荧光检测器的制作方法

本实用新型涉及一种用于检测在用激励光、主要是led发出的光照射样品时由样品发出的荧光特性的荧光检测器，该荧光检测器可以与液相色谱仪、流动注射分析仪等一起使用。

背景技术：

许多化合物有光致发光现象。化合物受到入射光的照射后，吸收辐射能，发出比吸收波长长的特征辐射。当入射光停止照射时，特征辐射也很快地消失，这种辐射光线就是荧光。整个电磁波范围内都可能产生这种辐射。液相色谱中的荧光检测器仅使用吸收紫外光或可见光而发射的荧光。利用测量化合物荧光强度对化合物进行检测的液相色谱检测器就是荧光检测器。

目前，在荧光检测器中通常包括有装有待检测的样品物质的样品流通池。这种样品流通池可由多个块体构成。例如，流通池可以由不同石英材料拼接后通过高温融合而成的，在这些石英材料中，黑色的石英材料可用于遮挡光线。如图5中示意所示。在形成这种样品流通池的过程中，可以利用这些块体的结构留出一个矩形的入射窗口，以供照射样品的光能进入该样品流通池。

已知可将led(发光二极管)用作照射样品以使其产生荧光的光源。在目前的荧光检测器中，通常采用单个led光源进行这种照射。单个led发出的光线会到达样品流通池。

当入射窗口的形状为矩形时，一方面当单个led在矩形入射窗口上形成的光斑的直径小于矩形短边的边长时通常远远无法充满整个入射窗口，进而进入样品流通池内的光强会损失一部分，由此流通池的部分没有被照射的物质就不能产生荧光了，如图3中所示。

另一方面，如果单个led在矩形入射窗口上形成的光斑的直径大于矩形短边边长时，也会导致损失部分光强，因此入射到流通池的光强也比较小，产生的荧光量也少，如图4中所示。

为此，对于荧光检测器来说始终需要一种提高入射光强从而提高样品的荧光量和有利于荧光检测的光学结构。

技术实现要素：

本实用新型涉及一种荧光检测器，包括：样品流通池，在所述样品流通池的内部能容纳有待检测的样品；检测装置，其用于检测所述样品响应于光而激发出的荧光；布置在所述样品流通池上游的第一光学系统，所述第一光学系统包括作为光源的多个发光二极管，由所述多个发光二极管发出的光经由所述样品流通池的矩形入射窗口照射到所述样品流通池内的所述样品，以使所述样品能够发出用于检测的荧光，其中，由所述多个发光二极管发出的光在所述矩形入射窗口上形成的多个光斑沿所述矩形入射窗口的长边方向为彼此并排定位。

借助上述荧光检测器，能够获得一方面尽可能充分利用矩形入射窗口面积来降低光强损失、另一方面提高照射样品的光强从而提高样品的荧光量以有利于荧光检测的光学结构。

特别优选的是，所述发光二极管的数目为两个，且由这两个发光二极管发出的光在所述矩形入射窗口上形成的两个光斑的直径相同。

由于更多的发光二极管会使得第一光学系统内的光学器件的布置更为困难和复杂，因此对于常规的矩形入射窗口来说，“双led结构”是平衡了各个设计、布置、制造方面以后的最佳方案。

在最佳的实施例中，所述矩形入射窗口的长边为短边的两倍长，且所述光斑的直径等于所述矩形入射窗口的短边的长度。由此，在所述矩形入射窗口上形成的两个光斑可以最大程度利用窗口面积，以最大程度提高光强和降低损失。

此外，第一光学系统还可以包括面向所述样品流通池布置的反射镜，由所述两个发光二极管发出的光经由所述反射镜转向到所述样品流通池的所述矩形入射窗口。

借助该反射镜，可以使由两个发光二极管发出的光发生转向，从而有利于作为光源的发光二极管、尤其是多个发光二极管在第一光学系统以及整个荧光检测器中的灵活布置。

特别是，两个发光二极管布置在所述反射镜的相对两侧上，从而使得布置形式简单(对称布置)，且作用到样品上的两束光的光强尽可能保持一致。

此外，所述第一光学系统还可以包括两个第一会聚透镜，所述第一会聚透镜分别布置在所述反射镜与所述两个发光二极管中的每个之间。由此，可以将来自发光二极管的光会聚到反射镜上，以在样品流通池的矩形入射窗口上方便形成所需直径的光斑。

尤其是，第一光学系统还可以包括布置在每个第一会聚透镜与所述两个发光二极管中的每个之间的第一滤光片，以使得经滤波的光能后续到达样品流通池。

此外，根据本实用新型的荧光检测器还可以包括布置在所述样品流通池与所述检测装置之间的第二光学系统，以将样品发出的荧光引导到检测装置上进行荧光检测。借助第二光学系统，可以通过调整荧光光路而提高荧光检测效率。

在一些实施例中，第二光学系统可以包括用于会聚所述样品发出的荧光的第二会聚透镜，从而在检测装置上形成需要大小的荧光光斑。

此外，第二光学系统还可以包括位于所述第二会聚透镜与所述检测装置之间的第二滤光片，所述荧光经所述第二滤光片的滤波后到达所述检测装置。由此，可以提高荧光检测的准确性。

附图说明

图1示意性示出根据本实用新型的一个实施例的荧光检测器的总体布置图，其中示出光线传播路径；

图2示意性示出两个发光二极管发出的光在根据本实用新型的图1实施例的荧光检测器的矩形入射窗口上所形成的光斑，其中，每个光斑的直径相当于矩形入射窗口的短边边长；图3示意性示出现有技术的荧光检测器的单个led在矩形入射窗口上形成的光斑，其中，光斑的直径过小从而无法覆盖矩形入射窗口的大部分面积；

图4示意性示出现有技术的荧光检测器的单个led在矩形入射窗口上形成的光斑，其中，光斑的直径过大从而超出矩形入射窗口的光强被损失掉了；

图5示意性示出根据本实用新型的一个实施例的荧光检测器的样品流通池的立体图。

附图标记列表：

1发光二极管；

2第一滤光片；

3第一会聚透镜；

4反射镜；

5发光二极管；

6第一滤光片；

7第一会聚透镜；

8反射镜；

9样品流通池；

10第二会聚透镜；

11第二滤光片；

12检测装置；

13,14光斑；

100荧光检测器。

具体实施方式

应注意参考的附图并非都按比例绘制，而是可扩大来说明本实用新型的各方面，且在这方面，附图不应被解释为限制性的。

根据本实用新型的荧光检测器可以用于液相色谱仪等各种生物或化学设备。荧光检测器通常包括样品流通池。一般来说，由石英玻璃等制成的矩形池用作样品池。但是，当检测器使用液相色谱法或流动注射分析仪时可使用流通池。在本实用新型中，对“样品池”和“流通池”不作严格区分，术语“样品流通池”指将待检测的样品容纳于其内的任何合适的容器或元件。

根据本实用新型的样品流通池包括矩形入射窗口。在此，术语“矩形”是指包括长边和短边边长不同的方形形状，其中长边边长大于短边边长。但在一些特定情况下，样品流通池的入射窗口的形状可以不严格为矩形，而是大致为矩形。

如图1中示例性所示，根据本实用新型的荧光检测器包括位于样品流通池上游的第一光学系统。在本文中，术语“上游”或“下游”是相对于光线传播方向而言的。第一光学系统包括光源。特别是，该光源是发光二极管led，其发出的光的波长应适于使样品流通池9内的样品发出待检测的荧光。

在本实用新型中，荧光检测器100包括用于检测样品响应于由于发光二极管的光照射而在样品中激发出的荧光的检测装置12(图5中用箭头示例性示出了从样品流通池中发出的待检测荧光的方向)。鉴于检测装置12的结构形式本身是已知的，在此不再赘述。

根据本实用新型的荧光检测器100的作为光源的发光二极管led发出的光能够到达样品流通池9的矩形入射窗口，并且在其上形成光斑。本实用新型涉及多个发光二极管，而不是单个发光二极管。增强荧光的能量可以提高荧光检测器100的灵敏度，而增强激发光的光强则可以提高产生荧光的强度。与采用单个发光二极管led的现有技术相比，多个发光二极管可以显著提高照射到样品流通池9的光强以及由此提高荧光检测器100的灵敏度。换言之，多个发光二极管led可以更充分地利用流通池9中的样品(例如，溶液)产生更多的荧光。

为了使得一方面在矩形入射窗口上的光斑不会过大以损失其光强并且也不会太小从而无法利用矩形入射窗口的整个面积，根据本实用新型的设计，由多个发光二极管发出的光在矩形入射窗口上形成的多个光斑沿矩形入射窗口的长边方向为彼此并排定位。在此，术语“并排”是指沿矩形入射窗口的长边方向布置有多个光斑，这些光斑的中心连线是沿矩形入射窗口的长边方向延伸的。

有利地，矩形入射窗口上的多个光斑彼此邻接，但尽量不重叠。但可以理解到，较小程度的交叠也不是完全不可以，因为通常光斑边缘处的光强较弱，彼此些许交叠不会显著影响样品流通池9中的样品接收到的光强。但多个光斑在矩形入射窗口上的布置是正好彼此邻接的更为有利，因为这样可以充分利用光斑的面积来覆盖矩形入射窗口。

在优选的实施例中，多个发光二极管的数目可以为两个。在此，可以将这种光学结构称为荧光检测器100的“双led结构”。一方面，双led的光斑13和14可以充分利用入射窗口的面积和两个发光二极管1、5的光强。另一方面，更多的发光二极管(例如，每个发光二极管形成的光斑更小)会使得第一光学系统内的光学器件的布置更为困难和复杂。因此，对于常规的矩形入射窗口来说，“双led结构”是平衡了各个设计、布置、制造方面以后的最佳方案。

特别有利地，由两个发光二极管1、5发出的光在矩形入射窗口上形成的两个光斑的直径是相同的或者大致相同的。这一方面可以使得光源的设置更为通用化，另一方面，还能够充分利用矩形入射窗口的面积来增加光强。

在图2中所示的实施例中，矩形入射窗口的长边为短边的两倍长，且光斑的直径等于矩形入射窗口的短边的长度。在此情况下，两个大小相同的光斑能够最大程度地占据矩形入射窗口的面积，从而提高照射样品的光强。但可以理解到，矩形入射窗口的长短边的尺寸设计不是一定要如此的，而是也可以呈其它的长宽比例。在多个发光二极管沿矩形入射窗口的长边并排布置的情况下，多个发光二极管形成的光斑的直径尺寸和发光二极管的数目可以综合整个光路的布置难易度和荧光检测所需光强大小来进行选择。

再转到图1，根据本实用新型的第一光学系统还包括面向样品流通池9、尤其是面向矩形入射窗口布置的反射镜。该反射镜与样品流通池9应间隔开适当距离。由两个发光二极管1、5发出的光经由该反射镜(通常为一个反射镜)转向到样品流通池9的矩形入射窗口。换言之，该反射镜用于使由两个发光二极管1、5发出的光发生转向，从而有利于作为光源的发光二极管、尤其是多个发光二极管在第一光学系统以及整个荧光检测器100中的灵活布置。

例如，反射镜可以由彼此互成角度(例如，直角)的两块子反射镜构成，如图1中所示。来自多个、例如两个发光二极管1、5中的每个的光线经由该反射镜可转向一定角度(例如，90度)。特别有利的是，多个发光二极管关于该反射镜为对称布置，例如两个发光二极管1、5如图1中所示布置在反射镜的相对两侧上。

此外，根据本实用新型的第一光学系统还可以包括对应多个、尤其是两个第一会聚透镜3、7。第一会聚透镜分别布置在反射镜与两个发光二极管1、5中的每个之间，以将来自发光二极管的光会聚到反射镜上，以后续在矩形入射窗口上形成所需直径的光斑。

在此实施例中，第一光学系统还可以包括布置在每个第一会聚透镜与多个发光二极管中的每个之间的第一滤光片(例如，图1中的4或8)，以使得经滤波的光能后续到达样品流通池9。

另一方面，除了位于样品流通池9上游的第一光学系统之外，荧光检测器100还可以包括布置在样品流通池9与检测装置12之间的第二光学系统，以将样品发出的荧光引导到检测装置12上进行荧光检测。

优选地，如图2中所示，该第二光学系统可以类似地包括用于会聚样品发出的荧光的第二会聚透镜10。另外，该第二光学系统还可以包括位于第二会聚透镜10与检测装置12之间的第二滤光片11，荧光经第二滤光片11的滤波后到达检测装置12，以提高荧光检测性能。

最后，除了上述各种光学器件外，本实用新型还可以包含用于限制光束的装置、用于改变荧光的荧光调节装置、聚光装置(例如，因为通过孔径的荧光被聚光装置有效地引导到检测装置12，所以即使与孔径长度大的情况相比，入射到检测装置12的荧光的量没有明显减小，这允许进行具有足够灵敏度的测量)、其它反射镜或折射镜等。

可以理解到，如果发光二极管为大于两个，例如四个、八个，则第一光学系统中的各个光学器件、例如会聚透镜、反射镜等的布置就会产生一定困难，并且还要确保各个光路之间不干涉。因此，如前所述，在本实用新型中设计双led光学结构更有利。