CN100443886C - 一种阵列发光二极管诱导荧光检测器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种阵列发光二极管诱导荧光检测器，该荧光检测器主要由阵列发光二极管、激发光纤、检测池、收集光纤、滤光片、光电转化器件和信号处理电路组成，检测池通过光纤和其他光学部件偶联，该荧光检测器采用N个相同的发光二极管为激发光源；每个激发光源通过1个激发光纤照射到检测池内，共有N个光纤同时照射到检测池内；激发光纤固定于检测池同一平面的不同位点上，激发光纤、收集光纤均直接和液体流路接触，液体流路、收集光纤和激发光纤三者共扼交叉。该检测器可以作为与毛细管电泳、液相色谱、流动注射等流动分析***的检测器。与使用单只发光二极管比，检测器的信号-噪音比值提高N^1/2。

Description

一种阵列发光二极管诱导荧光检测器

技术领域

本发明涉及一种阵列发光二极管诱导荧光检测器，该检测器可以作为与毛细管电泳、液相色谱、流动注射等流动分析***的检测器。

背景技术

荧光检测作为一种光致发光型检测技术，具有极高的灵敏度和强的选择性，在痕量样品检测中应用广泛。发光二极管(LED)作为一种经济的激发光源具有能耗低(可用电池供电)、输出功率稳定、体积小和极长的工作寿命(＞10⁵小时)等优点，非常适合于微型化的荧光检测***。目前已有很多关于LED诱导荧光检测的报道。在以前的报道中，多采用单个LED作为激发光源。单个LED不仅激发光强低，而且其固有的闪变噪声，是LED诱导荧光检测器的主要噪声来源之一。另外，在以往的报道中，检测池均采用毛细管柱上检测。其缺点是毛细管圆柱型的横截面积导致很强的光学反射和散射，造成很高的光学背景、不利于***噪声的降低。

发明内容

本发明的目的在于提供了一种阵列发光二极管诱导荧光检测器，解决了单个LED激发光强低及其固有的闪变噪声等问题，该检测器可以作为与毛细管电泳、液相色谱、流动注射等流动分析***的检测器。

本发明的技术方案是：

一种阵列发光二极管诱导荧光检测器，该荧光检测器主要由阵列发光二极管、激发光纤、检测池、收集光纤、滤光片、光电转化器件和信号处理电路组成，检测池通过光纤和其他光学部件偶联，该荧光检测器采用N个相同的发光二极管为激发光源；每个激发光源通过1个激发光纤照射到检测池内，共有N个光纤同时照射到检测池内；激发光纤固定于检测池同一平面的不同位点上，激发光纤、收集光纤均直接和液体流路接触，液体流路、收集光纤和激发光纤三者共扼交叉；样品溶液受激发后发出的荧光由收集光纤接收，经滤光片传输到光电转化器件被转化为可供检测的电信号，电信号通过信号处理电路放大后输出。

所述液体流路呈直通型结构。

所述激发光源为N个，N≥2。

所述发光二极管光源为同一中心波长且光学性质相同。

检测池体由金属材质或聚醚醚酮或特氟龙等非金属材质加工而成。

所述检测池内的液体流路和激发光纤在同一平面上，收集光纤与该平面夹角为30°≤α≤90°。

所述激发光纤采用同心塑料套管套在外面，并通过螺帽和卡套固定于检测池同一平面的不同位点上，塑料套管内径与激发光纤外径相同。

本发明具有如下优点：

1、本发明采用N个(N≥2)LED光源，激发光通过N个激发光纤照射到检测池内。激发光纤固定于检测池同一平面的不同位点上，收集光纤用于荧光收集及传输，激发和收集光纤均直接和液体流路接触，液体流路、收集光纤和激发光纤三者共扼交叉。其中，液体流路和激发光纤在同一平面上，收集光纤垂直于该平面放置，液体流路成直通型结构。采用本发明激发光的强度增大为单光源的N倍，荧光信号相应的增大为原来的N倍，而其噪声水平理论上仅为单灯激发的N^1/2倍，因而与单个LED诱导的荧光检测相比，采用N 个阳同的LED激发将使检出限下降N^1/2。另外，采用光纤和流动相直接接触，它们彼此之间较小的折射系数差有利于降低光学反射和散射，得到较低的光学背景。

2、本发明检测器可以作为与毛细管电泳、液相色谱、流动注射等流动分析***的检测器。

附图说明

图1为本发明的阵列发光二极管诱导荧光检测器的结构示意图(图中N＝4)。

图2为本发明中三维无窗检测池的结构示意图(图中N＝6)。

图3为本发明多光源LED诱导荧光检测器用于流动注射分析***的谱图。

图4本发明单光源和双光源LED诱导荧光检测器用于流动注射分析***对比。其中，A：单光源分析谱图；B：双光源分析谱图。

图中，1、发光二极管；2、激发光纤；3、检测池；4、收集光纤；5、滤光片；6、光电转化器件(如光电倍增管PMT等)；7、信号处理电路；8、液体流路。

具体实施方式

如图1-2所示，本发明阵列发光二极管诱导荧光检测器，其结构特征在于：该荧光检测器主要由阵列发光二极管1、激发光纤2、检测池3、收集光纤、滤光片5、光电转化器件6和信号处理电路7组成。检测池通过光纤和其他光学部件(如发光二极管、滤光片等)偶联，该荧光检测器采用N个相同的二极管(N≥2)为激发光源、激发光通过N个激发光纤2照射到检测池3内。激发光纤2可以采用同心塑料套管套在外面，并通过螺帽和卡套固定于检测池同一平面的不同位点上，塑料套管内径与激发光纤外径相同，实现光路的自动准直而无需光学校准。样品受激发产生的荧光由另一垂直放置的收集光纤4收集，传输到光电转换器件6，并转化成可供检测的电信号。激发、收集光纤2、4均直接和液体流路8接触。液体流路8、收集光纤4和激发光纤2三者共扼交叉。其中，液体流路8和激发光纤2在同一平面上，收集光纤4垂直于该平面放置。液体流路8成直通型结构，避免光信号受流体流形变化扰动。

本发明检测池体可以由金属材质或聚醚醚酮(PEEK)或特氟龙(Teflon)等非金属材质加工而成。

本发明具体实施步骤：LED激发光束由透镜或直接耦合到激发光纤2；然后照射到检测池3内。样品溶液受激发后发出的荧光由收集光纤4接收、经滤光片5传输到光电转化器件6被转化为可供检测的电信号。光电转化器件将光信号转变为电流信号，经信号处理电路放大、滤波后转化为电压信号输出至工作站或记录仪，将电压信号记录下来。

如图1所示本发明阵列发光二极管诱导荧光检测器的结构示意图(图中N＝4)，图中

的“×”表示液流方向。如图2所示，本发明采用三维无窗检测池，四个激发光纤2固定于检测池的同一平面上，收集光纤4垂直于检测池的平面。

本发明N个(N≥2)光源LED诱导荧光检测器用于流动注射分析***测试异硫氰酸荧光素。

测试条件：载液，水；连接管：石英毛细管(0.25mm i.d.)；样品：异硫氰酸荧光素；进样量：2μL；流速：10μL/min。

Claims (5)

1、一种阵列发光二极管诱导荧光检测器，其特征在于：该荧光检测器主要由阵列发光二极管(1)、激发光纤(2)、检测池(3)、收集光纤(4)、滤光片(5)、光电转化器件(6)和信号处理电路(7)组成，检测池通过激发光纤(2)与发光二极管(1)偶联，检测池通过收集光纤(4)与滤光片(5)偶联，该荧光检测器采用N个相同的发光二极管为激发光源，N≥2；每个激发光源通过1个激发光纤照射到检测池内，共有N个光纤同时照射到检测池内；激发光纤固定于检测池同一平面的不同位点上，激发光纤(2)、收集光纤(4)均直接和液体流路(8)接触，液体流路(8)、收集光纤(4)和激发光纤(2)三者共扼交叉，检测池(3)内的液体流路(8)和激发光纤(2)在同一平面上，收集光纤与该平面夹角为30°≤α≤90°；样品溶液受激发后发出的荧光由收集光纤(4)接收，经滤光片(5)传输到光电转化器件(6)被转化为可供检测的电信号，电信号通过信号处理电路(7)放大后输出。

2、按照权利要求1所述的阵列发光二极管诱导荧光检测器，其特征在于：所述液体流路(8)呈直通型结构。

3、按照权利要求1所述的阵列发光二极管诱导荧光检测器，其特征在于：所述发光二极管光源为同一中心波长且光学性质相同。

4、按照权利要求1所述的阵列发光二极管诱导荧光检测器，其特征在于：检测池体由金属材质或聚醚醚酮或特氟龙加工而成。

5、按照权利要求1所述的阵列发光二极管诱导荧光检测器，其特征在于：所述激发光纤(2)采用同心塑料套管套在外面，并通过螺帽和卡套固定于检测池同一平面的不同位点上，塑料套管内径与激发光纤外径相同。

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