一种基于光强型检测装置高灵敏采集电化学发光光谱的方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种基于光强型检测装置高灵敏采集电化学发光光谱的方法，通过一次ECL测试即可灵敏采集ECL光谱。采用在ECL测量池和光电倍增管之间加装滤光片转盘的方式调制ECL辐射，同时配合使用数据解析方法，在无需改动ECL分析仪结构的条件下，使得常规光强型ECL分析仪具备灵敏采集ECL光谱的性能。本发明专利技术采用不使用狭缝限制采光面积的方式提高光谱检测的灵敏度，能够通过数据分析程序动态校正ECL辐射随时间变化对光谱测定的影响，基于单一PMT和非波长扫描方式实现ECL光谱的采集；同时，本发明专利技术能够以免除使用光栅和电荷耦合检测器的方式大大降低ECL光谱仪的构建成本。方式大大降低ECL光谱仪的构建成本。方式大大降低ECL光谱仪的构建成本。

【技术实现步骤摘要】
一种基于光强型检测装置高灵敏采集电化学发光光谱的方法


[0001]本专利技术涉及一种高灵敏采集电化学发光光谱信息的方法，属于电化学发光检测


技术介绍

[0002]电化学发光(Electrochemiluminescence,ECL)是一种利用电化学方法使某种物质(如荧光染料或半导体纳米材料)产生激发态和光辐射的化学测量学技术。ECL分析兼有电化学和化学发光(Chemiluminescence,CL)的优点，已在环境污染物监测、生化分析、医学诊断等领域获得广泛应用。
[0003]众所周知，以PMT为检测器的光谱分析仪要求待测辐射的强度稳定，以便能够采用波长扫描的方式顺次测定各波长下的辐射强度，获取光谱信息。ECL辐射较弱，且强度不稳定，常规ECL分析仪通常采用高灵敏度光电倍增管(Photomultiplier tube,PMT)直接采集ECL辐射总强度的方式实施ECL分析。由于摒弃了色散装置，常规光强型的ECL分析仪只能借助带通滤光片、采用多次平行测量的方式绘制ECL辐射的光谱信息。其具体做法如下：
[0004]将带通滤光片放置在工作电极和PMT之间，测定某一波段范围内ECL辐射强度随时间的变化曲线，然后更换另一中心波长的带通滤光片测定第二个波段范围内ECL辐射强度随时间的变化曲线，如此类推；通过综合使用多个带通滤光片，得到不同波段范围内ECL辐射强度随时间的变化曲线，进而获得ECL光谱。该方法需进行多次平行的ECL测试，存在测定速度慢，重现性较差等缺点。
[0005]在现有技术条件下，光强型ECL分析仪难以通过一次ECL测试实现光谱信息的采集。

技术实现思路

[0006]针对现有技术的不足，本专利技术提供一种基于普通光强型ECL分析仪实施高灵敏采集ECL光谱的方法。本专利技术采用在光强型ECL分析仪的工作电极和PMT之间加装一个装载有滤光片阵列的旋转圆盘的方式，将ECL分析仪采集的ECL光强度
‑
电位(或时间)曲线调制成一系列的小峰，各小峰依次对应若干特定波段的ECL辐射，其峰面积或峰高与特定波段的ECL光强成正比；通过数据解析程序校正时间差的影响，获得一系列波段下ECL光强度
‑
电位(或时间)曲线，实现ECL光谱的高灵敏采集。本专利技术方法是一种以PMT为检测器测定超ECL光谱信息的方法，能够以常规光强型ECL分析仪依托、通过一次ECL测试实现光谱信息的灵敏采集。本专利技术中，用于装载滤光片阵列的旋转圆盘测试架可直接安装至普通光强型ECL仪的暗盒相内，无需改动ECL分析仪的原有硬件配置即可实现滤光片的快速连续更换和ECL光谱测量。
[0007]本专利技术的技术方案如下：
[0008]一种高灵敏测定ECL光谱的方法，包括用于调制ECL光强的硬件装置和用于处理调制后ECL强度信息、获取ECL光谱的数据解析方法，所述的调制ECL光强信息的硬件装置包括
固定设置有直流马达和ECL池支架的固定底座，所述的直流马达通过轴承连接有滤光片转盘，沿滤光片转盘圆周均匀设置有不同中心波长的滤光片组；
[0009]包括步骤如下：
[0010]将用于调制ECL光强信息的硬件装置装载至普通光强型ECL分析仪的暗盒系统内，使得工作电极、滤光片组和光电倍增管位于同一光路中，向ECL测量池中加入反应溶液，启动光强型ECL分析仪，工作电极表面产生ECL辐射；同步开启直流马达，滤光片转盘带动滤光片组旋转，使得工作电极产生的ECL辐射周期性地通过滤光片组中的不同中心波长的带通滤光片，得到经过调制的ECL光强
‑
电位曲线或ECL光强
‑
时间曲线；
[0011]运用数据解析方法处理所得的ECL光强
‑
电位曲线或ECL光强
‑
时间曲线；利用曲线上的定位峰，确定同一测量周期中各滤光片对应的时间点，计算各测量周期中起始定位峰的峰位置t0、峰高或峰面积F0，然后对同一周期中的每一个测量点进行时差校正，使每个测定点的测量时间统一校正为t0，以第m个测量周期为例，校正公式如下：
[0012]I
校正
＝I
原始
/[1+(F
n0
/F
m0
‑
1)*(t
‑
t
m0
)/(t
n0
‑
t
m0
)]，t
m0
≤t≤t
n0
；
[0013]式中，n＝m+1，即n为m的最相邻后续测量周期；
[0014]在完成校正ECL光强度
‑
电位(或时间)曲线的时差后，再计算每个滤光片通道所对应的光谱峰的峰面积A
i
，按下式计算各通道中ECL的相对强度：
[0015]RI
i
＝A
i
/A
λi
[0016]式中，A
λi
为中心波长为λ
i
滤光片的透光率
‑
波长曲线的积分面积，以RI
i
对λ
i
作图，即得该ECL体系在t0时的ECL光谱曲线。
[0017]本专利技术中，所述的直流马达可驱动滤光片转盘匀速旋转，使得滤光片组中的不同中心波长的带通滤光片依次切换进入工作电极、滤光片和光电倍增管所在的光路中，实施对ECL辐射的快速、连续调制。
[0018]根据本专利技术，所述的普通光强型ECL分析仪为现有设备，包括ECL分析仪主机、数据采集与分析系统和ECL分析仪的暗盒系统；
[0019]所述的ECL分析仪的暗盒系统内设置有ECL辐射产生与采集单元，包括ECL测量池和光电倍增管，所述的ECL测量池设置有分别与ECL分析仪主机连接的参比电极、工作电极和对电极，工作电极和光电倍增管位于同一光路中，所述的光电倍增管与ECL分析仪主机连接，所述的ECL分析仪主机与数据采集与分析系统连接。优选的，ECL测量池由玻璃加工而成，底部透光良好，工作电极的位置与光电倍增管处于同轴位置。
[0020]有些普通光强型ECL分析仪中，还包括聚光系统，聚光系统位于工作电极和光电倍增管之间，用于将工作电极产生的ECL辐射最大程度的汇聚到光电倍增管中。
[0021]根据本专利技术，优选的，所述的滤光片组和聚光系统之间还设置有采光窗口和关闸，且与ECL测量池、滤光片组和光电倍增管位于同一光路中。设置关闸可以根据需要关闭和开启，来阻断和开启ECL测量池产生的电化学辐射光进入到聚光系统中。
[0022]根据本专利技术，优选的，所述的滤光片组中不同中心波长的滤光片的形状为圆形；
[0023]优选的，滤光片的个数为3个以上，进一步优选3
‑
12个。
[0024]根据本专利技术，优选的，所述的滤光片转盘包括上盘、中盘和下盘，所述的中盘沿圆周均匀设置有圆孔，每个圆孔设置有滤光片；所述的上盘和下盘同样设置有孔，分别对应中盘的圆孔；所述的上盘和下本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高灵敏采集ECL光谱的方法，包括利用调制ECL光强信息的硬件装置和数据解析方法，所述的调制ECL光强信息的硬件装置包括固定设置有直流马达和ECL池支架的固定底座，所述的直流马达通过轴承连接有滤光片转盘，沿滤光片转盘圆周均匀设置有不同中心波长的滤光片组；包括步骤如下：将调制ECL光强信息的硬件装置装载至普通光强型ECL分析仪的暗盒系统内，使得工作电极、滤光片组和光电倍增管位于同一光路中，向ECL测量池中加入反应溶液，启动光强型ECL分析仪，工作电极表面产生ECL辐射；同步开启直流马达，滤光片转盘带动滤光片组旋转，使得工作电极产生的ECL辐射周期性地通过滤光片组中的不同中心波段的带通滤光片，得到经过调制的ECL光强
‑
电位曲线或ECL光强
‑
时间曲线；运用数据解析方法处理所得的ECL光强
‑
电位曲线或ECL光强
‑
时间曲线；利用曲线上的定位峰，确定同一测量周期中各滤光片对应的时间点，计算各测量周期中起始定位峰的峰位置t0、峰高或峰面积F0，然后对同一周期中的每一个测量点进行时差校正，使每个测定点的测量时间统一校正为t0，以第m个测量周期为例，校正公式如下：I
校正
＝I
原始
/[1+(F
n0
/F
m0
‑
1)*(t
‑
t
m0
)/(t
n0
‑
t
m0
)]，t
m0
≤t≤t
n0
；式中，n＝m+1，即n为m的最相邻后续测量周期；在完成校正ECL光强度
‑
电位(或时间)曲线的时差后，再计算每个滤光片通道光谱峰的峰面积A
i
，按下式计算各通道中ECL的相对强度：RI
i
＝A
i
/A
λi
式中，A
λi
为中心波长为λ
i
滤光片的透光率
‑
波长曲线的积分面积，以RI
i
对λ
i
作图，即得该电化学发光体系在t0时的ECL光谱曲线。2.根据权利要求1所述的高灵敏采集ECL光谱的方法，其特征在于，所述的普通光强型ECL分析仪，包括ECL分析仪主机、数据采集与分析系...

【专利技术属性】
技术研发人员：邹桂征，申大忠，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：