专利名称：超微弱发光探测装置的制作方法
技术领域：
本发明属分析仪器领域，涉及一种超微弱光探测，包括生物自发发光和低水平的化学发光探测的装置。
目前国内外商品出售的生物发光和化学发光仪，都是采用直流放大的方法，灵敏度有限，承担不了大部分生物自发发光检测的任务，同时采用的是电磁搅拌或单股注射的混合方式，发光液柱与光电倍增管光阴极平行的排列方式，而且没有客观地分析光阴极灵敏度不均一的实际情况，在测量超弱生物发光和化学发光时重复性不能满足实际需要。如国内最常用的最先进的发光仪一瑞典LKB1251发光仪，它是使用光阴极平面与测量管纵轴平行排列的端窗式S－20光电倍增管；光电倍增管输出的是经过放大的直流模拟信号；加样方式是蠕动泵控制的滴液管；测量管是细而长的小口径管；混合方式是由电动机驱动样品杯旋转来实现；测定管与光阴极之间无光导物质和光耦合物质，而且测量对象也仅限于鲁米诺发光及萤光虫素生物发光为基础的高强度发光体系，测定超微弱发光时精密度、灵敏度得不到保证。不能测定生物自发发光及体表发光。
本实用新型的目的就在于设计一种具有高精密度、高灵敏度的超微弱发光探测装置，可用来测定生物自发发光和低水平的化学发光，以及多层次的生物发光。
本实用新型采取了下面的措施它的加样系统包括一个大口径测量杯4，带有垂直安放中凹式喷嘴2a的加样管2和连续微量加样器3，加样器3的手柄3b上带有连接计数触发装置的微动开关3a，它的光路系统包括一个侧表面包覆抛光金属薄膜的有机玻璃倒园台光导6，一个上表面包覆抛光金属薄膜的聚四氟乙烯托盘8，一个有机玻璃压盖10和样品室拉板7，还有1个光导纤维探头11，光电倍增管9的光阴极表面与光路方向垂直安放，光导6与金属薄膜之间及光导6与光电倍增管的光阴极面之间均涂有粘度106湹司的光学硅油，它的计数器光电倍增管分压器电路中分压电阻R1～R14的阻值在0.2兆欧～6兆欧之间，R1的电阻值为其它分压电阻R2～R13电阻值的3倍，最后的负载电阻RL为30～80欧姆，最后打拿极和阳极之间的储能电容C3为0.04～0.06微法，输出端串联了0.001～0.002微法的耐高压陶瓷耦合电容CD。
下面结合本实用新型的一个实施例对本实用新型作进一步说明图1是本实用新型的剖面图，中凹式喷嘴2a可以用塑料制成，其下端可以有一曲率半径为1.5毫米的内凹粗糙球面，球面上分布若干小孔。图2为微动开关3a结构图，微动开关3a有一凹槽A套在加样器3的手柄3b上，2个固定的触头E连接计数触发电路的导线B，开关按钮C上装有软弹簧D使触发电路保持常开状态。大口径测量杯4的口径为25～60毫米，最佳值为30毫米。倒园台光导6可以用高透射率的有机玻璃加工，底面直径30～100毫米，顶面直径10～30毫米，高30～100毫米，最佳值为底面直径30毫米，顶面直径10毫米，高30毫米。光电倍增管9可以是小光阴极的端窗光电倍增管。图3是光导纤维探头11示意图，弹簧管11a包在纤维束外面。图4是光电倍增管分压器电路图，分压电阻最佳值是R1＝1.5兆欧，R2＝R3＝……＝R13＝0.5兆欧，R14＝0.24兆欧，负载电阻最佳值是RL＝47欧姆，储能电容最佳值是C3＝0.047微法，耐高压陶瓷耦合电容最佳值是CD＝0.001微法。
使用本实用新型时，可先将样品室拉板7拉到图1中虚线位置，把样品放入测量杯4中，然后推回样品室拉板7，盖上样品室盖帽1，操纵连续微量加样器3即可开始测定。如需测体表发光时，可将光导纤维探头11的一端压在人体的待测部位，另一端引入光路系统中即可，此时可将加样管2取出，光导纤维探头11即安置在中凹式喷嘴2a在图1中所处的位置。
本实用新型采用了大口径测量杯，使发光体系在杯底形成薄层阵面，把生物发光和化学发光强度在空间的三维不均一性，压缩成了平面上的两维不均一，有机玻璃光导、金属薄膜、聚四氟乙烯托盘、光耦合物质的使用，进一步把发光强度归一化到光阴极效益最高的中心部分来，兼之使用了小光阴极的端窗光电倍增管，大大减少了不必要的光阴极热电子发射。加上本实用新型的设置将主要光发射方向与光阴极表面垂直，发光阵面与加样管垂直，整个光路形成了正交归一化的光收集。
垂直喷淋式的加样系统配上大口径测量杯形成的薄层液面，由多股水柱在薄层液面中引起多个小涡流，混合效果比单个涡流高，也大大减少了液面的浮动。即使有气泡产生，上升方向平行于发光方向，对测量的干扰小。和LKB1251相比，这种方法简单易行，不必昂贵的蠕动泵，又避免了电磁搅拌时外磁场对光电倍增管的影响。中凹式表面粗糙的塑料喷嘴使得喷嘴上的残留液滴达到最小，并能被喷嘴“含”住，避免了残滴参加反应，消除了因此而产生的误差。
本实用新型巧妙地将控制计数器的微动开关和连续微量加样器的手柄结合在一起，实现了加样和计数同步，也对提高测定的精密度和灵敏度有利。
本实用新型为提高第一联极的二次电子发射率，对分压电阻的安排设计进行了选择，在光阴极与第一联极之间使用了阻值为其它分压电阻3倍的电阻，较小的负载电阻和小的耐高压陶瓷耦合电容，加之选用了小光阴极光电倍增管，在负高压1400伏时，光电倍增管输出的是前沿20纳秒，总宽约40纳秒，平均幅度4～6毫伏的负脉冲，通过对10根豆芽菜、鲁米诺自氧化发光和14C标准光源实测，光信号脉冲分布峰的峰谷比为21，光电倍增管处于良好的单光子计数工作状态，大大提高了灵敏度。光信号脉冲经宽带快脉冲放大器放大并经过单道脉冲分析器甄别整形后输入定标器或线性率表，进行计数及画动力曲线。
本实用新型具有如下特点1、灵敏度高用溶于0.1NNaOH中的10－4M鲁米诺溶液自氧化发光为光源，在LKB1251上测定信噪比为924，本实用新型为10000左右。
2、精密度高测定超微弱发光，本装置有较好的重现性。使用低水平的化学发光系统(1毫升2×10－4M氧化血红素，注入0.1NNaOH溶解的0.2M过硼酸钠启动发光)，在LKB1251上测定20次，发光测量值的变异系数为22％，本实用新型变异系数为5.53％。
3、可进行多层次多参量的测量可插入任意波段的滤光片进行光谱分析；可测体表任何部位的发光；亦可进行能谱扫描和划出发光动力曲线。
图1－本实用新型结构剖面图。
1－样品室盖帽
2－加样管，顶端是中凹式喷嘴2a3－连续微量加样器，带有微动开关3a4－样品杯及环形托架5－滤光片及环形托架6－倒园台有机光导7－样品室拉板8－聚四氟乙烯托盘9－带石墨涂层和绝缘套的光电倍增管10－有机玻璃压盖图2－微动开关结构图3－加样器3b－加样器手柄3a－微动开关A－凹槽B－联接计数触发器的导线C－开关按钮D－软弹簧E－固定触头图3－光导纤维探头11－光导纤维探头示意图11a－弹簧管图4－光电倍增管分压器电路图R1～R14＝分压电阻，R1＝1.5MΩ，R2＝R3＝……＝R13＝0.5MΩR14＝0.24MΩ
C1～C3－储能电容，C1＝C2＝0.01μ，C3＝0.047μRL－负载电阻，RL＝47Ω，CD－耐高压陶瓷耦合电容，CD＝0.001μ。
权利要求1.一种发光探测装置，由加样系统、光路系统和计数系统组成，其特征在于它的加样系统包括一个大口径测量杯4，带有垂直安放中凹式喷嘴2α的加样管2和连续微量加样器3，加样器3的手柄3b上带有连接计数触发装置的微动开关3α，它的光路系统包括一个侧表面包覆抛光金属薄膜的有机玻璃倒园台光导6，一个上表面包覆抛光金属薄膜的聚四氟乙烯托盘8，一个有机玻璃压盖10和样品室拉板7，还有一个光导纤维探头11，光电倍增管9的光阴极表面与光路方向垂直安放，光导6与金属薄膜之间及光导6与光电倍增管9的光阴极面之间均涂有粘度106渥司的光学硅油，它的计数器光电倍增管分压器电路中分压电阻R1～R14的阻值在0.2兆欧～6兆欧之间，R1的电阻值为其它分压电阻R2～R13电阻值的3倍，最后的负载电阻RL为30～80欧姆，最后打拿极和阳极之间的储能电容C3为0.04～0.06微法，输出端串联了0.001～0.002微法的耐高压陶瓷耦合电容CD。
2.根据权利要求1所述发光探测装置，其特征在于所述中凹式喷嘴2a可以用塑料制成，其下端可以有一曲率半径为1.5毫米的内凹粗糙球面，球面上分布若干小孔，所述微动开关3a有一凹槽A套在加样器3的手柄3b上，2个固定的触头E连接计数器触发电路的导线B，开关按钮C上装有软弹簧D，使触发电路保持常开状态。
3.根据权利要求1所述发光探测装置，其特征在于所述大口径测量杯4的口径为25～60毫米，最佳值为30毫米。
4.根据权利要求1～3任一项所述的装置，其特征在于所述倒园台光导6可以用高透射率的有机玻璃加工，底面直径30～100毫米，顶面直径10～30毫米，高30～100毫米，最佳值为底面直径30毫米，顶面直径10毫米，高30毫米。
5.根据权利要求1所述发光探测装置，其特征在于光电倍增管9可以是小光阴极的端窗光电倍增管，光电倍增管9的分压器电路中分压电阻最佳值是R1＝1.5兆欧，R1＝R3＝……＝R13＝0.5兆欧，R14＝0.24兆欧，负载电阻RL最佳值可以为47欧姆，储能电容C3最佳值可以为0.047微法，耐高压陶瓷耦合电容CD最佳值可以为0.001微法。
6.根据权利要求1所述发光探测装置，其特征在于所述光导纤维探头11可以把弹簧管11a包在纤维束外面。
7.根据权利要求1、6所述发光探测装置，其特征在于所述光导纤维探头11装在与中凹式喷嘴2a同一位置。
专利摘要本实用新型涉及一种超微弱发光探测，包括生物自发发光和低水平的化学发光探测的装置。本实用新型设计了正交归一化的光路系统，垂直喷淋式的加样系统，采用单光电子计数的工作方式，具有精密度和灵敏度高的优点，并可进行多层次多参量的测量，可插入任意波段的滤光片进行光谱分析，可测体表任何部位的发光，亦可进行能谱扫描和划出发光动力曲线。
文档编号G01J3/28GK2031518SQ8820067
公开日1989年1月25日 申请日期1988年1月28日 优先权日1988年1月28日
发明者刘亚宁 申请人:中国人民解放军空军总医院