CN103454256A - 近红外荧光扫描仪 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种近红外荧光扫描仪，包括：光源、分光片、聚焦镜、移动装置、定时单元、近红外探测器以及控制器，控制器触发定时单元计时控制试纸条的层析时间，在定时单元超时时触发移动装置移动试纸条，光源发出的近红外光聚焦后投影到带有近红外荧光标记的样品的试纸上并产生反射光，近红外探测器采集反射光并转换成电信号并发送给控制器，控制器通过此电信号分析样品中目标物的浓度，通过目标物的浓度可以判断样品呈阳性还是阴性，可以有效的提高诊断的灵敏度，并且能够对目标检测物浓度进行定量分析。

Description

近红外荧光扫描仪
技术领域
本发明涉及一种诊断仪器，尤其涉及一种近红外荧光扫描仪。
背景技术
免疫层析法是近几年来兴起的一种快速诊断技术，其原理是将特异的抗体先固定于特定试纸的某一带区域，当试纸侵入样品（尿液或血清）之后，样品中相应的抗原与该抗体发生特异性结合，利用胶体金显色技术可以使试纸显示一定的颜色，通过颜色可以判断样品是呈阴性还是阳性。
但是该技术存在缺陷：一是灵敏度低，若样品浓度较低则无法显色；二是无法定量分析。
发明内容
针对目前免疫层析法灵敏度低以及无法定量的缺陷，本发明提供一种近红外荧光扫描仪，可以有效提高诊断的灵敏度，并且能够进行定量分析。
一种近红外荧光扫描仪，包括：
光源、控制器、定时单元、分光片、聚焦镜、移动装置和近红外探测器；
光源用于提供近红外光；
定时单元用于对试纸条的层析时间进行计时；
分光片设置在所述光源的光路上，聚焦镜设置在分光片的分光光路上，分光片用于将光源的近红外光分光到聚焦镜上，聚焦镜用于对分光片的分光进行聚焦；
移动装置用于移动试纸条；
近红外探测器用于采集试纸条上的样品中的近红外荧光标记产生的反射光，将反射光转换成电信号并输出电信号；
控制器分别与光源、定时单元、移动装置和近红外探测器连接，用于控制光源发出近红外光，触发定时单元计时，在定时单元超时触发移动装置移动试纸条，并根据电信号分析样品中目标检测物的浓度矢量。
本发明提供的一种近红外荧光扫描仪，控制器触发定时单元计时控制试纸条的层析时间，在定时单元超时触发移动装置移动试纸条，光源发出的近红外光聚焦后投影到带有近红外荧光标记的样品的试纸上并产生反射光，近红外探测器采集反射光并转换成电信号并发送给控制器，控制器通过此电信号分析样品中目标物的浓度，通过目标物的浓度可以判断样品呈阳性还是阴性，可以有效的提高诊断的灵敏度，并且能够对目标检测物浓度进行定量分析，此外，定时单元能够自动控制试纸条的层析时间并能够自动启动移动装置，自动化程度较高。
附图说明
图1为本发明提供的一种近红外荧光扫描仪第一种实施例的结构示意图。
图2为本发明提供的一种近红外荧光扫描仪第二种实施例的结构示意图。
具体实施方式
下面参照附图来说明本发明的实施例。在本发明的一个附图或一种实施方式中描述的元素和特征可以与一个或者更多个其他附图或实施方式中示出的元素和特征相结合。应当注意，为了清楚目的，附图和说明中省略了与本发明无关的、本领域普通技术人员已知的部件和处理的表示和描述。
如附图1所示，本发明提供的近红外点荧光扫描仪第一种实施例的结构示意图，包括：
光源11、控制器12、定时单元13、分光片15、聚焦镜16、移动装置18和近红外探测器17；
光源11用于提供近红外光；
定时单元13用于对试纸条14的层析时间进行计时；
分光片15设置在光源11的光路上，聚焦镜16设置在分光片15的分光光路上，分光片15用于将光源11的近红外光分光到聚焦镜16上，聚焦镜16用于对分光片15的分光进行聚焦；
移动装置18用于移动试纸条14；
近红外探测器17用于采集试纸条14上的样品中的近红外荧光标记产生的反射光，将反射光转换成电信号并输出电信号；控制器12分别与光源11、定时单元13、移动装置18和近红外探测器17连接，用于控制光源11发出近红外光，触发定时单元13计时，在定时单元13超时时触发移动装置18移动试纸条24，并根据电信号分析样品中目标检测物的浓度矢量。
近红外光是介于可见光和中红外光之间的电磁波，波长在650-1500nm之间，此概念为本领域技术人员公知。
样品中的目标检测物用近红外光标记，目标检测物浓度通过反射光强度表征。
如图2所示，本发明提供的近红外荧光扫描仪第二种实施例的结构示意图。
移动装置包括步进电机27、丝杆28、底板29以及用于承载试纸条24的样品台210，步进电机27和样品台210设置在底板29上，步进电机27通过丝杆28与样品台210相连，控制器22通过控制步进电机27转动以控制样品台210和近红外探测器211产生水平方向上的位移。
定时单元23包括感应装置231和定时器232，感应装置231和定时器232均与控制器22相连，感应装置231用于感应试纸条24并向控制器22反馈感应信号；定时器232用于在收到控制器22根据感应信号发出的触发指令时，开始对试纸条24的层析时间进行计时。
可选地，定时单元23设置在样品台210上，感应装置231感应到试纸条24放入时，发送感应信号给控制器22，控制器22收到该信号后发出触发指令控制定时器232根据设定时间开始计时，在设定时间内试纸条24上的样品进行层析反应，在超时后控制器22产生一个中断触发步进电机27移动试纸条24，层析时间可以根据实际需要自行设定，到设定时间之后自动开启近红外探测器211，无需人为操作启动。
可选地，近红外荧光扫描仪还包括第一滤光片212，第一滤光片212设置在光源21与分光片25之间，经过滤光片212可以得到所需波长的近红外光。
可选地，近红外点荧光扫描仪还包括第二滤光片213，第二滤光片213设置在分光片25和近红外探测器211之间。
可选地，控制器22包括用于外接计算机进行数据传输的USB接口214。
可选地，控制器22还包括用于外接打印机的打印机接口215，外接打印机用于实时输出测量数据。
可选地，控制器22还包括用于与外部系统进行实时通信的网络端口216。
可选地，光源21与控制器22之间采用电缆连接。
控制器22包括：
触发控制单元221，分别与光源21、定时单元23和丝杆28连接，用于控制光源21发出近红外光，触发定时单元23计时，在定时单元23超时时触发移动装置移动试纸条24；
检测单元222，与近红外探测器211连接，用于根据接收到的电信号获得荧光矢量，通过荧光矢量和映射矩阵的换算关系得到目标检测物的浓度矢量。
以下进一步阐述本实施例的工作原理。
将样品中的目标物通过近红外标记技术进行近红外标记，之后将样品滴在试纸条24上，将试纸条24固定在样品台210上，感应装置231感应到试纸条时，向控制器22反馈感应信号；控制器22根据感应信号发出触发指令，定时器232在收到控制器22发出的触发指令时，开始对试纸条的层析时间进行计时，待超时后控制器控制步进电机27移动试纸条24，控制器22控制光源21发出近红外光，近红外光依次经过第一滤光片212、分光片25以及聚焦镜26之后打到试纸条7的近红外荧光标记处，产生反射光，反射光依次经过聚焦镜26、分光片25以及第二滤光片213之后由近红外探测器211接收，近红外探测器211将试纸条24在移动的过程中产生的反射光转换成电信号发送给控制器22，所述电信号为荧光脉冲，控制器22根据接收到的荧光脉冲进行分析得到目标检测物的荧光矢量，通过荧光矢量和映射矩阵的换算关系可得出试纸条24上的样品中目标物的浓度矢量，映射矩阵是通过大量的相关实验数据积累而得到的，根据目标物浓度矢量大小可以判断样品呈阴性还是阳性，目标物浓度矢量大小等数据可以通过外接的打印机输出显示。
本发明提供的一种近红外荧光扫描仪，控制器触发定时单元计时控制试纸条的层析时间，在定时单元超时触发移动装置移动试纸条，光源发出的近红外光聚焦后投影到带有近红外荧光标记的样品的试纸上并产生反射光，近红外探测器采集反射光并转换成电信号并发送给控制器，控制器通过此电信号分析样品中目标物的浓度，通过目标物的浓度可以判断样品呈阳性还是阴性，可以有效的提高诊断的灵敏度，并且能够对目标检测物浓度进行定量分析，此外，定时单元能够自动控制试纸条的层析时间并能够自动启动移动装置，自动化程度较高，并且能够对目标检测物浓度进行定量分析，从而可以为某些疾病的预警和快速检测、食品安全的现场把关以及进出口检验检疫提供技术保障。
虽然已经详细说明了本发明及其优点，但是应当理解在不超出由所附的权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下可以进行各种改变、替代和变换。而且，本申请的范围不仅限于说明书所描述的过程、设备、手段、方法和步骤的具体实施例。本领域内的普通技术人员从本发明的公开内容将容易理解，根据本发明可以使用执行与在此所述的相应实施例基本相同的功能或者获得与其基本相同的结果的、现有和将来要被开发的过程、设备、手段、方法或者步骤。因此，所附的权利要求旨在在它们的范围内包括这样的过程、设备、手段、方法或者步骤。

Claims (10)

1.一种近红外荧光扫描仪，其特征在于，所述近红外荧光扫描仪包括：
光源、控制器、定时单元、分光片、聚焦镜、移动装置和近红外探测器；
所述光源用于提供近红外光；
所述定时单元用于对试纸条的层析时间进行计时；
所述分光片设置在所述光源的光路上，所述聚焦镜设置在所述分光片的分光光路上，所述分光片用于将所述光源的近红外光分光到所述聚焦镜上，所述聚焦镜用于对所述分光片的分光进行聚焦；
所述移动装置用于移动所述试纸条；
所述近红外探测器用于采集试纸条上的样品中的近红外荧光标记产生的反射光，将反射光转换成电信号并输出电信号；
所述控制器分别与所述光源、所述定时单元、所述移动装置和所述近红外探测器连接，用于控制所述光源发出近红外光，触发所述定时单元计时，在所述定时单元超时时触发所述移动装置移动所述试纸条，并根据所述电信号分析所述样品中目标检测物的浓度矢量。
2.根据权利要求1所述的近红外荧光扫描仪，其特征在于，所述定时单元包括感应装置和定时器，所述感应装置和定时器均与所述控制器相连，所述感应装置用于感应试纸条并向所述控制器反馈感应信号；所述定时器用于在收到所述控制器根据所述感应信号发出的触发指令时，开始对试纸条的层析时间进行计时。
3.根据权利要求1所述的近红外荧光扫描仪，其特征在于，所述移动装置包括步进电机、丝杆、底板以及用于承载试纸条的样品台，所述步进电机和所述样品台设置在所述底板上，所述步进电机通过丝杆与样品台相连，所述控制器通过控制所述步进电机转动以控制样品台和近红外探测器产生水平方向上的位移。
4.根据权利要求1-3任一所述的近红外荧光扫描仪，其特征在于，所述近红外荧光扫描仪还包括第一滤光片，所述第一滤光片设置在所述光源与所述分光片之间。
5.根据权利要求1-3任一所述的近红外荧光扫描仪，其特征在于，所述近红外荧光扫描仪还包括第二滤光片，所述第二滤光片设置在所述分光片和所述近红外探测器之间。
6.根据权利要求1-3任一所述的近红外荧光扫描仪，其特征在于，所述控制器包括用于外接计算机进行数据传输的USB接口。
7.根据权利要求1-3任一所述的近红外荧光扫描仪，其特征在于，所述控制器还包括用于外接打印机的打印机接口。
8.根据权利要求1-3任一所述的近红外荧光扫描仪，其特征在于，所述控制器还包括用于与外部系统进行实时通信的网络端口。
9.根据权利要求1-3任一所述的近红外荧光扫描仪，其特征在于，所述光源与所述控制器之间采用电缆连接。
10.根据权利要求1-3任一所述的近红外荧光扫描仪，其特征在于，所述控制器包括：
触发控制单元，分别与所述光源、所述定时单元和所述移动装置连接，用于控制所述光源发出近红外光，触发所述定时单元计时，在所述定时单元超时时触发所述移动装置移动所述试纸条；
检测单元，与所述近红外探测器连接，用于根据接收到的所述电信号获得荧光矢量，通过荧光矢量和映射矩阵的换算关系得到目标检测物的浓度矢量。
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