基于毛细管电泳的激光多模式检测器的光学设计

　　提出一种基于毛细管电泳的激光多模式检测器．为设计并优化其光路构型，进行了理论分析和数学推导，并采用Matlab仿真，得到光路中各参量优化取值范围．在热透镜通道，激发光束腰半径越小，则热透镜效应越强．而探测激光束腰半径、束腰与样品距离、样品与探测面距离三个参量综合决定检出信号强度；在回射干涉通道，聚焦透镜焦距应较短，它与毛细管距离对检测影响很大，而与激光器、与探测面的两距离对检测影响相对较小；热透镜效应对回射干涉检测影响不明显，如要严格消除，可将两通道错开一适当距离。

　　激光相干性好，易聚焦成微束，特别适用于微体积样品的测定，因而基于激光优良特性的各类激光检测器的研制已成为液相分离分析仪器检测器研究的热门领域口．激光诱导荧光检测器卧1是激光类检测器中灵敏度最高并已成为商品化毛细管电泳仪器的一种检测器口］，但大多数化合物需采用荧光标记或衍生后方可分析；基于弱光吸收检测。63的激光热透镜检测器直接测量光的吸收，灵敏度比紫外吸收检测器高2个数量级以上；本课题组曾发现一种在特定条件下，基于物质折射指数变化产生的激光回射干涉效应［7］，并据此建立了用于毛细管电泳的新型折射指数检测器．但目前这粪检测器多为单模式信号检测，尚未见多模式信号检测用于液相分离分析仪器的报道，且除激光诱导荧光检测器外，其它激光检测器尚未成为液相分离分析商品仪器的检测器．而液相分离分析仪器的分析对象（特别是生物样品），往往含有多种荧光和吸收特性各异的物质，准确测定其组分及含量，对生命科学研究和临床诊断意义十分重大，因此，研制多模式信号检测器将开拓出液相分离分析商品仪器应用的广阔空间。

　1  三检测通道光路构型的整体描述

　　图1中，1为内外直径分别为75 lim和320 Um、长度为20 cm、开窗为1 cm、折射率为1.467的熔硅毛细管，围绕它的是三个检测通道：由1、2、3、4、5、6、7、8、9和10组成激光热透镜通道；由1、11、12、13、14、15和1 6组成激光回射干涉通道；由1、4、5、6、7、17、18、1 9、20和21组成激光诱导荧光通道．热透镜通道与荧光通道共用同一激发光源4。