将探测器所接收的荧光反射至滤光片。每个滤光片透过一个波长范围的荧光，将其他波长范围的荧光反射回反射镜。在每个滤光片后面设置有一个光电探测器，该光电探测器只接收滤光片所透过的一个波长范围的荧光。进而实现探测器103接收一个激光器所激发的所有波长范围的荧光。并且，为了减少光能的损失，每个滤光片与反射镜紧贴放置。

以图5为例，所述探测器103包括一个反射镜501，四个滤光片p1～p4， 四个光电探测器q1～q4。滤光片的个数与光电探测器的个数相同。

反射镜501较大，可以覆盖所有的滤光片p1～p4，每个滤光片p1～p4与该反射镜501紧贴放置。所接收的荧光被反射镜501反射至每个滤光片p1～p4。滤光片p1透过的荧光被光电探测器q1所接收，滤光片p2透过的荧光被光电探测器q2所接收，滤光片p3透过的荧光被光电探测器q3所接收，滤光片p4透过的荧光被光电探测器q4所接收。

在实际应用中，探测器103中设置的滤光片和光电探测器的个数，不会少于一个激光器能够激发的荧光的波长范围的种类数。一般情况下，一个激光器能够激发四五种波长范围的荧光，一个探测器中设置四五个滤光片和四五个光电探测器即可。

在一个例子中，所述目标待检物质包括体液中的蛋白质分子，多肽分子，氨基酸分子，氨基酸衍生物的分子，生物碱分子，含氮类非蛋白生物分子，类固醇分子，甾醇类分子，核苷酸分子，核苷酸衍生物分子，脂类，脂肪酸衍生物，糖类，维生素，脂蛋白，载脂蛋白，糖蛋白，粘蛋白，金属蛋白，糖脂中的任意一种或多种。

由上述内容可知，本实用新型有如下有益效果：

毛细管组中包括至少两根毛细管，每根毛细管的检测样品中的目标待检物质可以不同，可以同时检测同一种类和来源的检测样品中的不同目标待检物质；每根毛细管中的检测样品的种类或来源也可以不同，可以同时检测来源不同或者种类不同的检测样品，提高毛细管电泳检测系统检测的速度。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。