基于毛細管電泳的激光多模式檢測器的光學設計

　　提出一種基于毛細管電泳的激光多模式檢測器．為設計并優化其光路構型，進行了理論分析和數學推導，并采用Matlab仿真，得到光路中各參量優化取值范圍．在熱透鏡通道，激發光束腰半徑越小，則熱透鏡效應越強．而探測激光束腰半徑、束腰與樣品距離、樣品與探測面距離三個參量綜合決定檢出信號強度；在回射干涉通道，聚焦透鏡焦距應較短，它與毛細管距離對檢測影響很大，而與激光器、與探測面的兩距離對檢測影響相對較??；熱透鏡效應對回射干涉檢測影響不明顯，如要嚴格消除，可將兩通道錯開一適當距離。

　　激光相干性好，易聚焦成微束，特別適用于微體積樣品的測定，因而基于激光優良特性的各類激光檢測器的研制已成為液相分離分析儀器檢測器研究的熱門領域口．激光誘導熒光檢測器臥1是激光類檢測器中靈敏度最高并已成為商品化毛細管電泳儀器的一種檢測器口］，但大多數化合物需采用熒光標記或衍生后方可分析；基于弱光吸收檢測。63的激光熱透鏡檢測器直接測量光的吸收，靈敏度比紫外吸收檢測器高2個數量級以上；本課題組曾發現一種在特定條件下，基于物質折射指數變化產生的激光回射干涉效應［7］，并據此建立了用于毛細管電泳的新型折射指數檢測器．但目前這糞檢測器多為單模式信號檢測，尚未見多模式信號檢測用于液相分離分析儀器的報道，且除激光誘導熒光檢測器外，其它激光檢測器尚未成為液相分離分析商品儀器的檢測器．而液相分離分析儀器的分析對象（特別是生物樣品），往往含有多種熒光和吸收特性各異的物質，準確測定其組分及含量，對生命科學研究和臨床診斷意義十分重大，因此，研制多模式信號檢測器將開拓出液相分離分析商品儀器應用的廣闊空間。

　1 ?三檢測通道光路構型的整體描述

　　圖1中，1為內外直徑分別為75 lim和320 Um、長度為20 cm、開窗為1 cm、折射率為1.467的熔硅毛細管，圍繞它的是三個檢測通道：由1、2、3、4、5、6、7、8、9和10組成激光熱透鏡通道；由1、11、12、13、14、15和1 6組成激光回射干涉通道；由1、4、5、6、7、17、18、1 9、20和21組成激光誘導熒光通道．熱透鏡通道與熒光通道共用同一激發光源4。