本發(fā)明屬于層析檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種鑭系高敏熒光層析裝置及檢測(cè)方法。

背景技術(shù)：

為滿足poct即時(shí)檢測(cè)(point-of-caretesting)的應(yīng)用，金標(biāo)層析快速檢測(cè)方法被廣泛使用，隨著對(duì)定量檢測(cè)的需求，市場(chǎng)中出現(xiàn)了各種替代膠體金的微球，主要集中在熒光微球和時(shí)間分辨微球。

普通的熒光微球具有較強(qiáng)的熒光信號(hào)，大大提高了層析條的檢測(cè)信號(hào)強(qiáng)度，解決了膠體金使用顏色判斷無法細(xì)分的問題。而時(shí)間分辨熒光具有較高的特異性，采用避開激發(fā)熒光在照射熒光微球時(shí)刻，延遲采集熒光信號(hào)的方法，回避激發(fā)光照射產(chǎn)生的背景熒光的干擾，大大提高信噪比。然而，由于時(shí)間分辨熒光在激發(fā)光源關(guān)閉后，熒光強(qiáng)度急劇衰減，即所謂以指數(shù)曲線方式衰減。也就是說，雖然經(jīng)過延時(shí)后，背景干擾熒光幾乎沒有，但是時(shí)間分辨熒光也已經(jīng)非常弱。如此一來，提高的信噪比也就相對(duì)有限。

如何解決普通熒光的背景干擾大和時(shí)間分辨熒光信號(hào)弱的矛盾問題成為了該領(lǐng)域技術(shù)人員努力的方向。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的就是提供一種鑭系高敏熒光層析裝置及檢測(cè)方法，能完全解決上述現(xiàn)有技術(shù)的不足之處。

本發(fā)明的目的通過下述技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：

一種鑭系高敏熒光層析裝置，包括激發(fā)光源、移動(dòng)裝置、分光器、光源光路、熒光光路、光電轉(zhuǎn)換器、電路裝置和通信裝置，所述移動(dòng)裝置包括一個(gè)步進(jìn)馬達(dá)以及由步進(jìn)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，在傳動(dòng)機(jī)構(gòu)上放置層析檢測(cè)卡，激發(fā)光源對(duì)應(yīng)層析檢測(cè)卡設(shè)置，在激發(fā)光源與層析檢測(cè)卡之間設(shè)置分光器，分光器與層析檢測(cè)卡之間設(shè)置光源光路，在分光器與光電轉(zhuǎn)換器之間設(shè)置熒光光路，激發(fā)光源、光電轉(zhuǎn)換器和移動(dòng)裝置由電路裝置控制，電路裝置驅(qū)動(dòng)通信裝置，通信裝置連接終端。

作為優(yōu)選，所述激發(fā)光源發(fā)出的激發(fā)光波長(zhǎng)大于400nm小于550nm。

作為優(yōu)選，所述激發(fā)光源激發(fā)層析檢測(cè)卡上的熒光標(biāo)記物所產(chǎn)生的熒光為長(zhǎng)壽命熒光。

作為優(yōu)選，所述激發(fā)光源為led光源。

作為優(yōu)選，所述電路裝置包括可編程邏輯控制器、放大器、a/d轉(zhuǎn)換器、光源開關(guān)、模擬開關(guān)和藍(lán)牙，所述放大器、模擬開關(guān)和a/d轉(zhuǎn)換器依次電聯(lián)，a/d轉(zhuǎn)換器和藍(lán)牙均與可編程邏輯控制器電聯(lián)，放大器與光電轉(zhuǎn)換器電聯(lián)，光源開關(guān)與激發(fā)光源電聯(lián)，可編程邏輯控制器連接移動(dòng)裝置。

作為優(yōu)選，所述電路裝置包括有usb功能模塊，電路裝置通過usb功能模塊或藍(lán)牙連接終端。

作為優(yōu)選，所述終端連接互聯(lián)網(wǎng)，終端通過互聯(lián)網(wǎng)獲得檢測(cè)樣本的標(biāo)準(zhǔn)曲線，并將檢測(cè)結(jié)果存儲(chǔ)到互聯(lián)網(wǎng)。

一種鑭系高敏熒光層析檢測(cè)方法，電路裝置控制激發(fā)光源發(fā)出激發(fā)光，對(duì)層析檢測(cè)卡進(jìn)行照射，層析檢測(cè)卡上的熒光微球被激發(fā)產(chǎn)生瞬時(shí)熒光，該瞬時(shí)熒光通過分光器后聚焦在光電轉(zhuǎn)換器，光電轉(zhuǎn)換器將熒光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)并傳遞給電路裝置，電路裝置采集到瞬時(shí)熒光信號(hào)強(qiáng)度值，所述激發(fā)光源發(fā)出的激發(fā)光波長(zhǎng)大于420nm小于550nm，所述層析檢測(cè)卡上的熒光微球?yàn)殍|系熒光微球，在關(guān)閉激發(fā)光源的同時(shí)電路裝置開始采集鑭系熒光微球產(chǎn)生的熒光信號(hào)強(qiáng)度值，并連續(xù)采樣400us以上，電路裝置對(duì)采集到的熒光信號(hào)強(qiáng)度值求平均值或求加權(quán)平均值，從而獲得層析檢測(cè)卡上一個(gè)點(diǎn)的熒光信號(hào)強(qiáng)度值，電路裝置通過移動(dòng)裝置控制層析檢測(cè)卡移動(dòng)，電路裝置逐點(diǎn)采集層析檢測(cè)卡上的熒光信號(hào)強(qiáng)度值，進(jìn)而完成整個(gè)層析檢測(cè)卡的檢測(cè)。

進(jìn)一步，所述激發(fā)光源開啟10-100us后關(guān)閉。

進(jìn)一步，所述電路裝置將檢測(cè)結(jié)果傳遞給終端，終端中的應(yīng)用程序根據(jù)層析檢測(cè)卡的熒光信號(hào)強(qiáng)度檢測(cè)結(jié)果，計(jì)算出層析檢測(cè)卡上c線和t線的熒光信號(hào)強(qiáng)度值，根據(jù)終端通過互聯(lián)網(wǎng)獲得檢測(cè)樣本的標(biāo)準(zhǔn)曲線，即c線和t線的熒光信號(hào)強(qiáng)度值與標(biāo)準(zhǔn)曲線的對(duì)照關(guān)系，計(jì)算得出被檢測(cè)目標(biāo)檢測(cè)物的含量。

瞬時(shí)熒光檢測(cè)技術(shù)是在激發(fā)光照射至關(guān)閉時(shí)刻檢測(cè)熒光信號(hào)，此時(shí)熒光信號(hào)包含標(biāo)記熒光微球熒光、雜質(zhì)熒光、激發(fā)光、散射光等干擾信號(hào)。通常用于非定量物質(zhì)的分析。

時(shí)間分辨熒光層析法是在激發(fā)光關(guān)閉后延遲一定時(shí)間后檢測(cè)熒光信號(hào)，采集熒光信號(hào)的延遲時(shí)間選擇基本依據(jù)熒光物質(zhì)的熒光壽命設(shè)置，一般的時(shí)間分辨熒光采用340納米波長(zhǎng)的光源激發(fā)，為了有效避開背景雜質(zhì)的熒光余輝，需要延時(shí)200-400微秒。由于熒光強(qiáng)度是以指數(shù)衰減速度急劇衰減，此時(shí)的熒光信號(hào)很弱，需要通過提高熒光儀的精度或光電轉(zhuǎn)換器的放大倍率來實(shí)現(xiàn)。時(shí)間分辨熒光檢測(cè)分析技術(shù)靈敏度高，適用于衡量的熒光物質(zhì)檢測(cè)方法。

本發(fā)明中定義激發(fā)光源開啟至關(guān)閉時(shí)刻，熒光微球被激發(fā)產(chǎn)生的熒光為瞬時(shí)熒光；激發(fā)光源關(guān)閉后，熒光微球產(chǎn)生的熒光為時(shí)間分辨熒光。激發(fā)光源開啟過程中熒光微球產(chǎn)生的瞬時(shí)熒光信號(hào)強(qiáng)度值為一個(gè)定值，而時(shí)間分辨熒光信號(hào)強(qiáng)度值為一個(gè)隨時(shí)間增加而快速減小的值。

在熒光層析方法中，樣品中血清、毒素、霉菌以及纖維素酶、nc膜等物質(zhì)(統(tǒng)稱雜質(zhì)熒光物質(zhì))，在激發(fā)光激發(fā)下也將產(chǎn)生雜質(zhì)熒光，紫外光激發(fā)比可見光激發(fā)，產(chǎn)生的雜質(zhì)熒光強(qiáng)。本裝置采用(波長(zhǎng)為400nm—480nm±5％)可見光激發(fā)，相比常規(guī)的時(shí)間分辨熒光采用340-360nm紫外激發(fā)光，所產(chǎn)生的雜質(zhì)熒光的干擾急劇減少，具備采集延遲0-200微秒期間內(nèi)更強(qiáng)時(shí)間分辨熒光信號(hào)的條件。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)合理，大幅度降低了背景熒光，提高了熒光強(qiáng)度，并縮短檢測(cè)時(shí)間，既保證背景熒光低又保證熒光信號(hào)強(qiáng)，進(jìn)而提高信噪比。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是圖1中電路裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是鑭系高敏熒光衰減曲線。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例和附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。

如圖1和圖2所示，一種鑭系高敏熒光層析裝置，包括激發(fā)光源1、移動(dòng)裝置2、分光器3、光源光路4、熒光光路5、光電轉(zhuǎn)換器6、電路裝置7和通信裝置8，所述移動(dòng)裝置2包括一個(gè)步進(jìn)馬達(dá)以及由步進(jìn)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，在傳動(dòng)機(jī)構(gòu)上放置層析檢測(cè)卡9，激發(fā)光源1對(duì)應(yīng)層析檢測(cè)卡9設(shè)置，在激發(fā)光源1與層析檢測(cè)卡9之間設(shè)置分光器3，分光器3與層析檢測(cè)卡9之間設(shè)置光源光路4，在分光器3與光電轉(zhuǎn)換器6之間設(shè)置熒光光路5，激發(fā)光源1、光電轉(zhuǎn)換器6和移動(dòng)裝置2由電路裝置7控制，電路裝置7驅(qū)動(dòng)通信裝置8，通信裝置8連接終端。所述激發(fā)光源1為能發(fā)出大于420nm波長(zhǎng)激發(fā)光的激發(fā)光源。當(dāng)步進(jìn)馬達(dá)被電路裝置7驅(qū)動(dòng)時(shí)，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)能夠帶動(dòng)層析檢測(cè)卡9左右移動(dòng)，達(dá)到掃描的作用。所述終端為智能手機(jī)或pc機(jī)，通過終端實(shí)現(xiàn)檢測(cè)顯示和報(bào)告。所述移動(dòng)裝置2、分光器3、光源光路4、熒光光路5、光電轉(zhuǎn)換器6和通信裝置8均為現(xiàn)有技術(shù)，在此不再贅述。

作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述激發(fā)光源1為led光源，激發(fā)光源1發(fā)出的激發(fā)光波長(zhǎng)大于420nm小于550nm。

一種鑭系高敏熒光層析檢測(cè)方法，電路裝置控制激發(fā)光源發(fā)出激發(fā)光，對(duì)層析檢測(cè)卡進(jìn)行照射，層析檢測(cè)卡上的熒光微球被激發(fā)產(chǎn)生瞬時(shí)熒光，該瞬時(shí)熒光通過分光器后聚焦在光電轉(zhuǎn)換器，光電轉(zhuǎn)換器將熒光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)并傳遞給電路裝置，電路裝置采集到瞬時(shí)熒光信號(hào)強(qiáng)度值。所述激發(fā)光源發(fā)出的激發(fā)光波長(zhǎng)大于420nm小于550nm，所述層析檢測(cè)卡上的熒光微球?yàn)殍|系熒光微球，所述激發(fā)光源開啟20us后關(guān)閉，在關(guān)閉激發(fā)光源的同時(shí)電路裝置開始采集鑭系熒光微球產(chǎn)生的熒光信號(hào)強(qiáng)度值，并連續(xù)采樣400us以上，電路裝置對(duì)采集到的熒光信號(hào)強(qiáng)度值求平均值或求加權(quán)平均值，從而獲得層析檢測(cè)卡上一個(gè)點(diǎn)的熒光信號(hào)強(qiáng)度值，電路裝置通過移動(dòng)裝置控制層析檢測(cè)卡移動(dòng)，電路裝置逐點(diǎn)采集層析檢測(cè)卡上的熒光信號(hào)強(qiáng)度值，進(jìn)而完成整個(gè)層析檢測(cè)卡的檢測(cè)。

所述電路裝置將檢測(cè)結(jié)果傳遞給終端，終端中的應(yīng)用程序根據(jù)層析檢測(cè)卡的熒光信號(hào)強(qiáng)度檢測(cè)結(jié)果，計(jì)算出層析檢測(cè)卡上c線和t線的熒光信號(hào)強(qiáng)度值，根據(jù)終端通過互聯(lián)網(wǎng)獲得檢測(cè)樣本的標(biāo)準(zhǔn)曲線，即c線和t線的熒光信號(hào)強(qiáng)度值與標(biāo)準(zhǔn)曲線的對(duì)照關(guān)系，計(jì)算得出被檢測(cè)目標(biāo)檢測(cè)物的含量。

鑭系高敏熒光層析裝置在工作時(shí)，激發(fā)光源1產(chǎn)生的激發(fā)光經(jīng)過光源光路4照射層析檢測(cè)卡9上的鑭系熒光微球，激發(fā)鑭系熒光微球產(chǎn)生熒光，該熒光為長(zhǎng)壽命熒光，熒光經(jīng)過分光器3進(jìn)入熒光光路5聚焦在光電轉(zhuǎn)換器6，光電轉(zhuǎn)換器6將熒光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，電信號(hào)送入電路裝置7，電路裝置7通過移動(dòng)裝置2控制層析檢測(cè)卡9移動(dòng)。所述激發(fā)光源1開啟10-100us后關(guān)閉。該電路裝置7在關(guān)閉激發(fā)光源1的同時(shí)采集并記錄層析檢測(cè)卡9激發(fā)的鑭系熒光微球的熒光信號(hào)強(qiáng)度值，并連續(xù)采樣400us以上，然后電路裝置7對(duì)采集到的熒光信號(hào)強(qiáng)度值求平均值或求加權(quán)平均值，得到層析檢測(cè)卡9在該位置的熒光信號(hào)強(qiáng)度值，然后電路裝置通過移動(dòng)裝置2控制層析檢測(cè)卡9移動(dòng)進(jìn)行下一點(diǎn)熒光信號(hào)強(qiáng)度值的采集，直到完成整個(gè)層析檢測(cè)卡9的檢測(cè)。

層析檢測(cè)卡9上的纖維素膜、灰塵、蛋白和雜質(zhì)等在激發(fā)光的照射下均會(huì)產(chǎn)生背景熒光，尤其是在340-360nm波長(zhǎng)的激發(fā)光的激發(fā)下，這些背景熒光會(huì)非常強(qiáng)，然而背景熒光相比長(zhǎng)壽命的時(shí)間分辨熒光，背景熒光在激發(fā)光源關(guān)閉后激發(fā)的熒光會(huì)以更快的速度衰減，一般在200us-300us左右，背景熒光會(huì)淬滅。本裝置采用420nm以上波長(zhǎng)的激發(fā)光，所產(chǎn)生的背景熒光將大量減少，于是背景熒光在激發(fā)光關(guān)閉后激發(fā)的熒光會(huì)以更快的速度衰減，一般在50us-100us左右，背景熒光就會(huì)淬滅。

當(dāng)層析檢測(cè)卡的熒光微球采用激發(fā)光波長(zhǎng)大于420nm小于550nm的鑭系熒光微球時(shí)，在關(guān)閉激發(fā)光源后，背景熒光本身較弱，會(huì)在極短的時(shí)間內(nèi)淬滅，于是可以將采集長(zhǎng)壽命熒光的時(shí)間大大提前，時(shí)間的提前意味著采集到的熒光強(qiáng)度的大大提高，達(dá)到既保證背景熒光低又保證熒光信號(hào)強(qiáng)進(jìn)而提高信噪比的目的。

本發(fā)明的電路裝置7采用連續(xù)采集熒光的方式，其在激發(fā)光關(guān)閉時(shí)刻開始的400us時(shí)間內(nèi)連續(xù)采集熒光，并求熒光信號(hào)強(qiáng)度值的加權(quán)平均值，隨著時(shí)間的延遲權(quán)值逐漸加大，按延時(shí)時(shí)間提高長(zhǎng)壽命熒光信號(hào)在平均值中的權(quán)重，最后得到熒光信號(hào)強(qiáng)度的平均值。

圖3說明了熒光強(qiáng)度的變化過程，電路裝置采集的開始時(shí)間點(diǎn)為激發(fā)光源關(guān)閉時(shí)刻(即圖中的關(guān)燈時(shí)刻)。根據(jù)熒光隨時(shí)間指數(shù)衰減的特性，更早時(shí)刻采集的熒光強(qiáng)度是遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于之后采集的時(shí)間分辨熒光，這需要得益于使用波長(zhǎng)大于420nm的激發(fā)光，而且波長(zhǎng)越長(zhǎng)激發(fā)的熒光會(huì)越強(qiáng)。

本實(shí)施例中，層析卡上任何一個(gè)位置的鑭系高敏熒光的檢測(cè)結(jié)果f為：

f＝∑[f(t)×t]/n

公式中f(t)為光電轉(zhuǎn)換器在不同時(shí)刻采集到的熒光光強(qiáng)的電信號(hào)，t為在激發(fā)光源關(guān)閉后的采樣次數(shù)，為0至400us，時(shí)間間隔為1us，共采集次數(shù)n＝400次。采集結(jié)果隨著延時(shí)的增加，權(quán)值逐漸加大，必要時(shí)可能權(quán)值不按比例增加，本實(shí)施例未提供。

參見圖2，所述電路裝置7包括可編程邏輯控制器7-1、放大器7-2、a/d轉(zhuǎn)換器7-3、光源開關(guān)7-4、模擬開關(guān)7-5和藍(lán)牙7-6，所述放大器7-2、模擬開關(guān)7-5和a/d轉(zhuǎn)換器7-3依次電聯(lián)，a/d轉(zhuǎn)換器7-3和藍(lán)牙7-6均與可編程邏輯控制器7-1電聯(lián)，放大器7-2與光電轉(zhuǎn)換器6電聯(lián)，光源開關(guān)7-4與激發(fā)光源1電聯(lián)，可編程邏輯控制器7-1連接移動(dòng)裝置2。所述電路裝置7還包括有usb功能模塊7-7，電路裝置7通過usb功能模塊7-7或藍(lán)牙7-6連接終端7-8。所述終端7-8連接互聯(lián)網(wǎng)，終端7-8通過互聯(lián)網(wǎng)獲得檢測(cè)樣本的標(biāo)準(zhǔn)曲線，并將檢測(cè)結(jié)果存儲(chǔ)到互聯(lián)網(wǎng)。此處終端7-8采用智能手機(jī)。

在可編程邏輯控制器7-1(fpga)的時(shí)序控制下，控制步進(jìn)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)使層析檢測(cè)卡9步進(jìn)移動(dòng)，方便對(duì)層析檢測(cè)卡上的每個(gè)點(diǎn)位產(chǎn)生的熒光信號(hào)進(jìn)行采集。然后，通過光源開關(guān)7-4打開激發(fā)光源1，照射30us后，關(guān)閉激發(fā)光源1。層析檢測(cè)卡9在激發(fā)光源1的照射后，層析檢測(cè)卡9上熒光微球產(chǎn)生的熒光進(jìn)入光電轉(zhuǎn)換器6，產(chǎn)生電信號(hào)，電信號(hào)經(jīng)過放大器7-2處理后進(jìn)入模擬開關(guān)7-5，并在可編程邏輯控制器7-1(fpga)的時(shí)序控制下，按采樣實(shí)現(xiàn)將電信號(hào)送入高速模數(shù)a/d轉(zhuǎn)換器7-3轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)f(t)，然后對(duì)數(shù)字信號(hào)f(t)進(jìn)行加權(quán)平均計(jì)算后，將此位置的熒光強(qiáng)度數(shù)據(jù)經(jīng)過藍(lán)牙傳送到智能手機(jī)，由智能手機(jī)中的應(yīng)用程序?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行顯示和處理。然后驅(qū)動(dòng)移動(dòng)裝置2移動(dòng)層析檢測(cè)卡9，進(jìn)行下個(gè)位置的熒光信號(hào)采集，直至掃描完成整個(gè)層析檢測(cè)卡9的鑭系熒光的檢測(cè)。

該電路裝置7按時(shí)序?qū)游鰴z測(cè)卡9進(jìn)行熒光強(qiáng)度的掃描檢測(cè)數(shù)據(jù)，通過藍(lán)牙7-6將檢測(cè)裝置的掃描數(shù)據(jù)傳入智能手機(jī)，智能手機(jī)中的app應(yīng)用程序計(jì)算出層析卡上c線和t線的熒光信號(hào)強(qiáng)度。智能手機(jī)通過連接互聯(lián)網(wǎng)，從互聯(lián)網(wǎng)上獲得試劑盒預(yù)置的標(biāo)準(zhǔn)曲線，根據(jù)層析卡上c線和t線的熒光信號(hào)強(qiáng)度與標(biāo)準(zhǔn)曲線的對(duì)照關(guān)系，計(jì)算出被檢測(cè)目標(biāo)檢測(cè)物的含量。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。