專利名稱：一種ccd型膠體金免疫層析診斷試紙定量分析系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種采用CCD數(shù)字圖像技術(shù)對被檢測目標(biāo)進(jìn)行即時拍攝、處理和讀數(shù)的一種CXD型膠體金免疫層析診斷試紙定量分析系統(tǒng)及分析方法，適用于早孕、流感、毒品等膠體金免疫層析診斷試紙結(jié)果的快速判定。
背景技術(shù)：
目前，市場上存在多種膠體金免疫層析診斷試紙分析系統(tǒng)或儀器。國外廠商如GEM ^ emier推出的類似儀器或設(shè)備，精度高、穩(wěn)定性好，使用方便。但只適用于特定類型的試紙條產(chǎn)品(多與廠商自家生產(chǎn)的試紙條捆綁銷售)。韓國的i-CHROMA Reader免疫熒光分析儀，檢測靈敏度可達(dá)到pg/ml，但一套系統(tǒng)的價格超過10萬人民幣。國內(nèi)廠家較早推出的還有采用特定波長激光器作為光源的定量金標(biāo)免疫分析儀， 如上海大恒光學(xué)精密機(jī)械有限公司推出的DJM系列產(chǎn)品，其讀數(shù)精度較高，但讀數(shù)范圍窄， 只能用于特定類型(顏色)的試紙條。采用比色計原理的金標(biāo)定量檢測儀，如上海奧普生物醫(yī)藥有限公司生產(chǎn)的 HCG-D0T。每次開機(jī)工作時，需要手動操作標(biāo)準(zhǔn)色板進(jìn)行系統(tǒng)校準(zhǔn)；另外，采用光電二極管作為信號采集部件，無法進(jìn)行精確的定量分析，且只能使用該廠家提供的試紙條產(chǎn)品。

發(fā)明內(nèi)容
設(shè)計目的避免背景技術(shù)中的不足之處，設(shè)計一種采用CCD數(shù)字圖像技術(shù)對被檢測目標(biāo)進(jìn)行即時拍攝、處理和讀數(shù)的一種CCD型膠體金免疫層析診斷試紙定量分析系統(tǒng)及分析方法。設(shè)計方案為了實現(xiàn)上述設(shè)計目的。本申請根據(jù)市場需求，并經(jīng)過深入的可行性分析后，自主開發(fā)了 “CCD型膠體金免疫層析診斷試紙定量分析系統(tǒng)”。該系統(tǒng)采用數(shù)字成像技術(shù)、吸光光度法原理，通過專利技術(shù)的光源設(shè)計、自校準(zhǔn)與數(shù)值過濾算法，解決了對膠體金免疫層析診斷試紙進(jìn)行定量分析的難題。系統(tǒng)工作時，先將反應(yīng)后的膠體金免疫層析診斷試紙送入儀器的目標(biāo)托盤內(nèi)固定；由LED照明室提供的穩(wěn)定照明光照亮試紙條表面，反射光經(jīng)圖像采集部件轉(zhuǎn)換成數(shù)字圖像；最后，軟件根據(jù)得到的數(shù)字圖像，計算得出試紙條上的測試線的相應(yīng)數(shù)值。1、本申請中的儀器主要采用了吸光光度法原理，對免疫層析反應(yīng)后的試紙條進(jìn)行讀數(shù)。下面介紹其原理。2、本申請采用吸光光度法吸光光度法是通過測定溶液的吸光度，根據(jù)朗伯一比耳定律確定物質(zhì)溶液的濃度。1760年，Lambert用實驗指出，當(dāng)光通過透明介質(zhì)時，光的減弱程度與光通過介質(zhì)的光程成正比。1852年，Beer研究證明了，光的吸收程度與透明介質(zhì)中光所遇到的吸光質(zhì)點的數(shù)目成正比，在溶液中即與吸光質(zhì)點的濃度成正比。
吸光度
權(quán)利要求
1.一種CCD型膠體金免疫層析診斷試紙定量分析系統(tǒng)，其特征是由圖像采集器、數(shù)據(jù)處理器、結(jié)果輸出器組成；數(shù)據(jù)處理器中的主機(jī)板信號交換端分別與圖像處理與讀數(shù)軟件及圖像采集器中的工業(yè)相機(jī)進(jìn)行雙向數(shù)據(jù)交換。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的CCD型膠體金免疫層析診斷試紙定量分析系統(tǒng)，其特征是 圖像采集器由目標(biāo)托盤、LED照明室、光學(xué)平面反射鏡、工業(yè)相機(jī)組成，光學(xué)平面反射鏡的接受面與反射面呈45度分布且位于光學(xué)平面反射鏡下方的LED照明室照射在被測目標(biāo)上的光線垂直反射至45度分布的光學(xué)平面反射鏡面且通過45度分布的光學(xué)平面反射鏡面將被測目標(biāo)圖像反射至工業(yè)相機(jī)鏡頭。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的CCD型膠體金免疫層析診斷試紙定量分析系統(tǒng)，其特征是 低成本高可靠的12路白光LED環(huán)形照明光源，采用環(huán)狀分布的12路獨立可調(diào)節(jié)的白光 LED,以及對可見光波段反射系數(shù)大于95%的白色漫反射涂層，實現(xiàn)了對被檢測目標(biāo)的較均勻的穩(wěn)定照明，從而提高了本系統(tǒng)的穩(wěn)定性和一致性。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的CCD型膠體金免疫層析診斷試紙定量分析系統(tǒng)，其特征是 軟件部分進(jìn)行圖像的處理與讀數(shù)，運行在Windows系統(tǒng)下，其執(zhí)行的流程如圖4所示。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的CCD型膠體金免疫層析診斷試紙定量分析系統(tǒng)，其特征是 通過在CCD相機(jī)取景區(qū)域內(nèi)放置標(biāo)準(zhǔn)色卡，軟件系統(tǒng)可以對獲得的數(shù)字圖像中的標(biāo)準(zhǔn)色卡區(qū)域進(jìn)行分析，得到圖像亮度數(shù)據(jù)；通過比較預(yù)先設(shè)定的亮度參考值與實際得到的亮度數(shù)據(jù)，可以得知當(dāng)前儀器的亮度偏移情況；軟件系統(tǒng)控制電子快門速度，調(diào)整曝光時間，可以改變數(shù)字圖像的亮度水平。
6.根據(jù)當(dāng)前的亮度偏移情況，適當(dāng)增加或減少曝光時間，即可將儀器的亮度偏移限定在一個較小的區(qū)間內(nèi)，從而實現(xiàn)儀器讀數(shù)的穩(wěn)定性，根據(jù)權(quán)利要求1所述的CCD型膠體金免疫層析診斷試紙定量分析系統(tǒng)，其特征是膠體金免疫層析診斷試紙測試線區(qū)域的紅、綠、 藍(lán)(R、G、B)三通道的亮度衰減幅度是不同的，由于G通道變化幅度最大，因此我們可以設(shè)置 R、G、B三通道亮度數(shù)據(jù)的權(quán)重為0、1、0，只使用G通道亮度數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，從而提高本儀器系統(tǒng)對該類型試紙條的檢測靈敏度。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的CCD型膠體金免疫層析診斷試紙定量分析系統(tǒng)，其特征是 膠體金免疫層析診斷試紙的結(jié)構(gòu)主要包括樣品墊、結(jié)合墊、分析膜、測試線、物質(zhì)控線、吸水墊，其中，納米金顆粒與生物活性分子結(jié)合被固定于結(jié)合墊。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的CCD型膠體金免疫層析診斷試紙定量分析系統(tǒng)，其特征是 12顆白光LED安放在環(huán)形透明基座中，基座內(nèi)外側(cè)表面均勻覆蓋漫反射涂層內(nèi)側(cè)較薄，外層較厚；被檢測目標(biāo)一膠體金免疫層析診斷試紙的測試線、質(zhì)控線置于照明光源中心下方；白光LED發(fā)出的光線經(jīng)過透明基座內(nèi)外側(cè)漫反射涂層多次反射后，將在基座內(nèi)形成一個較均勻的圓形照明區(qū)域，從而實現(xiàn)對被檢測目標(biāo)的均勻照明。
9.一種CCD型膠體金免疫層析診斷試紙定量分析方法，其特征是光由LED照明室發(fā)出，照射在反應(yīng)后的試紙條上，經(jīng)試紙條表面漫反射后，光由光學(xué)平面鏡反射至工業(yè)相機(jī)， 工業(yè)相機(jī)拍攝生成數(shù)字圖像，然后傳送至電腦軟件進(jìn)行分析處理，最終得到膠體金免疫層析診斷試紙上的測試線和質(zhì)控線的讀數(shù)數(shù)值。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的CCD型膠體金免疫層析診斷試紙定量分析方法，其特征是 在試紙條測試線和質(zhì)控線上，由于納米金顆粒對光的吸收特性，因此測試線一τ線和質(zhì)控線一C線處的散射光信號將小于試紙條其它區(qū)域的信號，對即時圖像進(jìn)行亮度分析后，亮度分布曲線上應(yīng)當(dāng)存在兩個與測試線和質(zhì)控線對應(yīng)的低數(shù)值區(qū)域，原則上根據(jù)這兩個區(qū)域亮度數(shù)值的大小，可以判斷目標(biāo)被檢物的有無及其濃度，即當(dāng)進(jìn)行檢測時，首先將含有目標(biāo)被檢物的樣品滴加到樣品墊上，樣品通過滲透與虹吸作用進(jìn)入結(jié)合墊，流經(jīng)分析膜，流向吸水墊，在此過程中，分析膜測試線和質(zhì)控線上將發(fā)生復(fù)雜的免疫反應(yīng)；待免疫層析反應(yīng)結(jié)束后，測試線和質(zhì)控線上均固定有納米金顆粒，且測試線上納米金顆粒的含量與樣品中目標(biāo)被檢物的濃度有對應(yīng)關(guān)系；若樣品中不含目標(biāo)被檢物，則測試線上就沒有結(jié)合納米金顆粒。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種采用CCD數(shù)字圖像技術(shù)對被檢測目標(biāo)進(jìn)行即時拍攝、處理和讀數(shù)的一種CCD型膠體金免疫層析診斷試紙定量分析系統(tǒng)及分析方法，由圖像采集器、數(shù)據(jù)處理器、結(jié)果輸出器組成；數(shù)據(jù)處理器中的主機(jī)板信號交換端分別與圖像處理與讀數(shù)軟件及圖像采集器中的工業(yè)相機(jī)進(jìn)行雙向數(shù)據(jù)交換。優(yōu)點一是采用專利技術(shù)的照明光源設(shè)計、自校準(zhǔn)算法、圖像降噪算法，有效保證讀數(shù)結(jié)果的穩(wěn)定性、一致性和精確度，解決了人眼判讀時的主觀偏差問題；二是儀器系統(tǒng)集成了本申請自主知識產(chǎn)權(quán)的一體式工控機(jī)應(yīng)用架構(gòu)，模塊化設(shè)計的LED照明、CCD相機(jī)、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)等部件可依據(jù)用戶需求，提供不同性能、價格的選擇；三是本申請軟件部分采用主流Windows平臺開發(fā)，便于后續(xù)的功能升級與擴(kuò)展。
文檔編號G01N21/84GK102279263SQ20111011596
公開日2011年12月14日 申請日期2011年5月6日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月6日
發(fā)明者朱新宇 申請人:杭州頓力醫(yī)療器械股份有限公司