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专利名称：微量光度计的制作方法
技术领域：
本发明涉及测量技术领域，特别涉及一种微量光度计。
背景技术：
紫外-可见光分光光度计是一种使光线透射样品，分析其的吸收光谱而对成分定性或定量分析的仪器。一般由光源、单色器、样品池及检测器组成。传统的紫外-可见光分光光度计产品，使用标准的IOmm光程液体样品池，待测液体用量一般为2mL以上。当用于生命科学时，特别是测量蛋白、DNA和RNA含量时，样品一般珍贵，浓度相对较高，因而在使用IOmm样品池时必须先稀释。稀释消耗溶剂，操作繁琐， 而且稀释后样品无法再回收利用。近些年出现了针对这一应用的超微量样品池的分光光度计，可直接对微升级样品进行光度分析。市面上大部分微量光度计的光度池，一般由两个具有一定间隙(一般0. 2mm、 0. 5mm或者1mm)的玻璃或石英平面构成。测量时，两平面分开，将微量液滴滴在其中一个平面上的特定位置(常用疏水面或微型凹面来固定液体)，然后合上平面，液滴被两平面挤压形成具有特定厚度的薄层或者微型圆柱。在两玻璃平面后安装有两个相互对准的光纤，光源光线从一个光纤出射，穿过玻璃，再穿过液体薄层，再穿过玻璃平面，进入检测光纤。检测光纤另一端连接至单色器和光电转换器，以分析液体的吸收光谱。某些设计中一个玻璃平面可以替换为镜面，并将发射和检测光纤安装在同侧，光线经镜面反射，二次穿过玻璃和液体，进入接收光纤。由于光线两次穿过液体，等效光程加倍，可以使机构实际间隙更薄，消耗液体更少。上述方法中，都需要一个机械开合机构，闭合以后的平面间距离即为测量光程，一般依靠机械定位销或定位面来保证该距离，从打开至合上动作中，机械定位销或定位面如果磨损、掺入灰尘或液体，会影响定位精度，进而影响光程，引起测量误差。另一方面液体滴在玻璃或石英面上，测量完成后，需要手工将液滴擦除，这会带来一系列问题人工擦拭动作慢，无法实现高通量和自动化测量；人手操作有误差，容易擦除不净，特别是蛋白类样品有较强的粘附性，容易残留在玻璃表面，影响吸光度测量，并污染下一次滴入的样品；长期擦拭表面，表面磨损变花，不仅光学性能恶化，疏水性和抗粘附性都会下降，需定期维护否则影响仪器性能。

发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种测量精度高、并实现高通量、自动化和免清洗的微量液体吸收光度测量的微量光度计。为解决上述技术问题，本发明提供了一种微量光度计包括微量光度池、前支撑件、后支撑件、前卷轮、后卷轮、点样机构；缠绕在所述前卷轮上的塑料薄膜带依次通过所述前支撑件、所述点样机构、所述微量光度池、所述后支撑件与所述后卷轮连接。
进一步地，所述微量光度池包括本体、限位块及光纤；所述本体上开有狭缝，所述本体与所述光纤连接；所述本体上设置有所述限位块。进一步地，所述狭缝两端是带有逐渐变宽的弧面。进一步地，所述狭缝的宽度等于两倍的塑料薄膜厚度加测量光程。进一步地，所述微量光度池还包括检测器，所述检测器根据所述光纤的吸光度，分析滴在所述塑料薄膜带上液滴的成分和浓度，实现光度测量。进一步地，所述光纤包括出射光纤及入射光纤；所述出射光纤及入射光纤分设在所述狭缝两端。进一步地，微量光度计还包括回收器，设置在所述后支撑件处，回收所述塑料薄膜带上的液滴。进一步地，微量光度计还包括液体清除装置，设置在所述后支撑件处，清除所述塑料薄膜带上的液滴。进一步地，微量光度计所述前支撑件和后支撑件是滚轮或支杆。进一步地，所述点样机构是手动移液枪，多通道移液枪或机械臂上的移液器移液
ο本发明提供的微量光度计，可实现样品的高通量筛选，可以昼夜自动运行无需维护，只需要定期补充薄膜带。


图1为本发明实施例提供的微量光度计的结构示意图。图2为图1所示微量光度计结构中微量光度池的结构示意图。图3是图2所示微量光度池的剖视图。
具体实施例方式参见图1，本发明实施例提供的一种微量光度计包括微量光度池1、前支撑件2、后支撑件3、塑料薄膜带4、前卷轮5、后卷轮6及点样机构7。缠绕在前卷轮5上的塑料薄膜带4依次通过前支撑件2、点样机构7、微量光度池1、后支撑件3与后卷轮6连接。塑料薄膜带4应为光学透明，并具有一定弹性可弯曲变形，某些种类塑料经挤压成型制成的塑料薄膜带可满足此要求。前支撑件2和后支撑件3是滚轮或支杆。点样机构7可以是手动移液枪，多通道移液枪，机械臂上的移液器等，用于向塑料薄膜带滴入液滴。例如，点样机构7 可以是4通道移液枪或12通道移液枪。本发明将塑料薄膜带4成卷缠绕于前卷轮5上，再通过前支撑件2、微量光度池1和后支撑件3，最终固定在后卷轮6处，后卷轮6由电机驱动旋转带动薄膜移动，类似于磁带的运动。参见图2所示，微量光度池1包括本体11、限位块13及光纤15。本体11上开有狭缝14。本体11与光纤15连接。本体11上设置有限位块13。狭缝14两端是带有逐渐变宽的弧面，当塑料薄膜带4进入微量光度池时，受到弧面作用，将会被对折。由于薄膜上存在一定拉伸力，该拉伸力在狭缝处沿AB方向向外侧，受到该力作用力塑料薄膜带4将紧贴在狭缝14壁上，狭缝14宽度大于两倍的塑料膜厚度，因此塑料膜内部还将留有一个缝隙。 限位块13用于维持对折时薄膜保持中心线对称，避免一侧高一侧低的折叠或者旋转。
参见图3所示，光纤15包括出射光纤151及入射光纤152。出射光纤151及入射光纤152分设在狭缝14两端。出射光纤151用于引入光源。入射光纤152用于接受检测光。液滴8通过狭缝14时，已形成扁圆柱状。光源光线从出射光纤151端面照射，穿过薄膜和液滴8，进入入射光纤152，引致检测器。液滴中待测成分吸收了部分透射光线，根据朗伯比尔定律A=Ig^= KbC其中，A为吸光度，I0为入射光强，I为透射光强，K为吸光系数，
C为溶液浓度，b为光程，本设计中等于狭缝宽度减去2倍薄膜厚度。检测器(图中未示出) 根据吸光度，分析滴在塑料薄膜带上液滴的成分和浓度，实现光度测量。下面对微量光度计的工作原理进行详细介绍微量光度计工作时，在图1点样机构7首先将零点几至几微升的样品滴在薄膜中央。此时由于塑料膜表面的疏水作用，液滴将呈球形。后卷轮6转动，带动塑料薄膜带4向前运动，至狭缝的弧面处，被逐渐对折，该处的液滴受到挤压变形，至狭缝14狭窄处会形成扁圆柱状，通过的光纤探头，如图3所示。液滴体积应经过计算，使压缩后的圆柱直径大于光纤出射端面高度，又小于塑料带高度，以保证全部光线能够透射液体，同时液滴不会溢出塑料带并污染微量光度池。光源光线在狭缝14处通过光纤耦合透射液体，最后进入检测器。测量完成后，传送带继续运动，将液体送出狭缝14的狭窄处，塑料带随弧面展开，液体由于疏水作用，再次变为液滴，来到后滚轮处。此时可使用移液枪回收，或者直接丢弃。整个过程中液滴不接触塑料带以外的部件，因而机构无需擦拭。滴液时，需控制一定的样品间距，使样品间不会相互接触和污染。当使用生化实验室常用的12通道的多头移液器时，该移液器可以按一定间隔一次性滴入12份样品，系统根据该间隔控制卷轮电机的转角，样品依次通过光纤探头，并和检测器时序同步，顺序执行12个样品的吸收光度测量， 可实现高通量检测。机构也可以配合自动机械臂，构成自动检测工作站，特别适用于基因筛选等生物实验。当液体需要回收时，可用移液器在后滚轮处收集。如不需要回收，可在后滚轮处加一块海绵直接擦除样品。在一个典型的设计中，用塑料制成的薄膜带宽5mm，厚度0. 1mm，狭缝宽度1mm。光纤芯径0. 4mm,液滴在探头处形成Imm直径0. 8mm厚的圆柱，所需样品体积为0. 6uL。样品间最小间距以4mm来计算，一卷薄膜带为100米，则足够测量25000个样品。以塑料密度为约2000Kg/m3来计算，仅消耗塑料约100g，在经济上是完全可行的。在电脑控制下系统全自动运行，每个样品仅需约2秒时间，因而可以实现每小时最高1800样品的高通量筛选，并且可以昼夜运行无需维护，只需要定期补充薄膜带。大部分生物学实验使用紫外-可见分光光度法检测样品，因而需要薄膜带对220nm至900nm波长光谱透明，并不与常用溶剂反应。 氟化乙烯丙烯共聚物(FEP)是一种化学惰性的软性塑料，有良好的耐腐蚀能力；光学上透明度优异，折射率低，有较强的抗辐照能力，在可见光区有较好的透明度，在220-300nm深紫外区也有良好的透射率，因而是制作本发明所述薄膜带的首选材料。聚苯乙烯(PS)和聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)对可见光也有较好的透明度，但270nm 波长以下的透射率较低，适用于可见光光谱分析。这两种材料价格比FEP低，也可用于制作薄膜带。上述材料可用挤出成型或拉伸工艺制成带状。制作微量池的狭缝和弧面时，若使用金属材料，可采用数控铣床，弧面应打磨光滑。也可以加工模具，用塑料或铝材铸造此部件。成型后，用激光制作光纤微孔，将光纤芯穿过微孔后，用胶固化，然后用一个薄磨盘打磨狭缝内侧光纤端面直至达到光学表面要求。 另一种加工方法是将微量池纵向分为两半分别加工后再拼合，可避免加工狭缝的困难。
最后所应说明的是，以上具体实施方式
仅用以说明本发明的技术方案而非限制， 尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
权利要求
1.一种微量光度计，其特征在于，包括微量光度池、前支撑件、后支撑件、前卷轮、后卷轮、点样机构；缠绕在所述前卷轮上的塑料薄膜带依次通过所述前支撑件、所述点样机构、所述微量光度池、所述后支撑件与所述后卷轮连接。
2.根据权利要求1所述的微量光度计，其特征在于，所述微量光度池包括本体、限位块及光纤；所述本体上开有狭缝，所述本体与所述光纤连接；所述本体上设置有所述限位块。
3.根据权利要求2所述的微量光度计，其特征在于 所述狭缝两端是带有逐渐变宽的弧面。
4.根据权利要求2所述的微量光度计，其特征在于 所述狭缝的等于两倍的塑料薄膜厚度加光程。
5.根据权利要求2所述的微量光度计，其特征在于，还包括检测器，所述检测器根据所述光纤的吸光度，分析滴在所述塑料薄膜带上液滴的成分和浓度，实现光度测量。
6.根据权利要求2所述的微量光度计，其特征在于，所述光纤包括 出射光纤及入射光纤；所述出射光纤及入射光纤分设在所述狭缝两侧。
7.根据权利要求1所述的微量光度计，其特征在于，还包括回收器，设置在所述后支撑件处，回收所述塑料薄膜带上的液滴。
8.根据权利要求1所述的微量光度计，其特征在于，还包括液体清除装置，设置在所述后支撑件处，清除所述塑料薄膜带上的液滴。
9.根据权利要求1-8任一项所述的微量光度计，其特征在于 所述前支撑件和后支撑件是滚轮或支杆。
10.根据权利要求1-8任一项所述的微量光度计，其特征在于 所述点样机构是手动移液枪，多通道移液枪或机械臂上的移液器。
11.根据权利要求1-8任一项所述的微量光度计，其特征在于所述塑料薄膜带采用氟化乙烯丙烯共聚物、聚苯乙烯或聚甲基丙烯酸甲酯。
全文摘要
本发明公开了一种微量光度计包括微量光度池、前支撑件、后支撑件、前卷轮、后卷轮、点样机构；缠绕在所述前卷轮上的塑料薄膜带依次通过所述前支撑件、所述点样机构、所述微量光度池、所述后支撑件与所述后卷轮连接。本发明提供的微量光度计，可实现样品的高通量筛选，可以自动运行无需人工维护，只需要定期补充薄膜带。
文档编号G01N35/00GK102435569SQ20111038826
公开日2012年5月2日 申请日期2011年11月29日 优先权日2011年11月29日
发明者李振涵, 郭瑞 申请人:中国科学院微电子研究所