CN102564954A

CN102564954A - 一种用于干式化学分析的多通道光电检测装置

Info

Publication number: CN102564954A
Application number: CN2010105813838A
Authority: CN
Inventors: 孙海旋; 唐玉国; 程文播; 王弼陡; 王心醉; 白鹏利
Original assignee: Suzhou Institute of Biomedical Engineering and Technology of CAS
Current assignee: Suzhou Institute of Biomedical Engineering and Technology of CAS
Priority date: 2010-12-09
Filing date: 2010-12-09
Publication date: 2012-07-11

Abstract

本发明公开了一种用于干式化学分析的多通道光电检测装置，该装置由一个光源入射通道和四个光电探测通道组成。所述的四个光电探测通道包括第一、第二、第三、和第四光电探测通道，对称分布在装置的四周，所述第一光电探测通道一端为试剂片，另一端为探测器，中间放置第一会聚透镜组，第二、第三、第四光电探测通道与第一探测通道结构相同，分别放置光电探测器和会聚透镜组。本发明的装置利用四个对称位置的光电探测器，全位置测量漫反射光，克服了漫反射光各向不均匀性所导致的测量误差，提高了光学测量尤其是干式化学测量的信噪比和精确度。

Description

一种用于干式化学分析的多通道光电检测装置

技术领域

本发明涉及一种光谱分析装置，具体的涉及一种用于干式化学分析的多通道光电检测装置。

背景技术

在临床检验分析中，利用血液、尿液或其他体液进行临床分析检验，可以快速得到多个临床检验项目的结果，是医生进行诊断的最准确、最直接的方法之一。在进行临床检验分析中，目前最常采用的湿式化学分析法，它使用了被称为溶液化学的方法。通常，采用湿式化学分析法的仪器是以朗伯-比尔定律的比色法为基础。这种检测方法需要通过以下步骤：血液抽血、离心、配置试剂溶液、光电检测。此类检测方法的缺点是：试剂需以液体方式保存，检测时需进行准备工作，需要对全血进行离心得到血清，整个检测需要时间较长。

干式化学分析法是相对于湿化学法而言的。是指将液体检测样品直接加到为不同项目特定生产的商业化的干燥试剂条上，以被测样品的水分作为溶剂引起特定的化学反应，从而进行化学分析的方法。它采用反射光度法或差示电极法作为测量手段，主要具备以下特点：准确度高、速度快，一般在3-4min内即可做出检验结果；操作简便，不需要日常校正；无须贮备任何其它试剂或配制任何溶液；标本无须预处理，多层膜具有选择性过滤的功能，从而减少测定过程中干扰物质的影响；标本用量少，反应时的水分由标本中的液体成分供应，提高测定灵敏度。

当代临床检验的干式化学分析法中，最具代表性的就是多层膜法。它集现代化学、光学、酶工程学、化学计量学和计算机技术于一体，作为定量方法已达到常规化学测定的水平，对有些项目的测定，甚至可与参考方法相提并论，根据测定方法的不同可将多层膜分为三种类型：一种是基于反射光度法的多层膜；一种是基于差示电位法的离子选择电极多层膜；还有一种是最近发展起来的基于荧光技术和竞争免疫技术的荧光反射光度法多层膜。

反射光度法的原理是依据反射介质不同，当光线进入介质后出现下列几种效应：1)在照射表面产生反射和折射；2)内部吸收；3)在内部或照射表面产生散射；这些效应的总和决定了光在离开介质的比率和方向，其最终的反射光强度与介质上材料有关，依据此原理可以得到干式化学试剂片的吸光度，进而推导出待测样品浓度。因此在基于反射光度法的干式化学分析仪中，一般是由以下部件组成：光源装置、准直单色装置、光电探测装置、信号处理系统以及结果显示装置。

在利用干式化学分析仪进行检测时，通过在仪器内部光源发出一束光，经过单色和准直之后照射到干式化学试剂片上，干式化学试剂片中有一定的显色底物，由于该显色底物于特定波长处存在较强的特异性吸收，在与样品进行化学反应后会吸收该波长的光，通过检测干式化学试剂片化学反应后的反射光强，进而可以得到待测样品的浓度。在进行干式化学法测定时，由于待测物干式化学试剂片通常是多层膜结构的试剂片，一方面，检测到的光信号包含了反射光、折射光、散射光和多重内反射光等，光信号中杂散光的存在导致光电检测的信噪比较低，导致检测结果精度较低、重复性受不同待测物的影响波动较大；另一方面，干式化学试剂片待测区化学试剂和样本成分分布的不均一性，都会导致检测结果偏离实际结果。这使得目前干式化学分析仪在准确度与精密度上与湿式化学分析仪相比还有差距。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种用于干式化学分析的多通道光电检测装置，该装置的检测结果具有高准确度和高精密度。

为了解决上述技术问题，实现上述目的，本发明通过如下技术方案实现：

一种用于干式化学分析的多通道光电检测装置，包括一样品检测口，所述样品检测口上放置试剂片，所述样品检测口下方设置有一光源入射通道，所述光源入射通道一端设置有光源，另一端设置有入射通道透镜组，还包括对称分布在本装置四周的第一光电探测通道、第二光电探测通道、第三光电探测通道和第四光电探测通道，所述第一光电探测通道、第二光电探测通道、第三光电探测通道和第四光电探测通道一端为所述试剂片，另一端分别设置有第一、第二、第三、第四光电探测器，中间分别放置第一会聚透镜组，第二会聚透镜组、第三会聚透镜组和第四会聚透镜组。

进一步的，所述光源入射通道的光轴分别和所述第一光电探测通道、第二光电探测通道、第三光电探测通道以及所述第四光电探测通道的光轴夹角为30°～60°。

与现有技术相比，本发明的用于干式化学分析的多通道光电检测装置，利用四个对称位置的光电探测器，克服了漫反射光各向不均匀性所导致的测量误差，提高了光学测量尤其是干式化学测量的信噪比和精确度。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本发明的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。

附图说明

下面结合附图和实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1是本发明的用于干式化学分析的多通道光电检测装置的原理图。

图2是本发明的用于干式化学分析的多通道光电检测装置的一实施例的俯视图。

图3是图2中实施例的A-A剖视图。

图中标号说明：图中标号说明：10、光源入射通道，101、光源，102、入射通道透镜组，11、第一探测通道，111，第一光电探测器，112、第一透镜组，12、第二探测通道，121、第二光电探测器，13、第三探测通道，131、第三光电探测器，132、第三透镜组，14，第四探测通道，141、第四光电探测器，4、样品检测口，5、试剂片、51、检测区。

具体实施方式

参见图1、图2和图3所示，一种用于干式化学分析的多通道光电检测装置，包括一样品检测口4，所述样品检测口4上放置试剂片5，所述样品检测口4下方设置有一光源入射通道10，所述光源入射通道10一端设置有光源101，另一端设置有入射通道透镜组102，还包括对称分布在本装置四周的第一光电探测通道11、第二光电探测通道12、第三光电探测通道13和第四光电探测通道14，所述第一光电探测通道11、第二光电探测通道12、第三光电探测通道13和第四光电探测通道14一端为所述试剂片5，另一端分别设置有第一、第二、第三、第四光电探测器111、121、131、141，中间分别放置第一会聚透镜组112，第二会聚透镜组、第三会聚透镜组132和第四会聚透镜组。

进一步的，所述光源入射通道10的光轴分别和所述第一光电探测通道11、第二光电探测通道12、第三光电探测通道13以及所述第四光电探测通道14的光轴夹角为30°～60°。

光源101发出的光经过入射通道透镜组102入射到放置在样品检测口4上的待测试剂片5的检测区51上，产生各个方向的漫反射光，经会第一会聚透镜组112，第二会聚透镜组，第三聚透镜组132，第四聚透镜组会聚后，由第一、第二、第三、第四光电探测器111、121、131、141检测，由微处理器计算得出的四个光电探测器转换后的电信号被传送至后端信号处理模块，由微处理器进行计算，可得到最后的待测物浓度值。

通过得到的第一、第二、第三、第四光电探测器111、121、131、141测出的光强R₁、R₂、R₃、R₄得出R_t＝(R₁+R₂+R₃+R₄)/4，根据Williams-Clapper公式可以计算出反射光密度，进一步可以根据反射光密度和样品浓度之间的比例关系，计算出待测样品的浓度。

优选的，通过使用本发明的用于干化学分析的多通道光电检测装置进行测试，光源选择580nm的LED，检测相应的GLU类型的干式化学试剂片。

实施例1：为打开第一光电探测通道11；

实施例2：为打开第一、第二光电探测通道11、12；

实施例3：为打开第一、第二、第三光电探测通道11、12、13；

实施例4：为打开第一、第二、第三和第四光电探测通道11、12、13、14。

在四种情况下检测得到的结果如下表1所示。

表1实施例1、2、3、4中葡萄糖的检出限、精密度和精确度对比

实施例	实施例1	实施例2	实施例3	实施例4
					测定方法	现有技术
葡萄糖检出限(mmol/L)	0.05	0.05	0.05	0.05
					精密度(变异系数CV)	≤5.0％	≤4.0％	≤3.5％	≤3％
精确度(靶值)	±9％	±7％	±6％	±4％

检测结果表明，随着探测通道的增加，其结果的精确度在靶值的最高达到±4％以内，精密度的变异系数CV＜3％，高于普通检测结果，提高了信噪比和准确度。

上述实施例只是为了说明本发明的技术构思及特点，其目的是在于让本领域内的普通技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡是根据本发明内容的实质所作出的等效的变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims

1.一种用于干式化学分析的多通道光电检测装置，包括一样品检测口(4)，所述样品检测口(4)上放置试剂片(5)，所述样品检测口(4)下方设置有一光源入射通道(10)，所述光源入射通道(10)一端设置有光源(101)，另一端设置有入射通道透镜组(102)，其特征在于：还包括对称分布在本装置四周的第一光电探测通道(11)、第二光电探测通道(12)、第三光电探测通道(13)和第四光电探测通道(14)，所述第一光电探测通道(11)、第二光电探测通道(12)、第三光电探测通道(13)和第四光电探测通道(14)一端为所述试剂片(5)，另一端分别设置有第一、第二、第三、第四光电探测器(111)、(121)、(131)、(141)，中间分别放置第一会聚透镜组(112)，第二会聚透镜组、第三会聚透镜组(132)和第四会聚透镜组。

2.根据权利要求1所述的用于干式化学分析的多通道光电检测装置，其特征在于：所述光源入射通道(10)的光轴分别和所述第一光电探测通道(11)、第二光电探测通道(12)、第三光电探测通道(13)以及所述第四光电探测通道(14)的光轴夹角为30°～60°。