[发明专利]一种液芯波导荧光检测装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种液芯波导检测装置，具体地说是一种液芯波导荧光检测装置。

背景技术

液芯波导(Liquid Core Waveguide，LCW)现象，又称为液芯光纤。是指当外周材料的折射率低于液芯的折射率，且入射光线的入射角大于临界入射角时，光线在液体与管道壁的界面上发生全反射，在一定角度内的光将沿液芯的轴向传播，可几乎无损失地从另一端传导输出的现象。

LCW的研究最早始于19世纪中叶，Colladon、Babinet、Tyndall等人研究了光线通过全内反射在溪水中传播的现象。到19世纪末，这一现象因在照明喷泉中的应用而广为人知。1970年左右，研究者开始注意LCW用作通讯介质的可能性，制造了由细径玻璃管充满高折射率液体构成的LCW。但由于固体光纤具有明显的优势，使得LCW没能在通讯中得到应用。但是，它在分析化学上却展现了诱人的应用前景，已被应用于长光程吸收检测、化学发光检测、荧光检测、拉曼光谱检测等各种光学检测系统。

Robert H.Byrne将液芯波导用于光度计，CCD用作检测器，当仪器里面的紫外灯关闭时，用作紫外-可见分光光度计，当紫外灯开启时，可用作荧光光度计；Vratislav Kostal将液芯波导与光纤耦合的CCD光度计建立荧光检测系统，并用低分子量的荧光标记物和异硫氰荧光素(FITC)标记的蛋白质进行检验，与复杂的激光诱导荧光检测器相比不仅有更好的检测限，而且只要改装光源就可以分析其他分析对象，因而较方便。

Johan Roeraade等将LCW与毛细管电泳激光诱导荧光联用CCD末端检测，在连续流动和毛细管电泳模式下可分别检测到2.7pmol/L和62fmol/L荧光素，他们还将研制的检测器应用于DNA序列分析，分辨单色G序列碱基，当信噪比为250时，能检测到500个碱基，当信噪比为50时，能检测950个碱基。刘震等报道毛细管等电聚焦液芯波导电泳激光诱导荧光整体柱成像检测，与商业化的紫外检测相比，灵敏度能提高3-5个数量级。此类液芯波导技术激发光和荧光信号从一端共同传出，收集检测，未能较好的实现激发光和荧光的分离，对检测结果存在较大的干扰。因此发明一个能较好实现激发光和荧光分离的液芯波导检测装置具有重要的意义。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种液芯波导荧光检测装置，该装置应用液芯波导原理，激发光以合适的角度从毛细管侧壁射入，并在涂覆层内壁发生全反射，并沿毛细管轴线传播，同时荧光将从毛细管内壁透射出去，进入光电检测器，实现荧光与激发光的分离。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：一种液芯波导荧光检测装置，包括液芯光纤、激发光光源和荧光检测组件，液芯光纤的侧壁具有入射窗口，激发光光源发出的激发光以一合适的角度从液芯光纤侧壁的入射窗口射入液芯光纤，在液芯光纤内沿轴线方向全反射传播，液芯光纤中的液体介质中的测试样品被激发后发射出荧光，荧光检测组件检测从液芯光纤的侧壁透射出来的荧光。

荧光检测组件包括荧光收集系统、滤光系统和光电检测器，从液芯光纤的侧壁透射出来的荧光被荧光收集系统收集，经滤光系统后被光电检测器接收。

液芯光纤由从外至内为对光折射率依次增大的涂覆层、石英层和液体介质构成。

激发光光源为激光器、发光二极管、氘灯或氙灯，激发光光源与液芯光纤的入射窗口之间设置光阑。

荧光收集系统包括聚焦透镜和凹面反射镜，分别位于液芯光纤的两侧，光电检测器位于聚焦透镜一侧，滤光系统位于聚焦透镜和光电检测器之间，指向光电检测器的荧光直接被聚焦透镜聚焦，而相反方向的荧光被凹面反射镜反射后经聚焦透镜聚焦，然后通过滤光系统去除杂光后被光电检测器接收。

滤光系统由滤光片和光阑组成。

光电检测器为光电倍增管或CCD。

本发明具有以下优点：

1、本发明中激发光在液芯光纤内部发生全反射，并沿轴线方向传播，最大程度的增大了激发光光程及利用率，从而大大提高检测器的灵敏度。

2、实现了激发光和荧光的分离，消除了激发光对检测结果的干扰，降低背景噪声，提高检测器信噪比。

3、凹面反射镜将背离光电检测器的荧光反射至光电检测器方向，增加了荧光收集效率，提高了检测灵敏度。

4、液芯波导荧光检测装置结构简单，使用方便，成本低廉，使用范围广。

附图说明

图1为本发明的液芯波导荧光检测装置示意图。

图2为本发明的激发光和荧光信号在石英毛细管内传播光路示意图。