一種結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的熒光微球免疫層析定量檢測(cè)儀的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于免疫檢測(cè)儀器領(lǐng)域，公開了一種基于物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)傳送系統(tǒng)的熒光微球免疫層析定量檢測(cè)裝置。包括包括熒光微球免疫層析定量讀取儀、熒光微球免疫層析試紙條、物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)；檢測(cè)裝置巧妙地把免疫層析技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)傳送系統(tǒng)結(jié)合在一起，賦予了該檢測(cè)裝置獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，檢測(cè)快、體積小、重量輕、便于攜帶，且能夠獨(dú)立處理數(shù)據(jù)，達(dá)到定量檢測(cè)的功能，同時(shí)結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)強(qiáng)大的數(shù)據(jù)管理能力，實(shí)現(xiàn)檢測(cè)數(shù)據(jù)的現(xiàn)場(chǎng)分析以及回顧性分析，便于數(shù)據(jù)管理中心對(duì)檢測(cè)結(jié)果的實(shí)時(shí)操控。
【專利說明】一種結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的熒光微球免疫層析定量檢測(cè)儀
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及免疫檢測(cè)裝置，具體是一種熒光微球免疫層析定量檢測(cè)儀。
【背景技術(shù)】
[0002]免疫層析(immunochromatography)技術(shù)是是20世紀(jì)80年代發(fā)展起來的一種將免疫技術(shù)和色譜層析技術(shù)相結(jié)合的快速免疫分析方法。近幾年，在國內(nèi)外興起已廣泛應(yīng)用于生物和醫(yī)學(xué)檢測(cè)領(lǐng)域。其原理是以條狀纖維層析材料(如，硝酸纖維素膜)為固相，將特異的抗體(或抗原)先固定于條狀纖維層析材料的某一區(qū)帶，當(dāng)該干燥的硝酸纖維素一端浸入樣品液(尿液或血清)后，借助毛細(xì)作用使樣品溶液在層析條上泳動(dòng)，同時(shí)，使樣品中的待測(cè)物與層析材料上針對(duì)待測(cè)物的受體(如抗體或抗原)發(fā)生高特異、高親和性的免疫反應(yīng)，層析過程中免疫復(fù)合物被富集或截留在層析材料的一定區(qū)域(檢測(cè)帶)，若用免疫膠體金或熒光染料可使該區(qū)域顯示一定的顏色或熒光條帶，短時(shí)間(5?10 min內(nèi))便可得到直觀的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，從而實(shí)現(xiàn)特異性的免疫診斷。它不需進(jìn)行結(jié)合標(biāo)記物與游離標(biāo)記物的分離，省去了繁瑣的加樣、洗滌步驟。因而這種分析技術(shù)操作簡單快速，分析結(jié)果清楚，易于判斷，且無須儀器(或只需簡單儀器)，非常適用于食品的現(xiàn)場(chǎng)快速檢測(cè)。膠體金免疫層析技術(shù)是免疫層析技術(shù)中應(yīng)用最為廣泛和最為成功的一種，其以膠體金為標(biāo)記物。但是膠體金免疫層析技術(shù)往往存在許多的缺點(diǎn):
(1)抗體標(biāo)記膠體金的過程屬于靜電吸附的過程，屬于非特異性的物理吸附，容易導(dǎo)致抗體從膠體金顆粒表面解吸下來；
(2)只有在膠體金顆粒聚集到一定的數(shù)量才能顯示出肉眼可見的條帶，因而檢測(cè)靈敏度不高；
(3)不同的材料基質(zhì)效應(yīng)明顯，背景干擾非常大；
(4)膠體金免疫層析技術(shù)一般只能實(shí)現(xiàn)定向或半定量檢測(cè)。
[0003]膠體金免疫層析技術(shù)檢測(cè)靈敏度低，且一般只能實(shí)現(xiàn)定向或半定量檢測(cè)，無法對(duì)待檢物準(zhǔn)確定量。熒光微球作為一種新型的熒光染料，替代膠體金已被用于免疫層析技術(shù)。目前，已有相關(guān)專利報(bào)道了以熒光微球?yàn)闃?biāo)記物進(jìn)行免疫層析檢測(cè)。中國專利200810007599.6制備了熒光微球免疫層析試紙條用于快速、特異、定性和定量檢測(cè)食源性致病微生物。中國專利200910117820.8公開了一種制備熒光微球免疫層析試紙條的方法以及定量檢測(cè)的方法。該專利以人血清HBsAg和人血清甲胎蛋白為例進(jìn)行免疫層析檢測(cè)，同時(shí)與ELISA檢測(cè)進(jìn)行比對(duì)，表明該發(fā)明具有靈敏度高、定量檢測(cè)、操作簡單等優(yōu)點(diǎn)。中國專利201110173979.9制備了一種定量檢測(cè)肌鈣蛋白I的熒光微球免疫層析試紙條。這些專利公開的方法都大大地提高免疫試紙條的檢測(cè)靈敏度，還具有操作簡單，快速等特點(diǎn)。然而，在食品安全領(lǐng)域中，對(duì)于眾多的待檢物，如金黃色葡萄球菌等，不能只通過其定性篩查結(jié)果而判斷其是否違規(guī)，而是要求報(bào)告出待檢物的實(shí)際含量，特別是一些檢測(cè)結(jié)果陽性的高低意義相差甚遠(yuǎn)的待檢物(如人絨毛膜促性腺激素HCG，甲胎蛋白AFP等)。因此，實(shí)現(xiàn)定量檢測(cè)的意義重大，目前市場(chǎng)上也有能夠完成定量檢測(cè)的方法，如氣相色譜、液相色譜等，但是此類方法需要借助于相應(yīng)的檢測(cè)儀器，而且檢測(cè)時(shí)間長，雖然全自動(dòng)的檢測(cè)儀器在大批量的檢驗(yàn)樣本面前能夠?qū)崿F(xiàn)快速檢測(cè)，但是其主要的缺點(diǎn)有費(fèi)用昂貴，樣本前處理復(fù)雜，需要專業(yè)人員操作，儀器笨重，不適合現(xiàn)場(chǎng)和基層使用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的熒光微球免疫層析定量檢測(cè)儀，該檢測(cè)儀具有操作簡單、便攜、價(jià)廉，結(jié)合熒光微球免疫層析試紙條能快速準(zhǔn)確的對(duì)待測(cè)物進(jìn)行定量檢測(cè)。通過將檢測(cè)儀與物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)有機(jī)地結(jié)合在一起，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)檢測(cè)數(shù)據(jù)的更加系統(tǒng)和全面的智能化管理，智能化管理，更加方便政府部門對(duì)基層單位的監(jiān)督和管理。
[0005]本發(fā)明一種結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的突光微球免疫層析定量檢測(cè)儀技術(shù)方案如下:
包括熒光微球免疫層析定量讀取儀、熒光微球免疫層析試紙條、物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸系
統(tǒng)；
所述熒光微球免疫層析試紙條置于熒光微球免疫層析定量讀取儀中用于上樣；熒光微球免疫層析試紙條包括在底板上依次搭連地粘貼濾紙、樣本墊、熒光微球墊、NC膜和吸水紙，粘貼好的試紙條板用切割機(jī)裁切成試紙條；醋酸纖維素膜噴涂有待檢物抗原或抗體及二抗噴涂，分別作為檢測(cè)線(T線)與質(zhì)控線(C線)；
所述的物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)包括包括微控制器及用于接收傳送數(shù)據(jù)的GPRS/GSM模塊。微控制器與GPRS/GSM模塊通過串口相連接進(jìn)行通信。微控制器接收用戶數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)按相關(guān)AT指令格式傳送給GPRS/GSM模塊，GPRS/GSM模塊再將數(shù)據(jù)發(fā)送給數(shù)據(jù)中心，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)用戶與數(shù)據(jù)中心的通信連接。
[0006]微控制器可以選用的是意法半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的基于ARM Cortex_M3內(nèi)核的32位單片機(jī) STM32F101RBT6。其主頻可高達(dá) 36 MHZ，128 kB FLASH 以及 16 kB SRAM。GPRS/GSM模塊可以采用中興通訊公司生產(chǎn)的MG2639模塊，其可同時(shí)連接6路IP或UDP鏈路，并且單次接收最高4.5 k的用戶數(shù)據(jù)并發(fā)送，以及接收最高1.3 k的服務(wù)器數(shù)據(jù)。
[0007]所述的物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸單元與手持設(shè)備的通信方式是通過232串口與本地手持檢測(cè)設(shè)備進(jìn)行通信；后臺(tái)數(shù)據(jù)中心通過GPRS網(wǎng)絡(luò)與物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)進(jìn)行連接，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)中心與手持檢測(cè)設(shè)備的通信。數(shù)據(jù)中心將菜單數(shù)據(jù)通過物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)傳輸給手持檢測(cè)設(shè)備，手持檢測(cè)設(shè)備通過液晶屏將菜單數(shù)據(jù)顯示出。手持檢測(cè)設(shè)備獲取檢測(cè)數(shù)據(jù)后將其發(fā)回物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)即刻將檢測(cè)數(shù)據(jù)發(fā)往數(shù)據(jù)中心。上述“菜單數(shù)據(jù)”及“檢測(cè)數(shù)據(jù)”的寫入、上傳按照?qǐng)D4協(xié)議進(jìn)行封裝。
[0008]物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的主要組成結(jié)構(gòu)如圖2示。軟件系統(tǒng)可使用多種工作方式，包括單聯(lián)透傳，主備中心切換及喚醒模式(包括短信喚醒，電話喚醒，用戶數(shù)據(jù)喚醒)。圖3為軟件程序流程圖，其詳細(xì)說明了整個(gè)軟件系統(tǒng)的工作的過程。
[0009]為了使數(shù)據(jù)傳輸更穩(wěn)定可靠，物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸單元按照?qǐng)D4協(xié)議與手持設(shè)備進(jìn)行通信，以時(shí)刻提示用戶本物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸單元的鏈路連接狀態(tài)?？刂拼a選擇0x22，0x22(鏈路連接成功)，0x33,0x33 (鏈路連接中)，其他不變。常態(tài)下，物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸單元將每隔一分鐘報(bào)告鏈路連接狀態(tài)，但當(dāng)鏈路發(fā)生變化時(shí)則立刻報(bào)告。手持設(shè)備只有在確認(rèn)鏈路連接成功的狀態(tài)下方可向數(shù)據(jù)中心發(fā)送檢測(cè)數(shù)據(jù)。
[0010]所述熒光微球免疫層析定量讀取儀可以采用常規(guī)的熒光微球免疫層析定量讀取儀?；蛘哂芯軝C(jī)械運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)、光學(xué)系統(tǒng)、電學(xué)系統(tǒng)以及計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成。即其是一種由光、機(jī)、電、計(jì)算機(jī)組成的精密儀器，由特制的小功率高亮度的綠色LED通過一組透鏡照射至熒光微球免疫層析試紙條，熒光微球免疫層析試紙條上熒光微球所產(chǎn)生的反射光通過另一組透鏡組被光電轉(zhuǎn)換接收器所采集，通過測(cè)量試紙條檢測(cè)帶與質(zhì)控帶對(duì)綠色波長的吸收光密度判斷被檢物的濃度。儀器的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)通過對(duì)LED的控制、精密機(jī)械運(yùn)動(dòng)的控制、極弱光信號(hào)檢測(cè)和數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析完成，并且我們運(yùn)用的數(shù)據(jù)分析如背景補(bǔ)償、檢測(cè)時(shí)間的控制可準(zhǔn)確地找到檢測(cè)帶與質(zhì)控帶的位置，提高了弱信號(hào)試紙條測(cè)量重復(fù)性，減少人工干預(yù)，大大提升了儀器的智能化程度。其具體的讀取儀結(jié)構(gòu)及工作原理如圖1所示。
[0011]采用本發(fā)明技術(shù)方案具有如下有益效果:
1、本發(fā)明借助了熒光微球免疫層析技術(shù)快速簡單的優(yōu)點(diǎn)，在實(shí)際檢測(cè)中，縮短了分析檢測(cè)的時(shí)間和簡化了實(shí)驗(yàn)操作，特別適合偏遠(yuǎn)基層單位和現(xiàn)場(chǎng)使用。
[0012]2、本發(fā)明結(jié)合了讀取儀體積小、重量輕、便于攜帶，能夠獨(dú)立處理數(shù)據(jù)，達(dá)到定量檢測(cè)的功能的優(yōu)點(diǎn)，特別適合現(xiàn)場(chǎng)使用。
[0013]3、本發(fā)明通過物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸單元與手持設(shè)備的通信，同時(shí)后臺(tái)數(shù)據(jù)中心通過GPRS網(wǎng)絡(luò)與物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸單元進(jìn)行連接，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)中心與手持檢測(cè)設(shè)備的通信。因此，可以通過隨身攜帶的手機(jī)、平板電腦等通信設(shè)備就能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程管理，成功代替了以前一些較為笨重的通訊設(shè)備，使得在實(shí)際應(yīng)用中更為便攜。
[0014]4、本發(fā)明采用了物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)強(qiáng)大的數(shù)據(jù)管理和傳輸能力，有效地實(shí)現(xiàn)了對(duì)檢測(cè)數(shù)據(jù)的現(xiàn)場(chǎng)分析以及回顧性分析，便于數(shù)據(jù)管理中心對(duì)檢測(cè)結(jié)果的實(shí)時(shí)操控。特別方便政府部門對(duì)基層單位的監(jiān)督和管理。尤其是在發(fā)生重大食品安全事件時(shí)，可以很好的實(shí)現(xiàn)食品樣品的溯源。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1讀取儀工作原理圖。
[0016]圖2物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸單元硬件系統(tǒng)的主要組成結(jié)構(gòu)圖示。
[0017]圖3物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸單元軟件系統(tǒng)操作程序流程圖。
[0018]圖4 “菜單數(shù)據(jù)”及“檢測(cè)數(shù)據(jù)”的寫入、上傳方法協(xié)議。
【具體實(shí)施方式】
[0019]為了使本發(fā)明更加清楚明白，以下結(jié)合實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0020]實(shí)施例1
本發(fā)明一種結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的熒光微球免疫層析定量檢測(cè)儀包括熒光微球免疫層析定量讀取儀、熒光微球免疫層析試紙條、物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)；
所述熒光微球免疫層析試紙條置于熒光微球免疫層析定量讀取儀中用于上樣；熒光微球免疫層析試紙條包括在底板上依次搭連地粘貼濾紙、樣本墊、熒光微球墊、NC膜和吸水紙，粘貼好的試紙條板用切割機(jī)裁切成試紙條；醋酸纖維素膜噴涂有待檢物抗原或抗體及二抗噴涂，分別作為檢測(cè)線(T線)與質(zhì)控線(C線)；
所述熒光微球免疫層析定量讀取儀可以采用常規(guī)的熒光微球免疫層析定量讀取儀。
[0021]所述的物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)包括包括微控制器及用于接收傳送數(shù)據(jù)的GPRS/GSM模塊。微控制器與GPRS/GSM模塊通過串口相連接進(jìn)行通信。微控制器接收用戶數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)按相關(guān)AT指令格式傳送給GPRS/GSM模塊，GPRS/GSM模塊再將數(shù)據(jù)發(fā)送給數(shù)據(jù)中心，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)用戶與數(shù)據(jù)中心的通信連接。
[0022]微控制器可以選用的是意法半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的基于ARM Cortex_M3內(nèi)核的32位單片機(jī) STM32F101RBT6。其主頻可高達(dá) 36 MHZ，128 kB FLASH 以及 16 kB SRAM。GPRS/GSM模塊可以采用中興通訊公司生產(chǎn)的MG2639模塊，其可同時(shí)連接6路IP或UDP鏈路，并且單次接收最高4.5 k的用戶數(shù)據(jù)并發(fā)送，以及接收最高1.3 k的服務(wù)器數(shù)據(jù)。
[0023]所述的物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸單元與手持設(shè)備的通信方式是通過232串口與本地手持檢測(cè)設(shè)備進(jìn)行通信；后臺(tái)數(shù)據(jù)中心通過GPRS網(wǎng)絡(luò)與物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)進(jìn)行連接，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)中心與手持檢測(cè)設(shè)備的通信。數(shù)據(jù)中心將菜單數(shù)據(jù)通過物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)傳輸給手持檢測(cè)設(shè)備，手持檢測(cè)設(shè)備通過液晶屏將菜單數(shù)據(jù)顯示出。手持檢測(cè)設(shè)備獲取檢測(cè)數(shù)據(jù)后將其發(fā)回物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)即刻將檢測(cè)數(shù)據(jù)發(fā)往數(shù)據(jù)中心。上述“菜單數(shù)據(jù)”及“檢測(cè)數(shù)據(jù)”的寫入、上傳按照?qǐng)D4協(xié)議進(jìn)行封裝。
[0024]物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的主要組成結(jié)構(gòu)如圖2示。軟件系統(tǒng)可使用多種工作方式，包括單聯(lián)透傳，主備中心切換及喚醒模式(包括短信喚醒，電話喚醒，用戶數(shù)據(jù)喚醒)。圖3為軟件程序流程圖，其詳細(xì)說明了整個(gè)軟件系統(tǒng)的工作的過程。
[0025]為了使數(shù)據(jù)傳輸更穩(wěn)定可靠，物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸單元按照?qǐng)D4協(xié)議與手持設(shè)備進(jìn)行通信，以時(shí)刻提示用戶本物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸單元的鏈路連接狀態(tài)。控制碼選擇0x22，0x22(鏈路連接成功)，0x33,0x33 (鏈路連接中)，其他不變。常態(tài)下，物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸單元將每隔一分鐘報(bào)告鏈路連接狀態(tài)，但當(dāng)鏈路發(fā)生變化時(shí)則立刻報(bào)告。手持設(shè)備只有在確認(rèn)鏈路連接成功的狀態(tài)下方可向數(shù)據(jù)中心發(fā)送檢測(cè)數(shù)據(jù)。
【權(quán)利要求】
1.一種結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的熒光微球免疫層析定量檢測(cè)儀，包括包括熒光微球免疫層析定量讀取儀、熒光微球免疫層析試紙條、物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)； 所述熒光微球免疫層析試紙條置于熒光微球免疫層析定量讀取儀中用于上樣；熒光微球免疫層析試紙條包括在底板上依次搭連地粘貼濾紙、樣本墊、熒光微球墊、NC膜和吸水紙，粘貼好的試紙條板用切割機(jī)裁切成試紙條；醋酸纖維素膜噴涂有待檢物抗原或抗體及二抗噴涂，分別作為檢測(cè)線T線與質(zhì)控線C線； 所述的物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)包括微控制器及GPRS/GSM模塊；微控制器與GPRS/GSM模塊通過串口相連接進(jìn)行通信；微控制器接收用戶數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)按相關(guān)AT指令格式傳送給GPRS/GSM模塊，GPRS/GSM模塊再將數(shù)據(jù)發(fā)送給數(shù)據(jù)中心，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)用戶與數(shù)據(jù)中心的通信連接。
【文檔編號(hào)】H04L29/06GK103499699SQ201310445710
【公開日】2014年1月8日 申請(qǐng)日期:2013年9月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月27日
【發(fā)明者】熊勇華, 許楊, 許恒毅, 黃小林, 余堯毅, 郭亮, 李超輝 申請(qǐng)人:南昌大學(xué)