高通量便携式荧光检测装置的研制与应用.pdf

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1、第41卷分析化学(FENXIHUAXUE)仪器装置与实验技术第10期2013年1O月ChineseJournalofAnalyticalChemistry1620～l624DOI：10．3724／SP．J．1096．2013．3OO13高通量便携式荧光检测装置的研制与应用刘佳佳郭祥群(厦门大学化学化工学院化学系，厦门361005)摘要基于一字线激光模组，设计并构建了高通量便携式荧光检测装置，因其无需传统微孑L板荧光仪所要求的专业精密调节的复杂光路系统，具有结构简单、小巧轻便、成本低廉与多通道的特点。结合自行研制的图像处理软件，对96孑

2、L微孔板样品的检测与数据处理可在10min内完成，实现了溶液的高通量定量检测。检测罗丹明B的灵敏度为(2．80~0．15)nmol／L。应用本装置检测水溶液中Hg，检出限为7．7L；检测自来水样品中Hg的加标回收率为99．9％～102．4％，RSD为1．5％～2．6％；检测湖水样品中Hg的加标回收率为96．2％～98．9％，RSD为1．6％～2．5％关键词高通量；便携式；荧光检测装置；一字线激光模组1引言荧光分析法由于灵敏度高、选择性好和操作简便等优点，在卫生检验、环境分析、食品分析、药物分析、生化与临床检验等领域广泛应用¨I。高通量

3、、快速荧光检测系统因能将批量分析速度提高数倍至数十倍引，具有重要的经济和社会意义。商品化的单通道微孔板荧光仪_】n为实现高通量荧光检测提供了技术支持，具有检测速度快、灵敏度高、线性范围宽等优点。多通道荧光激发与检测相对于单通道荧光激发与检测具有更高的通量，可成倍提高检测速度l1。微孑L板的多通道荧光激发一般通过光分束镜实现激发光源的均分耦合多通道激发光纤传输¨；多通道发射光的采集通过耦合多通道发射光纤传输”，检测或通过多个检测单元同时检测，或通过一个检测单元顺序检测’’得以实现。一般需要较为复杂的光学系统。本研究对基于商品化一字线激光

4、模组的多通道激发／荧光成像进行了研究，设计了一套结构简单、小巧轻便、成本低廉，具有多通道特点的高通量便携式荧光检测装置，结合自行研制的图像处理软件，实现了溶液的高通量定量检测。2实验部分2．1装置的设计与构建装置的基本工作原理如图1所示：一字线激光模组发出线状激发光，将盛有待测溶液的排状微孑L板置于线状辐射光路时，溶液受激发而发光，CCD数码相机采集经滤光片滤去背景光的荧光图像，图像经实验室自行研制的图像处理软件处理转化为荧光强度数据。装置的主要部件包括激发光源、CCD数码相机、图像处理软件、排状微孔样品板。2．1．1激发光源激发光源

5、采用商品化一字线激光模组。一字线激光模组是通过在激光点光源前安装一个鲍威尔棱镜(Powelllens)，使激光束通过非球面透镜转化为光密度较为均匀、稳定性好、直线性好的一条直线。激光模组的波长分布从紫外到红外波段，通过更换激光光源，可实现对不同激发波长物质的检测。2．1．2CCD数码相机选择佳能PowerShotA720IS相机。拍摄参数为：ISO(感光度)200；Tv(快门速度)1／8；Av(光圈值)2．8。2．1．3图像处理软件图像处理软件Chem。Image．Processor(CIP)为实验室自行研制，用于处理和分析2013~

6、16收稿；2O1326接受本文系福建省自然科学基金(No．2008J0072)和国家自然科学基金(No．20975086)资助项目E—mail：xqguo@xmu．edu．cn第10期刘佳佳等：高通量便携式荧光检测装置的研制与应用1621Bl可拆微孔板Detachablemicroplate图l高通量便携式荧光检测装置的结构示意图Fig．1Schematicviewofas—constructedhigh—throughputandportablefluorescencedevice荧光图像。CIP可以加载、显示荧光图像，并可以扫描图

7、像上的每个荧光光斑，计算出每个光斑的总亮度，即荧光强度。2．1．4排状微孔样品板排状微孔样品板为l2孔／条×8条的白色96孔可拆微孔板(上海精睿公司)，一次可进行12通道的同时检测。以手动更换微孔条更换检测溶液。也可配以电子机械移动实现自动化。2．2化学试剂罗丹明B(RB)、氯金酸(HAuC1·4H：0)、柠檬酸三钠与硼砂(分析纯，国药集团化学试剂有限公司)；邻巯基苯甲酸(TSA，98％)与2，6一吡啶二羧酸(PDCA，99％)，购自百灵威公司；Hg单元素溶液标准物质(中国计量科学研究院)；实验用水为Milli-Q(18MII·em)

8、超纯水。邻巯基苯甲酸修饰纳米金(TSA@Au)的合成方法参考文献[18]。2．3装置性能测试以RB作为测试溶液，对装置的稳定性、精密度和灵敏度等主要性能参数进行评价。RB的激发和发射波长分别为A=552nm，A=572n