CN103234960A - 用于微孔板式化学发光分析仪的计量标准板及使用方法 - Google Patents

Abstract

一种用于微孔板式化学发光分析仪的计量标准板，包括载荷板，载荷板上开设有均匀分布的承载孔，其中：还包括固定在承载孔中的标准光具，由光源部件和光具支架组成的标准光具的腔体中包括同轴向顺序安装的氚光源、光衰减片、干涉滤光片和中性透射比滤光片。可以灵活地为计量标准板更换各种类型的滤光片，实现各种参数的准确采集。使得检定校准的参数准确、标准，使得仪器的检测数据可靠，数据之间具有高度的可比性。还包括计量标准板的使用方法。

Description

用于微孔板式化学发光分析仪的计量标准板及使用方法

技术领域

本发明涉及一种计量装置和使用方法，特别是涉及一种用于微孔板式化学发光分析仪的计量装置和使用方法。

背景技术

化学发光是物质在进行化学反应过程中伴随的一种光辐射现象，可以分为直接发光和间接发光。直接化学发光是A、B两种物质发生化学反应生成C物质的过程中，反应释放的能量被C物质的分子吸收并使得C分子跃迁至激发态C*，处于激发的C*分子在回到基态的过程中产生光辐射。间接化学发光又称能量转移化学发光，反应物A和B首先反应生成产物C，反应过程中释放的能量被C物质的分子吸收并使得C分子跃迁至激发态C*，当C*分子返回基态过程中释放出能量转移给能量受体F，并使F被激发而跃迁至激发态F*，当F*跃迁回基态时，产生光辐射形成间接化学发光。

化学发光分析仪是利用化学发光现象进行物质定性和定量分析的仪器，它具有背景干扰小、灵敏度高的特点。根据仪器设计的不同，化学发光分析仪可以分为封闭式仪器和开放式仪器两种。

开放式的仪器可分为单管式化学发光分析仪和微孔板式化学发光分析仪，都可以使用第三方提供的化学发光检测试剂盒或自行设计化学发光分析方法实现对特定物质的分析。分析成本低廉，因此在国内市场具有一定的占有率。

其中微孔板化学发光分析仪检测结果的准确与否与仪器的计量性能密切相关，这些计量性能包括准确度、灵敏度、重复性、孔间差异等指标，这些计量性能指标的确认和校准必须通过计量标准来实现。由于微孔板式发光分析仪近年来刚刚在市场上普及，计量标准研制相对滞后，也没有制定相应的仪器检定规程或校准规范，无法进行仪器的检定或校准，仪器分析测量结果的质量难以保证，研制微孔板化学发光分析仪的计量标准成为当务之急。

目前一些单位也研制过微孔板化学发光分析仪的计量标准板或标准器，这些计量标准板通常采用LED作为光源，然而LED的发光强度随着使用时间的增加会发生“光衰”现象，同时其发光强度会受到供电电压波动的影响，稳定性不高；供电单元的存在，也增加了系统的复杂性并且需要定期维护，给使用者带来不便。因此，急需一种高稳定性、免维护、易操作的微孔板式化学发光分析仪计量标准板弥补上述缺陷。

利用放射性材料的稳定半衰期，激发荧光材料发光获取光源，是获得稳定光源的可能途径。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于微孔板式化学发光分析仪的计量标准板，解决微孔板式化学发光分析仪检测结果的准确度低，不同检测过程中数据误差较大，设备的基础数据参数不易校准的技术问题。

本发明的另一个目的是提供利用上述计量标准板的仪器测定方法，提高测定基础数据参数的准确度和减小误差。

本发明的用于微孔板式化学发光分析仪的计量标准板，包括载荷板，载荷板上开设有均匀分布的承载孔，其中：还包括固定在承载孔中的标准光具，由光源部件和光具支架组成的标准光具的腔体中包括同轴向顺序安装的氚光源、光衰减片、干涉滤光片和中性透射比滤光片。

所述光源部件包括氚光源、光衰减片、干涉滤光片、固定卡环和光源底座，光源底座为一端封闭的圆管，圆管的腔体底部放置有氚光源，紧贴氚光源上端，自下向上设置有直径与光源底座侧壁内径相同，与光源底座同轴向的光衰减片和干涉滤光片，在干涉滤光片的上端面沿圆管内侧壁设置有固定卡环，固定卡环将氚光源、光衰减片、干涉滤光片固定在光源底座的底部。

所述光具支架包括支架和中性透射比滤光片，支架为一圆管，圆管侧壁的上部外径大于侧壁的下部外径，支架的侧壁内径与光源底座的侧壁外径相同，支架的内侧壁上固定有与支架同轴向的中性透射比滤光片。

所述光源底座的外侧壁上设置有外螺纹，支架的内侧壁上设置有内螺纹。

所述中性透射比滤光片的透射比为100%，或70%，或50%，或30%。

所述干涉滤光片的干涉波长为405nm，或425nm，或620nm。

根据所述的用于微孔板式化学发光分析仪的计量标准板进行待测仪器计量性能指标测定的方法，包括以下步骤：

步骤一，选择包含与待测仪器敏感波长相应的干涉滤光片的光源部件，与包含透射比为100%的中性透射比滤光片的光具支架，组合在一起形成标准光具，通过载荷板固定，使用微孔板化学发光分析仪测定此时的完全发光强度I₀；

步骤二，选择一个包括其他透射比的中性透射比滤光片的光具支架，与光源部件组合在一起形成标准光具，通过载荷板固定，使用微孔板化学发光分析仪测定此时的透射发光强度I；比较完全发光强度I₀和透射发光强度I，求得实际透射比T；

步骤三，更换不同透射比的中性透射比滤光片的光具支架，重复步骤二；

步骤四，通过各中性透射比滤光片的实际透射比T和相应中性透射比滤光片的透射比标准值T_S比较，求得待测仪器的准确度。

根据所述的用于微孔板式化学发光分析仪的计量标准板进行待测仪器计量性能指标测定的方法，包括以下步骤：

步骤一，选择包含与待测仪器敏感波长相应的干涉滤光片的光源部件，与包含透射比为100%的中性透射比滤光片的光具支架，组合在一起形成标准光具，通过载荷板固定，使用微孔板化学发光分析仪测定此时的完全发光强度I₀；

步骤二，重复五次步骤一，求得完全发光强度I₀的平均值，计算平均值的相对标准偏差作为仪器重复性的表征参数。

根据所述的用于微孔板式化学发光分析仪的计量标准板进行待测仪器计量性能指标测定的方法，包括以下步骤：

步骤一，选择包含与待测仪器敏感波长相应的干涉滤光片的光源部件21，与包含透射比为100%的中性透射比滤光片的光具支架，组合在一起形成标准光具，通过载荷板固定，使用微孔板化学发光分析仪测定此时的完全发光强度I₀；

步骤二，移除标准光具的光源部件，使用单管式化学发光分析仪测定标准光具的光具支架的背景信号I_N，与完全发光强度I₀比较，求得待测仪器仪器灵敏度的信噪比。

根据所述的用于微孔板式化学发光分析仪的计量标准板进行待测仪器计量性能指标测定的方法，包括以下步骤：

步骤一，选择包含与待测仪器敏感波长相应的干涉滤光片的光源部件，与包含透射比为100%的中性透射比滤光片的光具支架，组合在一起形成标准光具，分别在载荷板上各行通道上任意选择不相邻的三个承载孔放置标准光具；

步骤二，每个标准光具分别测定3次完全发光强度I_0，取平均值，以8个通道各3个标准光具测定结果的平均值相对偏差作为通道差异值。

本发明的计量标准板，采用模块化结构，其中光源稳定，不易受到电路布线、电源质量和电磁兼容等因素的影响，光源强度在较长的使用周期内都可以保持线性稳定，作为基准光源可靠；根据基准参数的采集过程，可以灵活地为计量标准板更换各种类型的滤光片，实现各种参数的准确采集。使得检定校准的参数准确、标准，使得仪器的检测数据可靠，数据之间具有高度的可比性。利用本发明的计量标准板实现的测定方法，可以大幅提高微孔板式化学发光分析仪的分析准确度，减小测定误差。

下面结合附图对本发明的实施例作进一步说明。

附图说明

图1为本发明用于微孔板式化学发光分析仪的计量标准板的结构示意图；

图2为本发明用于微孔板式化学发光分析仪的计量标准板实施例中标准光具光源部件的主视剖视图；

图3为本发明用于微孔板式化学发光分析仪的计量标准板实施例中标准光具光具支架的主视剖视图。

具体实施方式

如图1、图2和图3所示，计量标准板包括载荷板1和标准光具2，载荷板1上开设有均匀分布的承载孔11，标准光具2插入承载孔11中固定。

载荷板1用于承载若干数量的标准光具2，标准光具2用于作为微孔板式化学发光分析仪计量性能的评价基准。

载荷板1可以选用现有的酶标板，如规格为8行，每行12个承载孔11的酶标板。

标准光具2的腔体中包括同轴向顺序安装的氚光源211、光衰减片212、干涉滤光片213和中性透射比滤光片222。

标准光具2由光源部件21和光具支架22组成。

如图2所示，光源部件21包括氚光源211、光衰减片212、干涉滤光片213、固定卡环214和光源底座215，光源底座215为一端封闭的圆管，圆管的腔体底部放置有氚光源211，紧贴氚光源211上端，自下向上设置有直径与光源底座215侧壁内径相同，且与光源底座215同轴向的光衰减片212和干涉滤光片213，在干涉滤光片213的上端面沿圆管内侧壁设置有固定卡环214，其将氚光源211、光衰减片212、干涉滤光片213固定在光源底座215的底部。

光源底座215的外侧壁上设置有外螺纹216。

如图3所示，光具支架22包括支架221和中性透射比滤光片222，支架221为一圆管，圆管侧壁的上部外径大于侧壁的下部外径，支架221的侧壁内径与光源底座215的侧壁外径相同，支架221的内侧壁上设置有内螺纹223。

支架221的内侧壁上固定有与支架221同轴向的中性透射比滤光片222。

中性透射比滤光片222的透射比为100%、70%、50%、30%或其他透射比。可以采用不使用滤光片的方式代替100%透射比的滤光片以降低成本。

使用中，将光源部件21和光具支架22通过相应的内螺纹223和外螺纹216结合形成一体，插入相应的承载孔11中，形成计量标准板。

氚光源211中包括固体氚盐或氚气，氚是一种放射性元素，半衰期为约为12年。在衰变过程中，释放出β射线，激发荧光物质或含磷物质，发出荧光或磷光。氚光源无需电源供电，发光强度不受供电状态的干扰；氚的半衰期长，在进行计量性能指标测试的几个小时过程中，发光强度基本保持不变，稳定性很高。氚光源211由于不使用电源供电，简化了装置设计，降低了维护和使用成本。

虽然氚光源的亮度只有零点几个尼特，但是于微孔板化学发光分析仪往往采用单光子光电倍增管，灵敏度很高，因此通过光衰减片212衰减氚光源发出的光，可以避免直接导致单光子光电倍增管过载。利用干涉原理，干涉滤光片213只使特定光谱范围的光通过，通过干涉滤光片213的波长与氚光源的主要发射波长及检测器的敏感波长一致。氚光源发出的光的亮度经光衰减片212和干涉滤光片213后衰减至单光子光电倍增管的最佳检测范围。

组合不同的光源部件21和光具支架22可以形成各种基础参数的标准光具2。

利用本发明的计量标准板可以形成不同的计量性能指标测定方法。

第一种，进行微孔板式化学发光分析仪准确度评价时，首先根据待检仪器的敏感波长选择带有合适干涉滤光片213（如405nm、425nm、620nm等）的光源部件21与包含透射比为100%的中性透射比滤光片222的光具支架22，组合在一起形成标准光具2。将标准光具2放置在96孔酶标板架上，使用微孔板化学发光分析仪测定此时的完全发光强度I₀；

然后将光源部件21和包含不同透射比的中性透射比滤光片222（如70%、50%、30%等）的光具支架22组合在一起形成标准光具2，放置在96孔酶标板架上并且使用微孔板化学发光分析仪测定透射发光强度I，根据下面的公式计算实际透射比T，并且与各中性透射比滤光片222的透射比标准值T_S进行比较，比较差值△T作为仪器准确度的表征。

$T=\frac{I}{I_0}---\left(1\right)$

ΔT=T-T_S    (2)

第二种，进行仪器重复性评价时，首先根据待检仪器的敏感波长选择带有合适的干涉滤光片213（如405nm、425nm、620nm等）的光源部件21，与包含透射比为100%的中性透射比滤光片222的光具支架22，组合在一起形成标准光具2。将标准光具2放置在96孔酶标板架上，使用微孔板化学发光分析仪测定此时的完全发光强度I₀，重复测定6次，计算测定结果的平均值，计算平均值的相对标准偏差，作为仪器重复性的表征参数。

第三种，进行仪器灵敏度评价时，首先根据待检仪器的敏感波长选择带有合适的干涉滤光片213（如405nm、425nm、620nm等）的光源部件21，与包含透射比为100%的中性透射比滤光片222的光具支架22，组合在一起形成标准光具2。将标准光具2放置在96孔酶标板架上，使用微孔板化学发光分析仪测定此时的完全发光强度I₀，然后移除标准光具2的光源部件21，使用单管式化学发光分析仪测定标准光具2的光具支架22的背景信号I_N，根据下面的公式计算信噪比R，作为微孔板化学发光分析仪灵敏度的表征。

R=I₀/I_N  (3)

第四种，进行通道差异评价时，首先根据待检仪器的敏感波长选择带有合适的干涉滤光片213（如405nm、425nm、620nm等）的光源部件21，与包含透射比为100%的中性透射比滤光片222的光具支架22，组合在一起形成标准光具2。分别在载荷板1上各行通道上任意选择不相邻的三个承载孔11放置标准光具2，每个标准光具2分别测定3次完全发光强度I_0，取平均值，以8个通道各3个标准光具2测定结果的平均值相对标准偏差作为通道差异的表征。

以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种用于微孔板式化学发光分析仪的计量标准板，包括载荷板（1），载荷板（1）上开设有均匀分布的承载孔（11），其特征在于：还包括固定在承载孔（11）中的标准光具（2），由光源部件（21）和光具支架（22）组成的标准光具（2）的腔体中包括同轴向顺序安装的氚光源（211）、光衰减片（212）、干涉滤光片（213）和中性透射比滤光片（222）。

2.根据权利要求1所述的用于微孔板式化学发光分析仪的计量标准板，其特征在于：所述光源部件（21）包括氚光源（211）、光衰减片（212）、干涉滤光片（213）、固定卡环（214）和光源底座（215），光源底座（215）为一端封闭的圆管，圆管的腔体底部放置有氚光源（211），紧贴氚光源（211）上端，自下向上设置有直径与光源底座（215）侧壁内径相同，与光源底座（215）同轴向的光衰减片（212）和干涉滤光片（213），在干涉滤光片（213）的上端面沿圆管内侧壁设置有固定卡环（214），固定卡环（214）将氚光源（211）、光衰减片（212）、干涉滤光片（213）固定在光源底座（215）的底部。

3.根据权利要求2所述的用于微孔板式化学发光分析仪的计量标准板，其特征在于：所述光具支架（22）包括支架（221）和中性透射比滤光片（222），支架（221）为一圆管，圆管侧壁的上部外径大于侧壁的下部外径，支架（221）的侧壁内径与光源底座（215）的侧壁外径相同，支架（221）的内侧壁上固定有与支架（221）同轴向的中性透射比滤光片（222）。

4.根据权利要求3所述的用于微孔板式化学发光分析仪的计量标准板，其特征在于：所述光源底座（215）的外侧壁上设置有外螺纹（216），支架（221）的内侧壁上设置有内螺纹（223）。

5.根据权利要求4所述的用于微孔板式化学发光分析仪的计量标准板，其特征在于：所述中性透射比滤光片（222）的透射比为100%，或70%，或50%，或30%。

6.根据权利要求5所述的用于微孔板式化学发光分析仪的计量标准板，其特征在于：所述干涉滤光片（213）的干涉波长为405nm，或425nm，或620nm。

7.根据权利要求1至6任一所述的用于微孔板式化学发光分析仪的计量标准板进行待测仪器计量性能指标测定的方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤一，选择包含与待测仪器敏感波长相应的干涉滤光片的光源部件（21），与包含透射比为100%的中性透射比滤光片（222）的光具支架（22），组合在一起形成标准光具（2），通过载荷板（1）固定，使用微孔板化学发光分析仪测定此时的完全发光强度I₀；

步骤二，选择一个包括其他透射比的中性透射比滤光片（222）的光具支架（22），与光源部件（21）组合在一起形成标准光具（2），通过载荷板（1）固定，使用微孔板化学发光分析仪测定此时的透射发光强度I；比较完全发光强度I₀和透射发光强度I，求得实际透射比T；

步骤三，更换不同透射比的中性透射比滤光片（222）的光具支架（22），重复步骤二；

步骤四，通过各中性透射比滤光片（222）的实际透射比T和相应中性透射比滤光片（222）的透射比标准值T_S比较，求得待测仪器的准确度。

8.根据权利要求1至6任一所述的用于微孔板式化学发光分析仪的计量标准板进行待测仪器计量性能指标测定的方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤一，选择包含与待测仪器敏感波长相应的干涉滤光片的光源部件（21），与包含透射比为100%的中性透射比滤光片（222）的光具支架（22），组合在一起形成标准光具（2），通过载荷板（1）固定，使用微孔板化学发光分析仪测定此时的完全发光强度I₀；

步骤二，重复五次步骤一，求得完全发光强度I₀的平均值，计算平均值的相对标准偏差作为仪器重复性的表征参数。

9.根据权利要求1至6任一所述的用于微孔板式化学发光分析仪的计量标准板进行待测仪器计量性能指标测定的方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤一，选择包含与待测仪器敏感波长相应的干涉滤光片的光源部件21，与包含透射比为100%的中性透射比滤光片（222）的光具支架（22），组合在一起形成标准光具（2），通过载荷板（1）固定，使用微孔板化学发光分析仪测定此时的完全发光强度I₀；

步骤二，移除标准光具（2）的光源部件（21），使用单管式化学发光分析仪测定标准光具（2）的光具支架（22）的背景信号I_N，与完全发光强度I₀比较，求得待测仪器仪器灵敏度的信噪比。

10.根据权利要求1至6任一所述的用于微孔板式化学发光分析仪的计量标准板进行待测仪器计量性能指标测定的方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤一，选择包含与待测仪器敏感波长相应的干涉滤光片的光源部件（21），与包含透射比为100%的中性透射比滤光片（222）的光具支架（22），组合在一起形成标准光具（2），分别在载荷板（1）上各行通道上任意选择不相邻的三个承载孔（11）放置标准光具（2）；

步骤二，每个标准光具（2）分别测定3次完全发光强度I_0，取平均值，以8个通道各3个标准光具（2）测定结果的平均值相对标准偏差作为通道差异值。

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