CN102297866A - 纳米金定量检测分析仪 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种纳米金定量检测分析仪，包括机械传动系统、微光检测系统、控制系统、软件分析系统及电源系统，所述机械传动系统设置有存放检测样品的样品盘以及驱动样品盘到适合微光检测系统摄影位置的丝杆及导轨，所述微光检测系统由摄像头及相应处理电路构成，实现对检测样品进行摄像及处理，所述软件分析系统包括上位机系统和下位机系统，下位机系统采用图像摄取仪获取微光检测系统的摄像数据，并通过有线或无线连接方式发送给作为上位机系统的PC机，所述电源系统为整个检测分析仪供电，所述控制系统控制电源系统的恒压供电。本发明结构简单，测试线性范围宽、开放性强。

Description

纳米金定量检测分析仪

 

技术领域

本发明属于光学检测仪，特别是涉及一种适用于医学检测用纳米金免疫层析/渗滤的定量分析仪器。

背景技术

纳米金免疫层析/渗滤是近年来生命科学领域迅速发展起来的一项高新技术，在世界范围内广泛应用于临床诊断和科学研究，同时亦可应用于环保监测、刑事侦察、海关检查、动植物检验等众多领域。纳米金免疫层析/渗滤是在面积不大的硝酸纤维膜上点阵排列一系列可寻址的生物识别分子，这些分子在相同的条件下进行结合或反应，这就需要图像摄取仪器进行基片图像的采集，并通过相应软件精确的提取微弱的生物信号。

目前最新的纳米金定量检测分析仪存在一系列不足之处，具体如下。

1、不能供肉眼观察和检查免疫层析/渗滤图像。

2、用移动镜头的方式来实现对免疫层析/渗滤膜的扫描，这样容易影响光学系统的精度。

3、用光电倍增管作为共焦光路的探测器，导致光路复杂、造价昂贵。

4、没有完整的纳米金免疫层析/渗滤图像处理系统。

而目前市场上，纳米金免疫层析/渗滤图像分析仪器还属于初创阶段，特别是对大量纳米金免疫层析/渗滤图像的处理，其工作繁琐复杂，尤其在应对大量样本检测时，费用过高，有待改进。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种操作简单、成本低廉、检测效率高的纳米金定量检测分析仪。

为了实现上述发明目的，采用的技术方案如下。

一种纳米金定量检测分析仪，该检测分析仪包括机械传动系统、微光检测系统、控制系统、软件分析系统及电源系统，所述机械传动系统设置有存放检测样品的样品盘以及驱动样品盘到适合微光检测系统摄影位置的丝杆及导轨，所述微光检测系统由摄像头及相应处理电路构成，实现对检测样品进行摄像及处理，所述软件分析系统包括上位机系统和下位机系统，下位机系统采用图像摄取仪获取微光检测系统的摄像数据，并通过有线或无线连接方式发送给作为上位机系统的PC机，所述电源系统为整个检测分析仪供电，所述控制系统控制电源系统的恒压供电。

上述技术方案中，所述机械传动系统、微光检测系统、控制系统、电源系统及软件分析系统的下位机系统设置在一个机壳内部。

进一步地，所述机械传动系统由一组丝杠、两个单向导轨、一个样品盘组成，所述单向导轨使得摄像头上下移动，所述丝杠实现摄像头的上下调焦定位，所述样品盘通过直线滑轨单向进出壳体。

所述机壳在对应样品盘后端的部位设有可调磁力挡块以实现样品盘沿直线滑轨推进出机壳的密闭定位。

所述微光检测系统由摄像头、放大电路、A/D电路、DSP电路组成，其中放大电路、A/D电路、DSP电路集成在一块电路板上，微光检测系统所需光源由环形发光二极管提供，并采用均光罩进行均度处理。

所述控制系统采用微处理器，并通过USB接口电路与软件分析系统进行双工通信，所述控制系统一方面对备用电池进行充放电调节，另一方面控制恒压供电。

所述软件分析系统，由上位PC机和下位机组成，其上位PC机软件图像分析数据来自于下位机图像摄取仪，图像摄取仪与PC机采用USB通信的方式进行数据通信，通过显示器就可以看到图像。上位机软件处理图像时采用了中值滤波增强图像，既平滑了样点内部灰度值，又保留了图像样点边缘的特征。

本发明抓住纳米金免疫层析/渗滤分析技术的本质，以技术操作简单、降低成本、检测效率高为目标，采用全新的技术结构，开发出读取纳米金免疫层析/渗滤图像的处理系统，整合机械传动系统、微光检测系统、电源及控制系统、软件分析系统五部分，和现有技术相比较，本发明除具有仪器结构简单外，还具有测试线性范围宽、开放性的优势。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明的又一结构示意图。

图3为本发明的又一结构示意图。

图4为本发明的控制电路配置图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的说明。

本发明包括软件系统（上位机系统和下位机系统）、控制系统（包括充放电控制和微处理器控制）、机械传动系统、微光检测系统及电路系统，其结构如附图1-3所示。

其中，机械传动系统由一组丝杠2、两个单向导轨3、一个定向样品盘6组成，通过两个单向导向轨3确保摄像头4上下精密移动以保证摄像头4调整到最佳位置，一组丝杠2对摄像头4上下进行调焦定位固定，待测板放入样品盘6卡槽内，推动前盖7复位到机壳1内密闭，到达规定位置以保证样品盘6准确地送至规定位置以便进行图像摄取操作。

微光检测系统由摄像头4、无高亮点均光罩5、放大电路、A/D转换电路、DSP电路和数据传输线组成。其放大电路、A/D转换电路、DSP电路等集成在一块电路板上，光源由环形发光二极管提供，采用均光罩5进行均度处理，提供无高亮反光点均匀照明，摄像头4采用CMOS感光元件，5玻军工镜头，采用免驱芯片，整个微光检测系统密封在密闭机壳1内。

控制系统以芯片PIC16F873微处理器为核心，通过USB接口将测试数据传输给PC机处理以便让用户了解结果。样品通过镜头(LENS)生成的光学图像投射到图像传感器表面上，然后转为电信号，经过A/D转换后变为数字图像信号，再送到数字信号处理芯片(DSP)中加工处理。微处理芯片PIC16F873是整个下位机的控制核心，一方面将测试数据传输给PC机处理，以便让用户了解结果；另一方面充电定时控制。如果电池电压高于某值则先放电，直到电池电压低于该值时停止放电，开始定时充电。在定时充电期间若电池电压高于另一值则停止充电。通过对充电电池进行检测和充放电控制，保障集成电路板供电稳定可靠。本发明的控制电路配置如附图4所示。

所述的软件分析系统，由上位PC机和下位机组成，其上位机软件图像分析数据来自于下位机图像摄取仪，图像摄取仪与PC机采用USB通信的方式进行数据通信，通过显示器就可以看到图像。上位机软件处理图像时采用了中值滤波增强图像，既平滑了样点内部灰度值，又保留了图像样点边缘的特征。

本发明的工作过程是：当检测基片放入样品盘复位后，来自控制系统的信号驱动微光检测系统光源发出的光均匀照射样品，经过微光检测系统进行图像摄取后，将数据送入上位PC机。

Claims (7)

1.一种纳米金定量检测分析仪，其特征在于该检测分析仪包括机械传动系统、微光检测系统、控制系统、软件分析系统及电源系统，所述机械传动系统设置有存放检测样品的样品盘以及驱动样品盘到适合微光检测系统摄影位置的丝杆及导轨，所述微光检测系统由摄像头及相应处理电路构成，实现对检测样品进行摄像及处理，所述软件分析系统包括上位机系统和下位机系统，下位机系统采用图像摄取仪获取微光检测系统的摄像数据，并通过有线或无线连接方式发送给作为上位机系统的PC机，所述电源系统为整个检测分析仪供电，所述控制系统控制电源系统的恒压供电。

2.根据权利要求1所述的纳米金定量检测分析仪，其特征在于所述机械传动系统、微光检测系统、控制系统、电源系统及软件分析系统的下位机系统设置在一个机壳内部。

3.根据权利要求2所述的纳米金定量检测分析仪，其特征在于所述机械传动系统由一组丝杠、两个单向导轨、一个样品盘组成，所述单向导轨使得摄像头上下移动，所述丝杠实现摄像头的上下调焦定位，所述样品盘通过直线滑轨单向进出壳体。

4.根据权利要求3所述的纳米金定量检测分析仪，其特征在于所述机壳在对应样品盘后端的部位设有可调磁力挡块以实现样品盘沿直线滑轨推进出机壳的密闭定位。

5.根据权利要求2所述的纳米金定量检测分析仪，其特征在于所述微光检测系统由摄像头、放大电路、A/D电路、DSP电路组成，其中放大电路、A/D电路、DSP电路集成在一块电路板上，微光检测系统所需光源由环形发光二极管提供，并采用均光罩进行均度处理。

6.根据权利要求2所述的纳米金定量检测分析仪，其特征在于所述控制系统采用微处理器，并通过USB接口电路与软件分析系统进行双工通信，所述控制系统一方面对备用电池进行充放电调节，另一方面控制恒压供电。

7.根据权利要求2所述的纳米金定量检测分析仪，其特征在于所述上位机软件采用中值滤波对图像进行处理，以平滑图像样点内部的灰度值，同时保留图像样点边缘的特征。

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