一种同步采集三个波段电化学发光辐射强度信息的检测装置

1.本实用新型涉及一种同步采集三个波段电化学发光辐射强度信息的检测装置，属于电化学发光检测装置技术领域。


背景技术：

2.电化学发光(electrochemiluminescence,ecl)是由电化学氧化还原反应诱发的光辐射，具有背景信号低、线性范围宽和灵敏度高的优点。实施电化学发光分析的常规硬件装置按照其来源特点可以分为两类，即：商品化的电化学发光分析仪和基础科研工作者自行搭建的电化学发光检测器件。上述常规的电化学发光检测装置采用摒弃色散装置的单一光电倍增管构造，因此只能检测电化学发光辐射的总强度，不能在线识别不同波段的电化学发光辐射，无法同步记录不同波段辐射的强度信息。
3.本实用新型发明人的前期专利文件cn205749297u公开了一种采集双波长电化学发光光强信息的检测系统，采用配置商业化光电倍增管(pmt)高压电源模块装置的方式给两个pmt供电，以示波器同步采集pmt的输出信号，利用ttl信号同步触发电化学装置和pmt输出信号采集装置，实现了对两个波段电化学发光辐射强度的同步采集。由于采用单一pmt电源模块对多个pmt同时供电容易造成pmt输出信号间的相互微扰，该装置难以通过简单叠加pmt的方式实现三个波段电化学发光辐射强度的同步检测。


技术实现要素：

4.针对现有技术的不足，尤其是现有技术中无法同步采集三个波段电化学发光辐射的强度信息，以及单一高压电源装置给多个pmt同时供电的技术限制性，本实用新型提供一种同步采集三个波段ecl辐射强度信息的检测装置。
5.本实用新型的技术方案如下：
6.一种同步采集三个波段ecl辐射强度信息的检测装置，包括电化学设备单元、ecl辐射产生单元、ecl采集及光电信号转换单元、计算机，所述的电化学设备单元与计算机连接；
7.所述的ecl辐射产生单元包括ecl池，所述的ecl池内设置有工作电极、参比电极和对电极，所述的工作电极、参比电极和对电极分别与电化学设备单元连接；
8.所述的ecl辐射采集及信号转换单元包括收集物镜、准直镜、第一二向色镜、第二二向色镜、三个pmt；所述的工作电极的发光面正对所述收集物镜，所述的收集物镜、准直镜、第一二向色镜、第二二向色镜、三个pmt沿光路顺次设置，第一二向色镜和第二二向色镜的透过波长不同，所述的三个pmt均分别通过信号线、电源线与电化学设备单元连接；
9.所述的电化学设备单元为包含电化学工作站模块及pmt高压电源模块和pmt信号采集模块的集成装置，内置有pmt高压电源模块三个和pmt信号采集模块三个。
10.根据本实用新型，优选的，第一二向色镜型号为dmlp605l，第二二向色镜型号为dmlp730b。该型号的二向色镜分光效果显著，波段分辨度高。第一二向色镜和第二二向色镜
的透过波长不同，保证了将三个波段的ecl辐射分别由三个pmt采集，同步进行光电信号转换；所产生的三路光电压信号被同步输出到电化学设备单元中的三个pmt采集信号模块中，并被同步转为数字信号，从而实现三个波段ecl辐射强度信息的同步检测。
11.根据本实用新型，优选的，包含电化学工作站模块及光电倍增管电源模块和信号采集模块的集成装置为西安瑞迈mpi-me多通路电化学发光检测仪。该集成装置内置有三个pmt高压电源模块，可同步启动、分别为三个pmt供电，克服了现有的装置中由一个高压电源装置同时给不同pmt供电导致的信号微扰问题。同时，该集成装置将电化学工作站模块、pmt高压电源模块和pmt信号采集模块微型化处理，减缩装置空间和数量，便于携带安放。
12.根据本实用新型，优选的，所述的ecl池的底部为透明结构，进一步优选的，所述的ecl池为全透明结构以方便工作电极辐射的ecl信息全部被收集物镜收集。优选的，所述的ecl池设置有电极固定装置，所述的工作电极、参比电极和对电极均固定在电极固定装置上。
13.根据本实用新型，优选的，所述的ecl辐射产生单元还包括在底部设置有透光孔的ecl池支架，以便于所述的ecl池固定在ecl池支架上。透光孔与准直镜沿光路正对设置，将所产生辐射转换为平行光竖直地向ecl池下方传输。
14.根据本实用新型，优选的，所述的同步采集三个波段ecl光强信息的检测装置还包括暗盒，所述ecl辐射产生单元、收集物镜、准直镜、第一二向色镜、第二二向色镜、三个pmt设置于暗盒内；
15.优选的，所述的暗盒设置有导线转接口，在保证光路完全封闭的前提下满足电极和器件与暗盒外装置的连接；
16.优选的，所述的暗盒顶部还设置有暗盒开关门；
17.优选的，所述的暗盒为不锈钢材质，暗盒内表面涂覆有耐腐蚀材料以及暗盒外表面包覆绝缘材料。暗盒不仅可以有效屏蔽外界电磁辐射和杂散光的干扰，还能保证整个系统在无需暗室和防尘。
18.根据本实用新型，优选的，所述的ecl辐射采集及信号转换单元还设置有光学套管，收集物镜、准直镜、第一二向色镜、第二二向色镜、三个pmt均设置在光学套管内；优选的，光学套管顶端设置有光学开关。
19.根据本实用新型，优选的，所述的ecl池设置有防反射膜，以减少辐射损失。
20.根据本实用新型，优选的，第一二向色镜和第二二向色镜均与竖直方向成45
°
角。工作电极表面所产生的ecl辐射光经由第一二向色镜时，某一波段的辐射经透射穿过二向色镜，另一波段的辐射经反射转为水平方向被第一个pmt采集；穿过第一二向色镜的辐射经由第二二向色镜时，其中某一波段的辐射经反射从转为水平方向被第二个pmt采集，另一波段的辐射经透射穿过二向色镜被采集第三个pmt采集。
21.本实用新型中，工作电极的发光面正对收集物镜，工作电极表面产生的ecl辐射经收集物镜收集后进入ecl辐射采集及信号转换单元，并经准直镜被转化为平行光，实现ecl辐射产生单元和ecl辐射采集及信号转换单元的光路衔接。平行光经由第一二向色镜和第二二向色镜分光后，分别进入三个不同的pmt，同步转化为三路光电压信号，三路光电压信号由电化学设备单元中的pmt信号采集模块被转化为三路数字信号，同步输入至计算机。
22.本实用新型的原理：
23.将含三种ecl辐射波段不同的物质及其共反应剂的溶液装入ecl池中，电化学分析仪的启动时，触发pmt高压电源模块和pmt信号采集模块同步运行，在工作电极表面产生三个波段的ecl辐射，经收集物镜进入ecl辐射采集及信号转换单元中，在第一二向色镜和第二二向色镜的辅助下分别进入三个pmt，所产生的三路光电压信号被内置于电化学设备单元中三个pmt信号采集模块同步转化为数字信号，进而实现不同电化学状态下的三波段ecl辐射强度信息的同步、在线和连续采集。选择不同规格的二向色镜可分离并同步采集不同物质产生三元复合光。
24.本实用新型的有益效果如下：
25.1、本实用新型可准确区分、同步采集三个波段ecl辐射的光强信息，适用于波段分辨型ecl单组分，双组分和三组分定量分析。
26.2、本实用新型克服了现有装置中由一个电源装置给不同pmt供电所导致的信号微扰。
27.3、本实用新型的电化学设备单元将电化学工作站模块、pmt高压电源模块和pmt信号采集模块微型化处理，采用统一软件启动电化学模块、pmt高压电源模块和pmt信号采集模块，无需ttl触发且便于携带安放。
附图说明
28.图1为本实用新型同步采集三个波段电化学发光辐射强度信息的检测装置的主体结构示意图。
29.1、电化学与光电倍增管电源集成模块，2、ecl池，3、电极固定装置，4、参比电极，5、对电极，6、工作电极，7、ecl池支架，8、暗盒，9、暗盒开关门，10、光学开关，11、收集物镜，12、准直镜，13、光学套管，14、第一二向色镜，15、第二二向色镜，16、pmt，17、导线转接口，18、信号线，19、电源线，20、计算机。
具体实施方式
30.下面通过具体实施例对本实用新型做进一步说明，但不限于此。
31.实施例中第一二向色镜14型号为dmlp605l，第二二向色镜15型号为dmlp730b。该型号的二向色镜分光效果显著，波段区分度高。
32.实施例中所用电化学分析仪为西安瑞迈mpi-me多通路电化学发光检测仪。
33.实施例1
34.如图1所示，一种同步采集三个波段电化学发光辐射强度信息的检测装置，包括电化学设备单元、ecl辐射产生单元、ecl辐射采集及信号转换单元、计算机，所述的电化学设备单元与计算机连接；
35.所述的ecl辐射产生单元包括ecl池2，所述的ecl池2内设置有工作电极6、参比电极4和对电极5，所述的工作电极6、参比电极4和对电极5分别与电化学设备单元连接；
36.所述的ecl辐射采集及信号转换单元包括收集物镜11、准直镜12、第一二向色镜14、第二二向色镜15、三个pmt16；所述的工作电极6的发光面正对所述收集物镜11，所述的收集物镜11、准直镜12、第一二向色镜14、第二二向色镜15、三个pmt16沿光路顺次设置，第一二向色镜14和第二二向色镜15的透过波长不同，所述的三个pmt16均分别通过信号线18、
电源线19与电化学设备单元连接；
37.所述的电化学设备单元为包含电化学工作站模块以及pmt高压电源模块和pmt信号采集装置的集成装置1，所述的集成装置1内设置有电化学工作站模块、pmt高压电源模块三个和pmt信号采集模块三个。
38.所述的集成装置1(即，电化学设备单元)为西安瑞迈mpi-me多通路电化学发光检测仪。该电化学设备单元内设置的三个pmt高压电源模块能够三个pmt供电，克服了现有的装置中一个高压电源装置给不同pmt同时供电的信号干扰问题。同时，该电化学设备单元将电化学工作站模块、pmt高压电源模块和pmt信号采集模块微型化处理，减缩了装置空间和数量，便于携带安放。
39.第一二向色镜14和第二二向色镜15均与竖直方向成45
°
角。工作电极6表面所产生的ecl辐射光经由第一二向色镜14后，一定波段的辐射完全透射，另一部分波段的辐射经反射由垂直方向变换为水平方向传入其中一个pmt中；透射穿过第一二向色镜的辐射经由第二二向色镜15时，某一波段的辐射经反射由垂直方向变换为水平方向传入第二个pmt中；另有某一波段的辐射完全透射，进入第三个pmt。
40.实施例2
41.如实施例1所述，不同的是：
42.所述的ecl池2为全透明结构以方便工作电极6辐射的ecl信息全部被收集物镜11收集。所述的ecl池2设置有电极固定装置3，所述的工作电极6、参比电极4和对电极5均固定在电极固定装置3上。
43.实施例3
44.如实施例1所述，不同的是：
45.所述的ecl辐射产生单元还包括在底部设置有透光孔的ecl池支架7，以便于所述的ecl池2固定在ecl池支架7上。透光孔与准直镜12沿光路正对设置，将所产生辐射转换为平行光竖直向ecl池2的下方传输。
46.实施例4
47.如实施例1所述，不同的是：
48.所述的同步采集三个波段电化学发光辐射强度信息的检测装置还包括暗盒8，所述ecl辐射产生单元、收集物镜11、准直镜12、第一二向色镜14、第二二向色镜15、三个pmt16设置于暗盒8内；
49.所述的暗盒8设置有导线转接口17，在保证光路完全封闭的前提下满足电极和器件与暗盒8外装置的连接；
50.所述的暗盒8顶部还设置有暗盒开关门9；
51.所述的暗盒8为不锈钢材质，暗盒8内表面涂覆有耐腐蚀材料以及暗盒8外表面包覆绝缘材料。暗盒8不仅可以有效屏蔽外界电磁辐射和杂散光的干扰，还能保证整个系统在无需暗室和防尘。
52.实施例5
53.如实施例1所述，不同的是：
54.所述的ecl辐射采集及信号转换单元还设置有光学套管13，收集物镜11、准直镜12、第一二向色镜14、第二二向色镜15、三个pmt16均设置在光学套管13内；光学套管13顶端
设置有光学开关10。