[发明专利]激发光偏离共线型光学系统检测装置及其检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种检测分析仪器，特别是涉及一种激发光以小角度偏离共线型光学系统检测装置及其检测方法。

背景技术

为了适应化学分析设备分析速度快、微型化的发展趋势，各种分析仪器应运而生。高效液相色谱(HPLC)具有分析速度快、色谱柱可以反复使用、不受热稳定性及挥发性的限制等特点，广泛应用于生命科学和生物工程等方面。毛细管电泳(CE)将电泳技术和色谱理论相结合，是分析科学中继HPLC后的又一重大进展。CE是高效、快速、样品和试剂消耗少的一种分离技术，CE以高压电场为驱动力，以毛细管为分离通道，样品中的组分按迁移速度的不同而得以分离。常用的毛细管材料是弹性涂层熔融石英管，内径一般为25～100μm，外径为25～100μm。其可广泛满足生物化学各领域中对蛋白质(包括酶、抗体)、氨基酸，、核苷酸、药物等方面的分离分析。

CE的出现为微流控芯片(Microfluidic Chip)的发展奠定了基础，微流控芯片是微全分析系统(Micro Total Analysis System，μ-TAS)研究的核心技术。目前的微流控芯片是CE的合理集成和发展。微流控芯片电泳是一种通过采用微细加工技术，在数平方厘米大小的基片上，制作出电泳微流通道结构及其它功能单元，以实现集微量样品分离、检测于一体的快速、高效、低耗的微型电泳分析实验装置。近年来，随着毛细管电泳技术在生命科学、生物医药工程、环境保护、食品检验等领域的迅速普及和应用，更加微型化、功能化的微流控芯片电泳的制备和发展倍受关注。以先进的微机械加工技术、激光技术、微电子技术等高新技术和分析化学、生物化学的最新研究成果相结合，将传统毛细管电泳的进样、分离和检测系统高度集成在各种材质的基片上形成微流控芯片电泳，可完成进样、柱上浓缩、柱前衍生、电泳分离、柱后反应、收集等多步分析操作，并实现秒级乃至毫秒级的超高速分离。

目前，高效液相色谱、毛细管电泳和微流控芯片被学术界公认为是分离技术的核心。通常采用的检测方法有质谱、电化学、化学发光和荧光检测等方法。激光诱导荧光(Laser induced fluorescence，LIF)是目前毛细管电泳和微流控芯片检测中使用最为广泛的检测体系，也是灵敏度最高的检测方法之一，甚至可以达到单分子检测水平。

传统的激光诱导荧光检测技术中的激发光源主要以氩离子激光器为主的气体激光器。这类气体激光器存在体积大，成本高等缺点，限制了激光诱导荧光的广泛应用。半导体泵浦固体激光器及染料激光器作为理想激光光源，具有体积小、输出功率稳定和价格低等优点，具有广泛的应用前景。

激光诱导荧光的光路系统主要包括非共聚焦型、共线型和正交型。非共聚焦型是激发光以一定的入射角度照射芯片的检测点，激发产生的荧光在垂直于样品检测池的方向被物镜收集，该模式结构简单，易于制作，但是激发光和杂散光的干扰非常大，导致信噪比差，目前已经很少使用该模式。共线型是激发光束经过透镜聚焦到样品，激发的荧光被该透镜收集且激发光与发射的荧光成一条直线，该结构简单，但样品检测池及通道内壁界面产生的散射、反射和折射等杂散光会导致较高的背景噪声。而传统的正交模式是激发光路与荧光收集光路相互垂直，但是荧光收集效率有限，空间体积大，且不易采用短焦距透镜。这三种光路模式中，激发光的干扰，样品检测池自身的反射等杂散光都能被垂直于样品检测池方向的光电检测器检测到，导致背景噪声大，影响检测系统的灵敏度。并且，这类组装仪器在不同程度上均存在着需要昂贵的进口滤光光学元件、维护费用高及兼容性差等缺点。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种能有效避免杂散光的干扰、消除背景噪声、具有高灵敏度的激发光偏离共线型光学系统检测装置及其检测方法。

本发明解决技术问题所采用的技术方案是：激发光偏离共线型光学系统检测装置，沿光路依次设置激发光路、样品检测池和荧光收集光路，所述激发光路发出的激发光与荧光收集光路的角度α为5-50°。

进一步的，所述样品检测池是微流控芯片、毛细管或比色皿。

进一步的，所述激发光路包括依次设置的激发光源、衰减片、第一孔光阑、半反半透镜和透镜。

进一步的，所述激发光源采用半导体泵浦固体激光器或染料激光器。

进一步的，所述激发光源发出的激发光经过衰减片和第一孔光阑后，其输出功率为3-7mW。

进一步的，所述激发光源发出的激发光经过衰减片和第一孔光阑后，其直经为50-500μm。

进一步的，所述半反半透镜与水平面之间的角度β为大于15°且小于45°。