CN102288581A - 一种特定蛋白测量方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及生化分析仪器领域，具体是一种用于测量人体体液中特定蛋白含量的方法及装置。本发明采用的特定蛋白测量方法是一种激光双路散射比浊法，实现装置主要由两个激光源、两条入射光路、一个特制的反应杯、两条散射光路、两个光电检测单元、计算显示单元组成。具体是：特制的反应杯5截面是长方形，激光源1和2的发射光S1和S2，分时先后通过入射光路3和4，分别从反应杯5的长边L和短边H所在的面垂直进入反应杯5，发射光在反应杯里发生散射和透射，发射光S1的散射光S3进过散射光路7汇聚到光电检测单元9；发射光S2的散射光S4进过散射光路8汇聚到光电检测单元10；光电检测单元9和10输出的电压信号传送给计算显示单元11，计算显示单元11计算并显示测量结果。

Description

一种特定蛋白测量方法及装置

技术领域：

本发明涉及生化分析仪器领域，具体是一种用于测量人体体液中特定蛋白含量的方法及装置。

背景技术：

特定蛋白测量仪是一种用于测量人体体液中特定蛋白质含量的分析仪器，它利用了激光散射比浊测量的原理，通过测量反应杯中样品和试剂反应之后溶液的浊度，来测定样品中特定蛋白质含量的高低，特定蛋白质含量的高低则反应了病人身体的相应的状态，为医生诊断提供有效的参考数据。因此，特定蛋白测量仪是一种在医疗机构广泛使用的生化分析仪器，仪器的使用量大，但是由于病人的病情差异很大，所以特定蛋白质含量差异也很大，当要检测的特定蛋白质含量很大时，反应杯中的溶液浊度就高，浊度高的溶液散射光强就大，很容易造成光电检测单元输出饱和，出现失真的信号；当要检测的特定蛋白质含量很小时，反应杯中的溶液浊度就低，浊度高的溶液散射光强就弱，光电检测单元输出信号就小，难以检测。因此如何提高检测的灵敏度，并有效去除失真值是非常重要的问题。

贝克曼考尔特公司的专利《散射浊度计和比浊计组合》(CN 1224497A)是最常用的检测方法，但是它没有提出解决方法；天津美德太平洋科技有限公司的专利《多光谱散射及透射比浊发检测的分析仪测头和测量杯》(CN201673117U)提出了采用多光谱的方法来测量，并且同时测量透射和散射光，也没有对提高检测的灵敏度，并有效去除失真值提出解决方法。

发明内容：

技术问题：本发明所要解决的问题就是提供一种特定蛋白测量方法及装置，能够提高检测的灵敏度，有效去除失真值。

技术方案：本发明采用的特定蛋白测量方法是一种激光双路散射比浊法，实现装置主要由两个激光源、两条入射光路、一个特制的反应杯、两条散射光路、两个光电检测单元、计算显示单元组成。具体是：特制的反应杯5截面是长方形，激光源1和2的发射光S1和S2，分时先后通过入射光路3和4，分别从反应杯5的长边L和短边H所在的面垂直进入反应杯5，发射光在反应杯5里发生散射和透射，发射光S1的散射光S3进过散射光路7汇聚到光电检测单元9；发射光S2的散射光S4进过散射光路8汇聚到光电检测单元10；光电检测单元9和10输出的电压信号传送给计算显示单元11，计算显示单元11计算并显示测量结果。

特制的反应杯5的截面是长方形，其长边L的内壁间长度为l，短边H的内壁间长度为h，两者的比值范围是：2＜l/h＜4，反应杯5的长边所在的两个相对的平面是相互平行的；反应杯5的短边所在的两个相对的平面也是相互平行的，因此，两束入射光S1和S2与反应杯5里的样本溶液发生散射的光程就不相等，根据激光散射比浊法的原理，激光在反应杯的样本溶液中的光程越长，激光与样本溶液中悬浮的粒子发生散射的数量就越多，散射光就越强，因此，利用反应杯的两个边长不相等，就实现了两个不等的散射光强，从短边H进入的入射光S1发生散射的光程长，散射光S4的光强就大，这种现象可以有助于提供低浓度样本测量时的灵敏度；从长边L进入的入射光S2发生散射的光程短，散射光S3的光强就小，这种现象可以有助于降低高浓度样本散射光强，在计算的时候，经过计算判断，去除光电检测单元输出的失真值。

计算显示单元11计算方法如下，设定某个在等间隔的采样时刻i，光电检测单元9和10输出的电压信号分别V1(i)和V2(i)，这样得到两组序列值：V1(0)、V1(1)、V1(2)………V1(i)和V2(0)、V2(1)、V2(2)………V2(i)，计算显示单元11得到这两组序列值后，进行如下计算处理：

(1)一般地，V2(i)＞V1(i)，首先对两组序列值进行逐一比对，如果在某同一段时间内出现V2(i)＝＜V1(i)情况，则V2(i)为失真值，此序列要丢弃，只留取V1(i)序列进行计算；

(2)分别计算两列数据的变化速率，得到相应的两组速率序列值：K1(i)和K2(i)，找出K2(i)序列的最大值K2(max)及其对应的V2(j)，再找出j时刻光电检测单元9输出的值V1(j)，如果V2(i)＝＜V1(i)，则V2(i)为失真值，此序列要丢弃，只留取V1(i)序列进行计算；

(3)分别计算两列数据的变化速率，得到相应的两组速率序列值：K1(i)和K2(i)，找出K1(i)序列的最大值K1(max)及其对应的V1(j)，找出K2(i)序列的最大值K2(max)及其对应的V2(k)，在排除上述(2)的情况后，比较j和k，如果j＞k，则留取V1(i)序列值，丢弃V2(i)序列值；如果j＝＜k，则留取V2(i)序列值，丢弃V1(i)序列值。

(4)用上述方法选择好有效序列值后，根据计算显示单元11里预先存放的标准序列值进行比对，计算出测量值。

有益效果：这种特定蛋白测量方法及装置能够提高检测的灵敏度，并有效去除失真值。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明。

图1是本发明实现装置的系统构成示意图。

图2是本发明实现装置中反应杯示意图。

具体实施方式

图1是本发明实现装置的系统构成示意图。本发明采用的特定蛋白测量方法是一种激光双路散射比浊法，实现装置主要由两个激光源、两条入射光路、一个特制的反应杯、两条散射光路、两个光电检测单元、计算显示单元组成。具体是：特制的反应杯5截面是长方形，激光源1和2的发射光S1和S2，分时先后通过入射光路3和4，分别从反应杯5的长边L和短边H所在的面垂直进入反应杯5，发射光在反应杯5里发生散射和透射，发射光S1的散射光S3进过散射光路7汇聚到光电检测单元9，透射光S5进入光陷12，被吸收掉；发射光S2的散射光S4进过散射光路8汇聚到光电检测单元10，透射光S6进入光陷13，被吸收掉；光电检测单元9和10输出的电压信号传送给计算显示单元11，计算显示单元11计算并显示测量结果。

两个激光源1和2是性能一样的同型号半导体激光器及其驱动电路组成；两条入射光路3和4的参数、性能也是一样的；两条散射光路7和8的参数、性能也是一样的；两个光电检测单元9和10的材料、工艺、性能是完全一样。特制的反应杯5检测时是放置在一个恒温槽6内，光电检测单元9和10的输出的电压信号不同的唯一原因是两条入射光S1和S2进入特制的反应杯5与样本溶液发生散射的光程不一样，本实施例中，反应杯5的长边的内壁长9mm，短边的内壁长3mm，根据激光散射比浊法的原理，激光在反应杯的样本溶液中的光程越长，激光与样本溶液中悬浮的粒子发生散射的数量就越多，散射光就越强，因此，利用反应杯的两个边长不相等，就实现了两个不等的散射光强，从短边H进入的入射光S2发生散射的光程长，散射光S4的光强就大，这种现象可以有助于提供低浓度样本测量时的灵敏度；从长边L进入的入射光S1发生散射的光程短，散射光S2的光强就小，这种现象可以有助于降低高浓度样本测量时的散射光强，有助于计算显示单元11在计算时进行计算判别，去除光电检测单元10输出的失真值。

本实施例子中采用的半导体激光器的中心波长是635nm，最大发射功率1mw，其驱动电路采用恒压驱动方式，也可以选用恒流方式。

由于半导体激光器是一种点光源，发射光S1和S2须经过入射光路3和4准直成近似平行光。反应杯5是采用光学级的透明的塑料制成的，反应杯5检测时是放置在一个恒温槽6内，恒温槽6的控制温度接近人体正常体温。光电检测单元9和10采用VISHAY公司的硅光电池(型号：BPW34)作为接受传感器，传感器调理电路中的电阻均采用千分之一精度的电阻，保证了所有光电检测单元性能的一致。实施例子中散射光路7的直径为2mm。

图2是反应杯示意图。反应杯5的长边的内壁间长9mm，短边的内壁间长3mm，壁厚1mm，反应杯长短边比值等于3。反应杯5的整体高47mm。

Claims (9)

1.测量方法采用的是一种双路散射比浊法，实现装置主要由两个激光源、两条入射光路、一个特制的反应杯、两条散射光路、两个光电检测单元、计算显示单元组成。其特征在于：特制的反应杯截面是长方形，激光源1和2的发射光S1和S2，分时先后通过入射光路3和4，分别从反应杯5的长边L和短边H所在的面垂直进入反应杯5，发射光在反应杯里发生散射和透射，发射光S1的散射光S3进过散射光路7汇聚到光电检测单元9；发射光S2的散射光S4进过散射光路8汇聚到光电检测单元10；光电检测单元9和10输出的电压信号传送给计算显示单元11，计算显示单元11计算并显示测量结果。

2.根据权利1，其特征在于：激光源1和2的发射光S1和S2的发射光强是相等的。

3.根据权利1，其特征在于：激光源1和2的发射光S1和S2分别与反应杯5的长边L和短边H所在的面垂直。

4.根据权利1、2、3，其特征在于：激光源1和2的发射光S1和S2是分时先后工作的，即激光源1和2不会同时发光。

5.根据权利1，其特征在于：特制的反应杯5截面是长方形，其长边L的内壁长度为l，短边H的内壁长度为h，两者的比值范围是：2＜l/h＜4。

6.根据权利1、5，其特征在于：反应杯5的长边所在的两个相对的平面是相互平行的；反应杯5的短边所在的两个相对的平面也是相互平行的。

7.根据权利1，其特征在于：两条入射光路3和4的参数、性能是一样的；两条散射光路7和8的参数、性能是一样的。

8.根据权利1，其特征在于：光电检测单元9和10的参数、性能是一样的。

9.根据权利1，其特征在于：计算显示单元11计算方法如下，设定某个在等间隔的采样时刻I，光电检测单元9和10输出的电压信号分别V1(i)和V2(i)，这样在一段时间内连续采样，就得到两组序列值：V1(0)、V1(1)、V1(2)………V1(i)和V2(0)、V2(1)、V2(2)………V2(i)，计算显示单元11得到这两组序列值后，进行如下计算处理：

(1)一般地，V2(i)＞V1(i)，首先对两组序列值进行逐一比对，如果在某同一段时间内出现V2(i)＝＜V1(i)情况，则V2(i)为失真值，此序列要丢弃，只留取V1(i)序列进行计算；

(2)分别计算两列数据的变化速率，得到相应的两组速率序列值：K1(i)和K2(i)，找出K2(i)序列的最大值K2(max)及其对应的V2(j)，再找出j时刻光电检测单元9输出的值V1(j)，如果V2(i)＝＜V1(i)，则V2(i)为失真值，此序列要丢弃，只留取V1(i)序列进行计算；

(3)分别计算两列数据的变化速率，得到相应的两组速率序列值：K1(i)和K2(i)，找出K1(i)序列的最大值K1(max)及其对应的V1(j)，找出K2(i)序列的最大值K2(max)及其对应的V2(k)，在排除上述(2)的情况后，比较j和k，如果j＞k，则留取V1(i)序列值，丢弃V2(i)序列值；如果j＝＜k，则留取V2(i)序列值，丢弃V1(i)序列值。

(4)用上述方法选择好有效序列值后，根据计算显示单元11里预先存放的标准序列值进行比对，计算出测量值。

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