[发明专利]毛细管电泳-连续波长双光子荧光偏振检测装置

摘要

本发明涉及一种毛细管电泳‑连续波长双光子荧光偏振检测装置，主要由毛细管电泳分离单元、可调连续波长双光子荧光激发单元、荧光信号采集转换单元和数据处理单元等四部分组成。其基本工作原理为：在高压电场作用下，荧光物质在毛细管中进行迁移、分离；当其到达检测窗口时，荧光信号被飞秒激光器发射的高强度脉冲激光激发，并经过荧光偏振分光光学器件被分为垂直偏振光和水平偏振光，分别被高灵敏荧光探测器采集。在该装置中，荧光激发限定在飞升级小体积内，可实现对单粒子荧光的分辨与分析；另外，双光子激发产生的荧光偏振可以更为精细地反映生物分子构象和运动状态，为生物分子相互作用等前沿问题的研究提供了先进而有效的技术支撑。 1

主权项

1.提出搭建毛细管电泳‑连续波长双光子荧光偏振检测联用装置，主要由毛细管电泳分离单元、连续波长双光子荧光激发单元、荧光信号采集转换单元和数据处理单元等四部分组成；其包含飞秒脉冲激光器、倒置荧光显微镜、光学聚焦透镜、高压电源、铂电极、缓冲液瓶、石英毛细管、绝缘载物台、荧光偏振分光光学器件、滤光片、高灵敏荧光探测器、光电倍增管、电光调制器、科研级互补金属氧化物半导体相机等关键器件；其基本工作原理为：在高压电场作用下，荧光物质在毛细管中进行迁移、分离，当到达飞升体积检测窗口时，其荧光信号被飞秒激光器发射的高强度脉冲激光激发，并经过光学聚焦透镜和滤光片进入荧光检测系统，荧光偏振分光光学器件将荧光分为垂直偏振光和水平偏振光，分别被两个高灵敏荧光探测器采集，再经过光电倍增管转换为电信号，记录在计算机中以进行后期数据分析处理。

2.根据权利要求1所述的毛细管电泳‑连续波长双光子荧光偏振检测装置，其特征在于：与传统毛细管电泳‑激光诱导荧光偏振检测装置不同，该装置采用飞秒激光器发射的脉冲激光作为激发光，激发范围可限制在特定的飞升级小体积内，因而能够实现对单粒子的荧光检测及偏振分析；另外，双光子吸收对分子的转动状态更为敏感，因而其产生的荧光偏振更为精细地反映生物分子构象和运动状态。

3.根据权利要求1所述的毛细管电泳‑连续波长双光子荧光偏振检测装置，其特征在于：采用飞秒脉冲激光器作为激发光源，可以调节激发光的红外波长，从而扩大可被检测物质的范围，使该装置的适用范围更广；通过电光调制器还可以调节激发光的强度(功率)。

4.根据权利要求1所述的毛细管电泳‑连续波长双光子荧光偏振检测装置，其特征在于：激发光(飞秒脉冲激光)经过倒置荧光显微镜的二向色镜反射至检测窗口激发荧光信号；被激发的荧光透过二向色镜经聚焦透镜和滤光片进入荧光检测系统，被荧光偏振分光光学器件分离为垂直偏振光和水平偏振光后再分别由两个灵敏荧光探测器进行采集和记录，进而得到荧光物质的荧光偏振信息；而激发光不能透过二向色镜，被截留在荧光检测系统外面，从而能有效避免激发光造成的干扰，提高检测灵敏度。

5.根据权利要求1所述的毛细管电泳‑连续波长双光子荧光偏振检测装置，其特征在于：通过光路选择调控元件可以选择科研级互补金属氧化物半导体相机或光电倍增管作为荧光检测器；通过科研级互补金属氧化物半导体相机相机可以观察检测窗口的位置，从而将其调节至焦平面，提高检测灵敏度和检测限。

6.根据权利要求1所述的毛细管电泳‑连续波长双光子荧光偏振检测装置，其特征在于：将毛细管分离装置置于绝缘载物台上，从而避免高压放电危险，极大程度提高操作安全性。