半導體制冷控溫酶反應檢測儀及檢測方法
【專利說明】
[0001]技術領域:
本發明涉及一種半導體制冷控溫酶反應檢測儀及檢測方法。
[0002]【背景技術】:
酶是生物化學催化劑，酶催化反應具有較高靈敏度和特效性。酶反應不僅用來測量酶的活性，也用來測量底物、活化劑和抑制劑的濃度。這種測量是以測量反應物濃度與反應速率之間的定量關系為基礎的，即所謂動力學分析法。分光光度法是進行動力學分析的重要方法之一。但是普通分光光度計不能完全滿足酶催化動力學分析的需要，因為在檢測過程中容易受到溫度的影響，而溫度又是化學反應的重要參數，利用酶反應進行分析時，常常需要進行動力學分析，而在動力學分析中時間是十分重要的參數。但是，普通檢測儀不能自動實時存儲數據，在酶反應檢測中使用不方便。這里采用半導體制冷器，高精密儀器放大器，單片計算機等現代電子、計算機技術，構成可控溫的，可改變自動存儲數據時間間隔的適合于動力學分析和現場檢測的儀器。
[0003]
【發明內容】
:
本發明的目的是提供一種半導體制冷控溫酶反應檢測儀及檢測方法。
[0004]上述的目的通過以下的技術方案實現:
一種半導體制冷控溫酶反應檢測儀，其組成包括:光源、轉盤，所述的光源通過入射狹縫，所述的入射狹縫下面具有反射鏡A，所述的反射鏡A右側具有透鏡A，所述的透鏡A右側具有玻璃棱鏡，所述的轉盤上安裝有反射鏡B和透鏡B，所述的轉盤與波長調節器連接，所述的波長調節器左端具有出射狹縫，所述的出射狹縫左端具有保護玻璃，所述的保護玻璃右端具有比色皿架，所述的比色皿架上具有半導體制冷器，所述的半導體制冷器放熱端具有微型風扇，所述的比色皿架左端具有保護玻璃，所述的保護玻璃與光探測器之間具有光閘門。
[0005]所述的半導體制冷控溫酶反應檢測儀，所述的比色皿架包括底板，所述的底板上具有保溫材料層，所述的保溫材料層上具有溫度傳感器，所述的比色皿架內部安裝有比色皿，所述的比色皿安裝在內架上，所述的保溫材料層側端具有光學玻璃，所述的光學玻璃上具有散熱片，所述的內架上安裝有半導體制冷器。
[0006]所述的利用半導體制冷控溫酶反應檢測儀進行反應檢測的方法，首先對儀器的控溫效果進行了實驗研究，當不加試樣時，儀器從環境溫度16°C上升到設置溫度25°C所需時間為40秒，在恒溫期間，溫度波動范圍為0.1°C。在溫度穩定后，每個槽中都放一支裝有3ml蒸餾水的比色皿；當設置溫度為25°C時，水溫從17.7°C上升到穩定溫度23.9°C所需時間為15分鐘，在恒溫時間內，溫度顯示值在23.91°C?23.86°C間波動；在恒溫時間內，顯示值在23.56°C?23.64°C間波動；兩次實驗時，儀器工作的環境溫度不同，比色皿架先恒溫時的環境溫度為16°C，而未先恒溫時的環境溫度為15°C，因此，兩次實驗比色皿中的液溫穩定值有所不同，恒溫期間，儀器的恒溫效果比較理想，溫度波動范圍在0.1K以內，因此選擇恒溫時進行檢測。
[0007]所述的利用半導體制冷控溫酶反應檢測儀進行反應檢測的方法，儀器采用玻璃棱鏡作色散元件，與反射鏡、透鏡、波長調節器和出射狹縫一起組成單色器；反射鏡和透鏡裝在轉盤上，而轉盤由波長調節器帶動；旋轉波長調節器就可以在出射狹縫后面得到任意波長的單色光；單色光的帶寬為20?30nm。光從光源出發，經入射狹縫照射到反射鏡上，反射鏡的反射光經準直透鏡投射到60°角棱鏡，經棱鏡分光，具有不同波長的光投射到反射鏡上，反射鏡的反射光經聚焦透鏡聚焦后，穿過出射狹縫，出射狹縫置于透鏡的聚焦平面上，照射到吸光池比色皿上；光透過吸光池后，經保護玻璃和光閘門照射到光探測器上；保護玻璃和將試樣室與其它零部件隔開，使檢測室的溫度不影響其它元件；活動比色皿架上裝有半導體制冷器，每個比色皿槽的兩邊各裝一塊微型半導體制冷器，以減少比色皿架中的溫度梯度，使每個比色皿中的反應盡可能在相同的溫度下進行；比色皿架采用熱導率高的材料鋁合金制成，光閘門是為防止光探測器的衰變而設置的，平時光閘門關閉，沒有光照射到光探測器上；當檢測時，光閘門才打開，光才照射到探測器上，使光探測器輸出信號，微型風扇位于試樣室中，以對半導體制冷器的放熱端進行強制對流換熱，確保半導體制冷器制冷效果良好，使溫度控制在設定溫度，減小溫度的波動。
[0008]所述的利用半導體制冷控溫酶反應檢測儀進行反應檢測的方法，為了減少干擾，儀器的電源分為4路，一路為雙極性低壓小電流路，輸出電壓為±15V，為微控制器系統、放大器、Α/D轉換器等電路供電，第二路為低壓大電流，其輸出電流可達10A,為大電流直流穩壓電源，是光源的專用電源，以維持光強穩定，第三路為低電壓大電流，可輸出電流5A,經控制電路控制后給半導體制冷器供電，第四路為高精度小電流高壓直流，是光電探測器的專用電源；光源產生的光經單色器變為所需的單色光；透過吸光池的單色光照射到光電探測器上，就使光電探測器產生一微小的電信號，該電信號經精密儀器放大器放大，傳輸給模/數轉換器，溫度傳感器用來監測比色皿架的溫度，其輸出信號經放大后也傳輸給模/數轉換器，模/數轉換器是轉換光電信號還是轉換溫度信號，由控制器控制；同時控制器控制制冷器的制冷/加熱狀態。
[0009]有益效果:
1.本發明采用玻璃棱鏡作色散元件，與反射鏡、透鏡、波長調節器和出射狹縫一起組成單色器；反射鏡和透鏡裝在轉盤上，轉盤由波長調節器帶動；旋轉波長調節器就可以在出射狹縫后面得到任意波長的單色光。光從光源出發，經入射狹縫照射到反射鏡上，反射鏡的反射光經準直透鏡投射到60°角棱鏡，經棱鏡分光，具有不同波長的光投射到反射鏡上，反射鏡的反射光經聚焦透鏡聚焦后，穿過出射狹縫，出射狹縫置于透鏡的聚焦平面上，照射到吸光池比色皿上；光透過吸光池后，經保護玻璃和光閘門照射到光探測器上；保護玻璃和將試樣室與其它零部件隔開，使檢測室的溫度不影響其它元件；活動比色皿架上裝有半導體制冷器，每個比色皿槽的兩邊各裝一塊微型半導體制冷器，以減少比色皿架中的溫度梯度，使每個比色皿中的反應盡可能在相同的溫度下進行；比色皿架采用熱導率高的材料鋁合金制成，光閘門是為防止光探測器的衰變而設置的，平時光閘門關閉，沒有光照射到光探測器上；當檢測時，光閘門才打開，光才照射到探測器上，使光探測器輸出信號，微型風扇位于試樣室中，以對半導體制冷器的放熱端進行強制對流換熱，確保半導體制冷器制冷效果良好，使溫度控制在設定溫度，減小溫度的波動。
[0010]本發明提供一種半導體制冷控溫酶反應檢測儀及檢測方法，操作簡單，檢測準確，可以通過半導體制冷控溫裝置檢測酶，同時構成可控溫的，可改變自動存儲數據時間間隔的適合于動力學分析和現場檢測的儀器【具體實施方式】:
【附圖說明】:
附圖1是本發明的結構示意圖。
[0011 ] 附圖2是本發明比色皿架示意圖。
[0012]
[0013]實施例1:
一種半導體制冷控溫酶反應檢測儀，其組成包括:光源1、轉盤6，所述的光源通過入射狹縫2，所述的入射狹縫下面具有反射鏡A3，所述的反射鏡A右側具有透鏡A4，所述的透鏡A右側具有玻璃棱鏡5，所述的轉盤上安裝有反射鏡B7和透鏡B8，所述的轉盤與波長調節器9連接，所述的波長調節器左端具有出射狹縫10，所述的出射狹縫左端具有保護玻璃11，所述的保護玻璃右端具有比色皿架14，所述的比色皿架上具有半導體制冷器12，所述的半導體制冷器放熱端具有微型風扇13，所述的比色皿架左端具有保護玻璃15，所述的保護玻璃與光探測器17之間具有光閘門16。
[0014]實施例2:
根據實施例1所述的半導體制冷控溫酶反應檢測儀，所述的比色皿架包括底板24，所述的底板上具有保溫材料層23，所述的保溫材料層上具有溫度傳感器25，所述的比色皿架內部安裝有比色皿18，所述的比色皿安裝在內架上19，所述的保溫材料層側端具有光學玻璃22，所述的光學玻璃上具有散熱片21，所述的內架上安裝有半導體制冷器20。
[0015]實施例3:
利用實施例1或2所述的半導體制冷控溫酶反應檢測儀進行檢測的方法，首先對儀器的控溫效果進行了實驗研究，當不加試樣時，儀器從環境溫度16°C上升到設置溫度25°C所需時間為40秒，在恒溫期間，溫度波動范圍為0.1°C。在溫度穩定后，每個槽中都放一支裝有3ml蒸餾水的比色皿；當設置溫度為25°C時，水溫從17.7°C上升到穩定溫度23.9°C所需時間為15分鐘，在恒溫時間內，溫度顯示值在23.91°C?23.86°C間波動；在恒溫時間內，顯示值在23.56°C?23.64°C間波動；兩次實驗時，儀器工作的環境溫度不同，比色皿架先恒溫時的環境溫度為16°C，而未先恒溫時的環境溫度為15°C，因此，兩次實驗比色皿中的液溫穩定值有所不同，恒溫期間，儀器的恒溫效果比較理想，溫度波動范圍在0.1K以內，因此選擇恒溫時進行檢測。
[0016]實施例4:
根據實施例3所述的利用半導體制冷控溫酶反應檢測儀進行反應檢測的方法，半導體制冷控溫酶反應檢測儀及檢測方法是，儀器采用玻璃棱鏡作色散元件，與反射鏡、透鏡、波長調節器和出射狹縫一起組成單色器；反射鏡和透鏡裝在轉盤上，而轉盤由波長調節器帶動；旋轉波長調節器就可以在出射狹縫后面得到任意波長的單色光；單色光的