一种用于毛细管等电聚焦蛋白分析仪的光路分离装置的制作方法

本实用新型涉及一种用于毛细管等电聚焦蛋白分析仪的光路分离装置，属于生物制药分析检测技术领域。

背景技术：

毛细管等电聚焦电泳分析蛋白质特性在生物制药领域是一项已经取得应用的分析技术，该设备是一个集合光，电技术为一体的分析仪器。目前，该产品由集成电路控制器，高压电路，紫外高清CCD，LED紫外光源几大部件组成。由于涉及到光学，而且设备本身的光学精密程度比较高，之前的光路设计和设备的整个机械架构为一个整体。在设备组装光路调试的过程中，经常会出现，光路调试好的设备，装配完成后，光路失效，其原因主要是因为设备本身的光路误差要求极高，设备光路的误差不能超过12um，而光路部件的机械设计和机架机构没有分离，导致组装过程中螺丝的松紧程度都会对设备光路造成影响。这个问题增加了设备的制造难度，降低了设备的抗震能力，影响了产品的良品率。因此研究一种光路机械设计和设备架构设计分离的装置就成为亟待解决的问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的就是为了解决现有技术中存在的上述问题，提出一种用于毛细管等电聚焦蛋白分析仪的光路分离装置。

本实用新型的目的将通过以下技术方案得以实现：一种用于毛细管等电聚焦蛋白分析仪的光路分离装置，其特征在于：该装置包括光路系统与设备机架，所述设备机架的中部设有一容纳空间，所述光路系统活动连接地设置于设备机架的容纳空间内，所述容纳空间内还设有一光源散热座，所述光源散热座上设置有光学透镜盒；所述光路系统包括光路部件安装板及固定在光路部件安装板后方的光路垂直定位座，所述光路部件安装板上由上至下依次设置有CCD相机、可透光电极支架和匀光片支架，所述可透光电极支架和匀光片支架中均设有一透光孔，CCD相机的有效成像区域、可透光电极支架和匀光片支架中的透光孔、光学透镜盒的中心线位于同一垂直水平面。

优选地，所述光路部件安装板与光路垂直定位座垂直设置，所述设备机架上设置有一下底板，所述光路部件安装板、光路垂直定位座均与下底板通过螺栓连接，且所述光路部件安装板、光路垂直定位座均与下底板垂直设置。

优选地，所述光源散热座滑动设置于下底板上，所述光学透镜盒活动设置于光源散热座的上方并与光源散热座组成一整体结构，所述光学透镜盒与光源散热座滑动地设置于光源安装底座上。

优选地，所述光学透镜盒的四周均布设置有第一腰孔，所述光源散热座与光学透镜盒相接触的一面为第一端面，所述光学透镜盒的第一端面的四周均布设置有第二腰孔，螺栓依次穿过第二腰孔和第一腰孔实现光学透镜盒与光源散热座的连接。

优选地，所述光源安装底座滑动地设置于下底板上，所述光源安装底座的四周均布设置有第三腰孔，所述下底板上设置有与第三腰孔一一相匹配的通孔。

优选地，所述CCD相机与光路部件安装板相接触的一面设置有固定件，所述光路部件安装板上分别开设有与固定件相匹配的腰形孔，所述CCD相机通过固定件与光路部件安装板上的腰形孔滑动连接，所述CCD相机在光路部件安装板上上下移动，所述腰形孔的长度为CCD相机的行程。

优选地，所述匀光片支架的一侧设置有毛细管固定架，所述可透光电极支架设置于毛细管固定架与匀光片支架的上方，所述可透光电极支架、毛细管固定架与匀光片支架均通过固定件与光路部件安装板连接。

优选地，所述毛细管固定架上设有毛细管柱，所述毛细管柱上有毛细管，所述毛细管内装载有待检测样品，所述毛细管的外径为300um。

优选地，所述CCD相机与可透光电极支架间隙设置，所述匀光片支架与光学透镜盒间隙设置。

本实用新型技术方案的优点主要体现在：该装置进行了光路机械设计和设备架构设计分离的技术改进，这种改进可以使得调整光路和设备组装之间没有直接干扰。组装过程中，螺丝的松紧对设备的光路没有任何影响，从而可减少返工调试，提高了生产效率，增加了设备的整体抗震能力。

附图说明

图1为本实用新型的一种用于毛细管等电聚焦蛋白分析仪的光路分离装置的结构示意图。

图2为本实用新型的一种用于毛细管等电聚焦蛋白分析仪的光路分离装置的结构示意图。

图3为本实用新型的一种用于毛细管等电聚焦蛋白分析仪的光路分离装置的结构示意图。

图4为本实用新型的一种用于毛细管等电聚焦蛋白分析仪的光路分离装置的结构示意图。

图5为本实用新型的一种用于毛细管等电聚焦蛋白分析仪的光路分离装置的结构示意图。

图6为本实用新型的一种用于毛细管等电聚焦蛋白分析仪的光路分离装置的结构示意图。

图7为本实用新型的电场分布示意图。

具体实施方式

本实用新型的目的、优点和特点，将通过下面优选实施例的非限制性说明进行图示和解释。这些实施例仅是应用本实用新型技术方案的典型范例，凡采取等同替换或者等效变换而形成的技术方案，均落在本实用新型要求保护的范围之内。

本实用新型揭示了一种用于毛细管等电聚焦蛋白分析仪的光路分离装置，如图1和图2所示，该装置包括光路系统1与设备机架2，所述设备机架的中部设有一容纳空间3，所述光路系统1活动连接地设置于设备机架的容纳空间3内，即所述光路系统可分离地设于该容纳空间3内，所述容纳空间内还设有一光源散热座16，所述光源散热座上设置有光学透镜盒15。所述光路系统1包括光路部件安装板11及固定在光路部件安装板后方的光路垂直定位座12。

如图2和图3所示，所述光路部件安装板11上由上至下依次设置有CCD相机13、可透光电极支架141和匀光片支架142，所述可透光电极支架141和匀光片支架142中均设有一透光孔，CCD相机的有效成像区域、可透光电极支架和匀光片支架中的透光孔、光学透镜盒的中心线位于同一垂直水平面。所述CCD为图像传感器，所述CCD相机13与可透光电极支架间隙设置，所述匀光片支架与光学透镜盒间隙设置。

所述光路部件安装板11与光路垂直定位座12垂直设置，所述设备机架上设置有一下底板4，所述光路部件安装板11、光路垂直定位座12均与下底板4通过螺栓连接，且所述光路部件安装板11、光路垂直定位座12均与下底板4垂直设置。该垂直结构使得光路部件安装板11、光路垂直定位座12与下底板4连接的非常稳固，同时也使得光路系统在工作过程中不会发生晃动，对最终测得的结果不会产生影响，且具有非常好的抗震效果。当光路系统与设备机架分离时，即光路部件安装板、光路垂直定位座及在光路部件安装板11上由上至下依次设置的CCD相机13、可透光电极支架141和匀光片支架142与设备机架分离。

如图4所示，所述光路垂直定位座的底部竖向设置有两个第一固定孔200，所述光路部件安装板的底部横向设置有至少三个第二固定孔300，所述下底板上分别设置有与第一固定孔200、每个所述第二固定孔300相匹配的第一通孔400和第二通孔500，螺栓依次穿过所述第一通孔400与第一固定孔200及第二通孔500、每个所述第二固定孔300组成十字形固定结构对下底板、光路部件安装板和光路垂直定位座进行固接，该十字形结构比较稳定，使得该光路系统在工作过程中不会发生晃动进而对光路精度造成影响。

如图5所示，所述CCD相机与光路部件安装板相接触的一面设置有固定件，所述光路部件安装板11上分别开设有与固定件相匹配的腰形孔100，所述CCD相机通过固定件与光路部件安装板上的腰形孔100滑动连接，所述CCD相机在光路部件安装板上可上下移动，根据实际需求调整CCD相机的位置。所述腰形孔的长度为CCD相机的行程。机械加工定位孔公差为2um，对装置的精密度要求比较高，该腰形孔的设置方便该装置在工作过程中操作人员可根据实际需求对CCD相机的位置进行灵活调节。

所述光学透镜盒15设置于光源散热座16的上方并与光源散热座16组成一整体结构，所述光学透镜盒15与光源散热座16滑动地设置于光源安装底座17上，光源散热座上设置有光源，在本技术方案中，光源散热座上的光源优选为LED紫外光源。

如图6所示，所述光学透镜盒的四周均布设置有第一腰孔600，所述光源散热座16与光学透镜盒15相接触的一面为第一端面，所述光学透镜盒的第一端面的四周均布设置有第二腰孔，螺栓依次穿过第二腰孔和第一腰孔实现光学透镜盒与光源散热座的连接。所述光源安装底座17滑动地设置于下底板4上，所述光源安装底座的四周均布设置有第三腰孔700，所述下底板上设置有与第三腰孔一一相匹配的通孔。上述腰形孔的设置在组装期间时可方便操作人员根据实际需要对光源安装底座、光学透镜盒进行灵活调节，直至调节至合适位置，使得光学透镜盒的中心线与CCD相机的有效成像区域、可透光电极支架和匀光片支架中的透光孔位于同一垂直水平面。

所述匀光片支架142的一侧设置有毛细管固定架，所述可透光电极支架141设置于毛细管固定架与匀光片支架142的上方，所述可透光电极支架141、毛细管固定架与匀光片支架142均通过固定件与光路部件安装板连接。所述毛细管固定架上设有毛细管柱，所述毛细管柱上有毛细管，所述毛细管内装载有待检测样品，所述毛细管的外径为300um。

该光路分离装置主要用于分析蛋白的成分和每个成分在分析样品中的相对比重，该装置主要利用以下两点蛋白特性：大多数蛋白在紫外280nm波段有吸光度特性，会造成透过蛋白样品的紫外光，产生光能量衰减。不同蛋白，在高压电下，有等电聚焦的特性。比如，将测试样品输入毛细管中，在毛细管两端对管内的样品液两端加上千伏级高压，这时，毛细管内的样品液就相当于一个导体。

如图7所示，VCC为千伏级高压正极，整个导体的中间点的电压为vcc/2，该值是基准点相对于0V而言。蛋白的等电聚焦特性，即指不同蛋白会在整个这个管路内的不同位置（因为不同位置电压不同，根据导体的电阻串联分压的原则），形成聚集。基于以上两个蛋白特性，可用高清CCD相机，拍摄这段毛细管路，根据图像CCD的图形数据，可以分析蛋白的成分（位置不同），蛋白的比重（吸光度不同）。

假设光源经过光源透镜盒聚焦的光为一条向上发散的光面，光源透镜盒的作用是将光聚焦为一条线，光是发散的，可以理解为一个光面，这个光面需要刚好经过毛细管，以确保最强光能力刚好经过被检测液，然后CCD在近为16个像素成像宽度需要刚好拍到毛细管。要实现上述这样的要求，就需要光聚焦后的射线面，毛细管，CCD有效成像区，刚好都在一个面上，实测误差不能操作12um，否则整个系统光路部分失效。

LED紫外光源发出紫外光经过光学透镜盒，将光线由各方向毛细管的轴向方向聚拢，聚拢的光线经过匀光片均匀化后，在毛细管的轴向方向均匀通过。毛细管内装载的待检测样品对经过的280nm紫外光吸收，样品在高压电场的作用下会发生蛋白聚焦。280nm的紫外光经过毛细管后，透出光呈现不同的分布，透出光的不同分布被CCD相机拍照捕捉到，从而转化成最后的样品检测图谱。

该装置可以使得调整光路和设备组装之间没有直接干扰，在组装过程中，螺丝的松紧对设备的光路没有任何影响，从而，减少返工调试，提高了生产效率，增加了设备的整体抗震能力。

本实用新型尚有多种实施方式，凡采用等同变换或者等效变换而形成的所有技术方案，均落在本实用新型的保护范围之内。