[发明专利]一种基于导光毛细管的光度分析仪及其检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种光度分析仪及其检测方法，特别涉及一种基于导光毛细管的光度分析仪及其检测方法，可用于液体和气体样品的吸光度测试。

背景技术

吸光度是重要的材料特性参数，测试样品的吸光度可以获知样品的成份和浓度等相关信息，并且光学检测具有抗电磁干扰和快速响应的特点。因此，基于吸光度检测的分光光度计(或称比色计)，广泛用于生化分析领域。对于分光光度计或比色计，测试时需要将待测样品和标准样品分别置于不同的比色皿中，通过更换比色皿进行对比测试(SensorsandActuatorsB，191，561-566(2014))。因此，现有的测试方法，通常需要来回更换比色皿，使得测试时间增加、测试精度降低。此外，为了提高测试精度，需要增加比色皿的厚度(即增加样品对探测光的吸收长度)，这使得比色皿的体积增大、需要的样品量也增多。专利CN201210105716.9虽然公开了把毛细管用于比色分析领域，但是存在以下问题：光源穿过毛细管时，光源可能随着光路距离的增加，光源会发散而穿出毛细管；也可能操作时入射光光路偏移毛细管中心线，光源穿出毛细管，此时将会严重降低测试精度。发明人对液体样品的检测有着深入研究[Appl.Phys.Lett.，102，163701(2013)]，从而启发了本发明的产生。

因此设计研发新的吸光度测试方法，简化测试系统、缩短测试时间、减少样品需求量、并提高检测精度，是本发明的创研动机。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供了一种不需要来回更换盛液槽、增加样品对探测光的吸收长度且能减小检测仪器体积、样品需求量小、光通量高、检测精度高的基于导光毛细管的光度分析仪及其检测方法。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案为：

一种基于导光毛细管的光度分析仪，包括光源、光探测器、导光毛细管，其特征是：所述导光毛细管的侧壁可以反射光波，所述光源发射的探测光束经导光毛细管侧壁反射被约束在导光毛细管中传输，光探测器接收从导光毛细管中射出的探测光束；所述导光毛细管一端设有样品入口，所述导光毛细管另一端设有样品出口，待测样品流经导光毛细管。该分析仪利用导光毛细管来引导探测光束和待测样品的传输，增加了探测光束通过样品的长度，提高了检测精度；此外，由于导光毛细管的内部体积很小，需要的样品量也很少，因此可以进行样品的快速切换，从而缩短测试时间、减少信号漂移、提高检测精度。

本发明涉及的基于导光毛细管的光度分析仪，还具有以下附属技术特征：

所述毛细管的形状可以是弯曲的、直的或弯曲的与直的结合的任一种；本发明所述的毛细管，无论是直的还是弯曲的毛细管，其均可以约束探测光束。因此毛细管可以弯曲，以减小分析仪的长度和体积。所述弯曲的毛细管的形状可以是环形、弧形、螺旋形中的一种或者任意形状的毛细管。

所述光源与毛细管端面之间具有空间间隙；所述光探测器与毛细管端面之间具有空间间隙；所述间隙可以为1～4厘米，优选2厘米。所述间隙的设置可以避免结露、结雾、温度等因素对测量结果造成影响。

所述毛细管安装进仪器中，与水平面有倾斜度。毛细管安装进仪器中，有一个倾斜度。待检样品从下端口进入，从上端口流出多余水，这样可使毛细管内充满待检样品，并避免产生气泡。

所述光源为根据待测物的吸收波长来选择激光二极管或发光二极管。分析不同物质选用不同波长的激光二极管(或发光二极管)可以提高检测精度。

所述毛细管的内孔直径范围在0.01微米至10毫米之间。本发明所述的毛细管，其内径R的范围可以处于0.01微米至10毫米之间。当内径R越小时，毛细管的内孔体积就越小、样品切换时间越快、测试精度越高。此外，在不增加毛细管内孔体积的条件下，毛细管的内径R减小、长度L可以相应的增加，从而增加样品对探测光束的吸收长度、提高测试精度。

所述毛细管为内壁经抛光处理的金属、侧壁(内壁或外壁)镀了金属薄膜的玻璃毛细管或侧壁(内壁或外壁)镀了金属薄膜的塑料毛细管中的任一种；或者还可以是其他材料制成的毛细管，金属薄膜可以镀在毛细管内壁也可以镀在毛细管外壁，优选将所述金属薄膜镀在毛细管内壁，其功能是能使光束约束在毛细管内部传输，所镀的金属膜可以反射探测光束。所述金属薄膜可以是金、银、铜、锌、铬、镍、铝中的任一种。

本发明还提供了一种基于导光毛细管的光度分析仪的检测方法，主要包括以下步骤：