激光多模式检测毛细管电泳装置的研制及应用
  • 【摘要】

    上世纪80年代中后期以来,毛细管电泳技术的迅速发展使检测样品的消耗量一举从微升水平迈入纳升水平,并使单细胞分析乃至单分子分析成为可能.与此同时,已见文献报道的各类毛细管电泳检测器在灵敏度或通用性上却不同程度的存在缺陷.基于相关研究的需要,探索一种灵敏度高、通用性强的检测器具有重要的科学意义和实用价值.在众多检测器中,激光光学类检测器以其检测灵敏度高、可实现在柱检测、日常维护简便、成本低和易于构建等... 展开>>上世纪80年代中后期以来,毛细管电泳技术的迅速发展使检测样品的消耗量一举从微升水平迈入纳升水平,并使单细胞分析乃至单分子分析成为可能.与此同时,已见文献报道的各类毛细管电泳检测器在灵敏度或通用性上却不同程度的存在缺陷.基于相关研究的需要,探索一种灵敏度高、通用性强的检测器具有重要的科学意义和实用价值.在众多检测器中,激光光学类检测器以其检测灵敏度高、可实现在柱检测、日常维护简便、成本低和易于构建等优点而倍受关注,如能实现多种激光检测技术的有机组合,将使这种组合检测技术兼具灵敏度高和通用性强的特点.本文基于这一设想,开发了集激光诱导荧光检测、激光热透镜检测和激光回射干涉检测于一身的激光三模式毛细管电泳检测器,此外还基于激光光热辐射技术对铁矿石的固态原位评级检测进行了初步的探索,主要研究内容如下: 1. 分别构建了激光诱导荧光检测模式和激光回射干涉检测模式.通过对两种检测模式检测光路的合理耦合和一些核心参数的优化,实现了对毛细管电泳的激光诱导荧光和激光回射干涉同时检测.以复杂体系的分离检测,对上述激光双模式同时检测系统进行了评价.激光诱导荧光-激光回射干涉同时检测器可避免衍生步骤,为直接进行激光诱导荧光检测提供了可能. 2. 对共线型激光热透镜检测模式进行了构建,通过对其光学构型和激光回射干涉光学构型的合理耦合,实现了对毛细管电泳的共线型激光热透镜和激光回射干涉同时检测.采用合理的光学设计,实现了共线型激光热透镜检测的泵浦光束束腰相对于检测光束束腰的可调节;此外还对一些关键参数进行了优化.共线型激光热透镜检测的泵浦光束既作为激光热透镜检测的泵浦光束,也作为激光回射干涉检测的探测光束.这种设计可以将锁相放大技术引入到激光回射干涉检测中,在一定程度上提升了激光回射干涉的检测灵敏度.最后采用基于染料类物质和氨基酸类物质的复杂体系,对上述激光双模式同时检测系统进行了评价. 3. 通过对激光诱导荧光检测、共线型激光热透镜检测和激光回射干涉检测的光学构型进行合理耦合,实现了对毛细管电泳的三模式同时检测.共线型激光热透镜检测的泵浦光束不仅用来作为激光热透镜检测的泵浦光束,还用来作为激光诱导荧光检测的激发光束;共线型激光热透镜检测构型中的检测光束不仅用来作为激光热透镜检测的检测光束,还用来作为激光回射干涉检测探测光束.为确保复杂检测模式下激光回射干涉检测信号的可靠性,对激光热透镜条件下的激光回射干涉信号进行了理论评估.此外,还对聚焦透镜焦距进行了理论讨论,对其最佳取值区间进行了预测并得以实验验证.基于对混合体系的检测,对上述多模式检测器进行了评价,检测结果在一定程度上证明激光多模式检测器已兼具灵敏度高和通用性强的特点. 4. 构建了一整套激光光热辐射检测装置,对不同种类、不同含量铁氧化物的模拟铁矿石进行检测,建立了铁氧化物含量与激光光热辐射相迁移信号之间的相关关系.基于这种相关关系,对铁矿石的原位评级检测进行了初步的探索. 收起<<

  • 【作者】

    熊博 

  • 【学科专业】

    分析化学

  • 【授予学位】

    博士

  • 【授予单位】

    武汉大学

  • 【导师姓名】

    胡继明

  • 【学位年度】

    2009

  • 【语种】

    chi

  • 【关键词】

    激光诱导荧光%激光热透镜%激光回射干涉%毛细管电泳%激光光热辐射