CN104111330B - 上转换发光免疫层析分析仪及检测方法 - Google Patents

上转换发光免疫层析分析仪及检测方法 Download PDF

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Abstract

一种上转换发光免疫层析分析仪及检测方法，该分析仪包括光学系统、恒温系统、控制系统、试纸条和试纸条托架，本发明分析仪具有灵敏度高和稳定性好的特点，能快速、准确地进行生物免疫反应检测。

Description

上转换发光免疫层析分析仪及检测方法
技术领域
本发明属于生物免疫检测领域，特别是一种上转换发光免疫层析分析仪及检测方法。
背景技术
上转换发光免疫层析分析仪是一种以上转换磷光材料为标记物的生物免疫检测仪。长波长辐射通过特殊机制转换成短波长辐射称为上转换。具有上转换发光现象的材料被称为上转换磷光材料(Up-ConvertingPhosphor简称UCP)，UCP材料通过吸收两个或多个红外光子发出一个可见光子。将UCP材料制备成纳米级颗粒，并在其上标记生物分子，在免疫层析过程中，标记有生物分子的UCP颗粒通过免疫反应而被固定在固相载体表面，且在红外光激发下UCP颗粒发出可见磷光。通过对固相载体发出的磷光分布和强度的检测，便可实现对所滴加的生物样品中目标被检物浓度的测量。
在先技术中，上转换发光免疫层析分析仪所采用的技术方案，可参见中国科学院上海光学精密机械研究所刘蕾等人在2005年10月14日申请的发明专利“上转换磷光免疫层析试纸条检测系统”(申请号为200510030549.6)。上转换发光免疫层析分析仪通常由照明模块、成像模块、磷光图像接收器件、数据采集电路、控制系统组成。其中的照明模块包括一激发光源，在该激发光源的输出光路上依次是光纤束、准直透镜、分色镜、前镜组。激发光源是一半导体激光器，光纤束将激发光源发出的激发光分成有一定间距的两束光，以分别照明试纸条上的检测带和质控带。其中的成像模块由共光轴的前镜组、分色镜、滤光片和后镜组构成，图像接收器件为CCD，CCD的光敏面位于成像模块的像面上。其中的照明模块的光路在分色镜之前部分与其中的成像模块的光轴垂直，而其中的照明模块的光路在分色镜之后的部分与所述的成像模块共光轴。检测时，半导体激光器所发出的激发光经过光纤束后分为有一定间距的两束光，经分色镜反射并通过前镜组对光斑大小调整后照射在试纸条表面，两束激发光分别照明试纸条的检测带和质控带，激发出可见磷光。被激发出的可见磷光依次透过分色镜和滤光片去噪后由后镜组成像在一维CCD的光敏面上，从而使试纸条上的磷光分布由CCD光敏面上的像素大小分布体现。CCD将光信号转换为电信号，送入数据采集电路，采用求区域最大值法，求得两个有一定间隔的磷光强度峰值位置，分别取两峰值位置周围50个点求平均，作为两个功能带发射的磷光强度值。
上述在先技术的缺点是：
1.两个照明光斑的强度差异降低了检测结果的准确性。采用光纤束将半导体激光器所发出的激发光分为两束光分别照明试纸条的检测带和质控带，两束光的强度和均匀性差异导致检测带和质控带上得到的照明条件不同，从而降低了检测结果的准确性。
2.分色镜对磷光的吸收和反射降低了系统的检测灵敏度。照明模块与成像模块共光路，照明光线被共光路镜组和试纸条表面所反射的光进入磷光图像接收器件，增加系统的本底噪声，降低系统的信噪比。
3.功能带定位不准，导致检测结果不准确。在对临床实际样本的检测过程中，试纸条功能带的峰值呈无规则分布，一般不在功能带的中心，而且，功能带的形状和宽度不一，因此，取峰值位置周围50个点求平均，作为功能带发射的磷光强度值会降低检测结果的准确性。
发明内容
本发明的目的在于克服上述在先技术的不足，提供一种上转换发光免疫层析分析仪及检测方法，该分析仪具有灵敏度高和稳定性好的特点，能快速、准确地进行生物免疫反应检测。
本发明的技术解决方案如下：
一种上转换发光免疫层析分析仪，包括光学系统、恒温系统、控制系统、试纸条和试纸条托架，其特点在于：
所述的光学系统包括照明模块、成像模块、磷光图像接收器件和罩壳，所述的照明模块包括沿第一光轴的激发光源、聚焦镜组和匀光板，所述的第一光轴与所述的试纸条托架的表面的夹角是45度，所述的激发光源发出的激光束经所述的聚焦镜组和匀光板同时照射所述的试纸条表面的检测带和质控带，所述的成像模块包括在其第二光轴上依次的前镜组、滤光片和后镜组，所述的试纸条表面的功能带发出的磷光依次通过所述的前镜组、滤光片和后镜组成像在所述的磷光图像接收器件的光敏面上，所述的试纸条表面位于所述的成像模块的物面上，所述的磷光图像接收器件的光敏面位于所述的成像模块的像面上，所述的第二光轴与所述的试纸条托架表面垂直，所述的第二光轴与所述的第一光轴的夹角是45度，所述的磷光图像接收器件和恒温系统与所述的控制系统相连。
所述的磷光图像接收器件可以是CCD摄像机、CMOS摄像机或者光电二极管阵列，其将磷光信号转换成电信号送入所述的控制系统进行分析处理。
所述的罩壳是一个金属壳体，其将所述的照明模块、所述的成像模块和所述的磷光图像接收器件完全包裹在一个相对封闭的空间内，对外仅留有线缆出口。
所述的恒温系统包括温度采集模块和帕尔贴元件，所述的温度采集模块位于所述的罩壳内，主要测量所述的罩壳内的空间温度，所述的帕尔贴元件贴在所述的罩壳内表面上，根据所述的温度采集模块测得的罩壳内空间温度来控制罩壳的温度，从而实现对所述的光学系统的温度控制。
所述的控制系统包括微处理器模块、存储器模块和矩阵键盘模块，所述的温度采集模块的输入/输出接口与所述的微处理器模块的I/O口相连，所述的帕尔贴元件的制冷信号、制热信号与所述的微处理器模块的I/O口相连。所述的磷光图像接收器件的信号输出接口与所述的微处理器模块的I/O口相连，所述的磷光图像接收器件的命令通信接口与所述的微处理器的I/O口相连。所述的存储器模块的片选信号、时钟信号、数据输入、数据输出与所述的微处理器模块的I/O口相连。所述的矩阵键盘模块的行信号和列信号与所述的微处理器模块的I/O口相连。
工作时，将待测试纸条插入所述的试纸条托架内。所述的待测试纸条表面的检测带和质控带的几何位置中心位于所述的照明模块光轴与所述的成像模块光轴的交点。所述的试纸条托架表面与所述的标准试纸条表面平行，所述的试纸条托架长边与所述的标准试纸条长边平行，所述的试纸条托架的长边和所述的照明模块光轴与所述的成像模块光轴构成的平面垂直。
与所述的待测试纸条不同的是，所述的标准试纸条仅有检测带。上转换发光免疫层析分析仪现场校正时，将所述的标准试纸条插入所述的试纸条托架内。
所述的带校正功能和温度控制功能的上转换发光免疫层析分析仪检测方法具有以下特征：
1.上转换发光免疫层析分析仪出厂标定。
2.上转换发光免疫层析分析仪现场校正。
3.上转换发光免疫层析分析仪检测待测试纸条。
所述的上转换发光免疫层析分析仪出厂标定是指所述的控制系统启动所述的恒温系统将所述的光学系统的温度调节为Temp0，然后使用上转换发光免疫层析分析仪检测所述的标准试纸条，检测结果存入所述的存储器模块作为现场校正的基准值。所述的上转换发光免疫层析分析仪出厂标定步骤如下：
⑥开机，按下所述的矩阵键盘模块的“标定”按键，进入上转换发光免疫层析分析仪出厂标定界面；
⑦设置上转换发光免疫层析分析仪的标准温度Temp0、校正的基准值S0和标定允许偏差SD；
⑧所述的控制系统启动所述的恒温系统将所述的光学系统的温度调节为Temp0；
⑨插入标准试纸条，使用上转换发光免疫层析分析仪检测所述的标准试纸条得到检测带的值SB。
⑩如果|SB-S0|＞SD,调节磷光图像接收器件的增益系数GB，并回到步骤④继续检测；如果|SB-S0|≤SD，则将Temp0、SB和GB存入所述的存储器模块，上转换发光免疫层析分析仪出厂标定完成。
所述的上转换发光免疫层析分析仪现场校正步骤如下：
⑦开机，上转换发光免疫层析分析仪预热，使所述的光学系统的温度达到出厂标定的标准温度Temp0，系统就绪；
⑧插入标准试纸条，按下所述的矩阵键盘模块的“校正”按键，进入上转换发光免疫层析分析仪现场校正界面；
⑨所述的控制系统从所述的存储器模块中读取上转换发光免疫层析分析仪的出厂标定值SB、标定增益系数GB和标定允许偏差SD；
⑩所述的控制系统启动所述的磷光图像接收器件对所述的标准试纸条的磷光图像进行采集；
所述的控制系统采用图像边缘提取算法提取所述的标准试纸条的检测带区域；
对所述的检测带区域内信号进行积分得到SJ，将SJ与SB进行比较，根据比较结果对所述的磷光图像接收器件的增益系数GJ进行调节，将上转换发光免疫层析分析仪校正到所述的标定允许偏差SD范围内。
至此，上转换发光免疫层析分析仪现场校正完成，上转换发光免疫层析分析仪处于系统就绪状态，可以进行后续工作。
所述的上转换发光免疫层析分析仪检测待测试纸条步骤如下：
⑦开机，上转换发光免疫层析分析仪预热，使所述的光学系统的温度达到出厂标定的标准温度Temp0，系统就绪；
⑧插入待测试纸条，按下所述的矩阵键盘模块的“检测”按键，进入上转换发光免疫层析分析仪检测待测试纸条界面；
⑨所述的控制系统启动所述的磷光图像接收器件对所述的待测试纸条的磷光图像进行采集；
⑩所述的控制系统采用图像边缘提取算法提取所述的待测试纸条的检测带和质控带区域；
分别对所述的检测带和质控带区域内信号进行积分得到ST和SC，根据公式得到检测结果，将结果存入所述的存储器模块。
至此，上转换发光免疫层析分析仪检测待测试纸条完成，上转换发光免疫层析分析仪处于系统就绪状态，可以进行后续工作。
与在先技术相比，本发明具有以下技术效果：
1.使用光强度分布均匀的光束同时照射待测试纸条的检测带和质控带，使检测带和质控带得到相同的照明条件，提高了检测结果的准确性。
2.照明模块光轴与成像模块光轴的夹角是45度，照明光线的反射光不在成像模块光轴上，减小了入射到成像模块中的杂光，提高了系统的信噪比。
3.采用图像边缘提取算法提取试纸条的功能带区域，并对功能带区域内信号进行积分作为计算结果的参数，提高了检测结果的准确性。
4.采用标准试纸条将上转换发光免疫层析分析仪校正到出厂标定的允许偏差范围内，保证了上转换发光免疫层析分析仪的长期稳定性。
5.对上转换发光免疫层析分析仪内部光学系统的温度进行控制，减小温度变化对上转换发光免疫层析分析仪性能的影响，提高检测结果的稳定性，使上转换发光免疫层析分析仪适用于环境温度变化范围更大的场合。
附图说明
图1是本发明上转换发光免疫层析分析仪的结构示意图。
图2是本发明温度采集模块的电路原理图。
图3是本发明帕尔贴元件驱动电路原理图。
图4是本发明上转换发光免疫层析分析仪的控制系统结构框图。
图5是本发明采用的待测试纸条和标准试纸条结构示意图。
图6是本发明上转换发光免疫层析分析仪出厂标定过程流程图。
图7是本发明上转换发光免疫层析分析仪检测待测试纸条过程流程图。
图8是本发明上转换发光免疫层析分析仪现场校正过程流程图。
图9是本发明最佳阈值分割法流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明，但不应以此限制本发明的保护范围。
请参阅图1，图1是本发明上转换发光免疫层析分析仪的结构示意图，本发明上转换发光免疫层析分析仪包括光学系统、恒温系统7、控制系统8、试纸条9和试纸条托架10，
所述的光学系统包括照明模块、成像模块、磷光图像接收器件6和罩壳11。
所述的照明模块包括激发光源1、聚焦镜组2和匀光板12。所述的照明模块光轴O1与所述的试纸条托架10表面的夹角是45度，所述的激发光源1发出的激光束照射在聚焦镜组2上，所述的聚焦镜组2的出射光束入射到匀光板12上，所述的匀光板12的出射光束同时照射试纸条表面的功能带，激发出可见磷光。
所述的成像模块包括前镜组3、滤光片4和后镜组5。试纸条表面的功能带发出的磷光依次通过所述的成像模块中的前镜组3、滤光片4和后镜组5后，被成像在所述的磷光图像接收器件6的光敏面上。所述的磷光图像接收器件6是CCD摄像机、CMOS摄像机或者光电二极管阵列，其将磷光信号转换成电信号送入所述的控制系统8进行分析处理。所述的试纸条表面位于所述的成像模块的物面上，所述的磷光图像接收器件6的光敏面位于所述的成像模块的像面上，所述的成像模块光轴O2与所述的试纸条托架10表面垂直，所述的成像模块光轴O2与所述的照明模块光轴O1的夹角是45度。
所述的罩壳11是一个金属壳体，其将所述的照明模块、所述的成像模块和所述的磷光图像接收器件6完全包裹在一个相对封闭的空间内，对外仅留有线缆出口。
所述的恒温系统7包括温度采集模块和帕尔贴元件。所述的温度采集模块位于所述的罩壳11内，主要测量所述的罩壳11内的空间温度。所述的帕尔贴元件贴在所述的罩壳11内表面上，根据所述的温度采集模块测得的所述的罩壳11内空间温度来控制所述的罩壳11的温度，从而实现对所述的光学系统温度的控制。所述的上转换发光免疫层析分析仪开机后，所述的控制系统8采集所述的温度采集模块的温度信号并与标准温度Temp0进行比较，如果采集的温度信号与所述的标准温度Temp0之差高出温度控制允许偏差，则启动所述的帕尔贴元件的制冷功能；如果采集的温度信号与所述的标准温度Temp0之差低于温度控制允许偏差，则启动所述的帕尔贴元件的制热功能；如果采集的温度信号与所述的标准温度Temp0之差在温度控制允许偏差范围内，则所述的控制系统8将只监测温度，而不进行温度控制。在制冷或者制热的过程中，所述的控制系统8不断监测上转换发光免疫层析分析仪内温度的变化情况，当温差达到温度控制允许偏差范围后关闭所述的帕尔贴元件的制冷或者制热功能，然后继续监测温度。请参阅图2，图2是本发明温度采集模块的电路原理图，其中701是温度传感器，702是所述的温度传感器701的输入/输出端的上拉电阻，T-data是所述的温度传感器701的输入/输出信号。请参阅图3，图3是本发明帕尔贴元件驱动电路原理图，其中，703是帕尔贴元件，704和705分别是所述的帕尔贴元件703的制热端和制冷端的驱动管，706和707分别是所述的驱动管704和705的集电极电阻。Tc+和Tc-分别是驱动管704和705的控制端。
请参阅图4，图4是本发明上转换发光免疫层析分析仪的控制系统结构框图，其包括微处理器模块801、存储器模块802和矩阵键盘模块803。所述的温度采集模块的输入/输出端T-data与所述的微处理器模块的1个I/O口PE13相连，所述的帕尔贴元件的制热Tc+信号、制冷Tc-信号与所述的微处理器模块的2个I/O口PC10、PC11相连，所述的微处理器模块801通过Tc+和Tc-控制驱动管704和705的导通或截止，进而实现对所述的帕尔贴元件703的制热或制冷功能的控制。所述的磷光图像接收器件6的信号输出接口D0～D7与所述的微处理器模块801的8个I/O口PE0～PE7相连，所述的磷光图像接收器件6的命令通信接口SCL、SDA与所述的微处理器模块801的2个I/O口PB6、PB7相连。所述的存储器模块802的片选信号CS、时钟信号SCK、数据输出MISO、数据输入MOSI与所述的微处理器模块801的4个I/O口PD12、PB13、PB14、PB15相连。所述的矩阵键盘模块803的行信号H1～H4与所述的微处理器模块801的4个I/O口PD0～PD3相连，所述的矩阵键盘模块803的列信号L1～L4与所述的微处理器模块801的4个I/O口PA4～PA7相连。
请参阅图5，图5是本发明采用的待测试纸条和标准试纸条结构示意图。其中，91是标准试纸条，92是待测试纸条，901是质控带C，902是检测带T，903是样品垫，用于滴加待测样品。上转换发光免疫层析分析仪检测待测试纸条时，将所述的待测试纸条92插入所述的试纸条托架10内。所述的待测试纸条92表面检测带T和质控带C的几何位置中心位于所述的照明模块光轴O1与所述的成像模块光轴O2的交点O。所述的试纸条托架10表面与所述的标准试纸条91表面平行，所述的试纸条托架10长边与所述的标准试纸条91长边平行，所述的试纸条托架10的长边和所述的照明模块光轴O1与所述的成像模块光轴O2构成的平面垂直。
与所述的待测试纸条92不同的是，所述的标准试纸条91仅有检测带T，此检测带T具有中等强度值，即当所述的磷光图像接收器件的增益系数GB为其最大增益值的二分之一时，所述的标准试纸条91的检测带T区域内信号的灰度值为80～180。上转换发光免疫层析分析仪现场校正时，所述的标准试纸条91插入所述的试纸条托架10内。
所述的带校正功能和温度控制功能的上转换发光免疫层析分析仪检测方法具有以下特征：
1.上转换发光免疫层析分析仪出厂标定。
2.上转换发光免疫层析分析仪现场校正。
3.上转换发光免疫层析分析仪检测待测试纸条。
请参阅图6，图6是本发明上转换发光免疫层析分析仪出厂标定过程流程图。所述的出厂标定是指所述的控制系统8启动所述的恒温系统7将所述的光学系统的温度调节为Temp0，然后使用上转换发光免疫层析分析仪检测所述的标准试纸条91，检测结果存入所述的存储器模块802作为现场校正的基准值。所述的上转换发光免疫层析分析仪出厂标定步骤如下：
①开机，按下所述的矩阵键盘模块803的“标定”按键，进入上转换发光免疫层析分析仪出厂标定界面。
②设置上转换发光免疫层析分析仪的标准温度Temp0、校正的基准值S0和标定允许偏差SD。
③所述的控制系统8启动所述的恒温系统7将所述的光学系统的温度调节为Temp0。
④插入标准试纸条91，使用上转换发光免疫层析分析仪检测所述的标准试纸条91得到检测带的值SB。
⑤如果|SB-S0|＞SD,调节所述的磷光图像接收器件6的增益系数GB，并回到步骤④继续检测；如果|SB-S0|≤SD，则将Temp0、SB和GB存入所述的存储器模块802，上转换发光免疫层析分析仪出厂标定完成。
所述的上转换发光免疫层析分析仪现场校正步骤如下：
①开机，上转换发光免疫层析分析仪预热，使所述的光学系统的温度达到出厂标定的标准温度Temp0，系统就绪。
②插入标准试纸条91，按下所述的矩阵键盘模块803的“校正”按键，进入上转换发光免疫层析分析仪现场校正界面。
③所述的控制系统8从所述的存储器模块802中读取上转换发光免疫层析分析仪的出厂标定值SB、标定增益系数GB和标定允许偏差SD。
④所述的控制系统8启动所述的磷光图像接收器件6对所述的标准试纸条91的磷光图像进行采集。
⑤所述的控制系统8采用图像边缘提取算法提取所述的标准试纸条的检测带T区域。
⑥对所述的检测带T区域进行积分得到SJ，将SJ与SB进行比较，根据比较结果对所述的磷光图像接收器件6的增益系数GJ进行调节，将上转换发光免疫层析分析仪校正到所述的标定允许偏差SD范围内。
由于检测结果SJ与磷光图像接收器件的增益系数GJ呈线性关系，从而根据可得到磷光图像接收器件的校正增益系数GJ。
⑦至此，上转换发光免疫层析分析仪现场校正完成，上转换发光免疫层析分析仪处于系统就绪状态，可以进行后续工作。
所述的上转换发光免疫层析分析仪检测待测试纸条步骤如下：
①开机，上转换发光免疫层析分析仪预热，使所述的光学系统的温度达到出厂标定的标准温度Temp0，系统就绪。
②插入待测试纸条92，按下所述的矩阵键盘模块803的“检测”按键，进入上转换发光免疫层析分析仪检测待测试纸条界面。
③所述的控制系统8启动所述的磷光图像接收器件6对所述的待测试纸条92的磷光图像进行采集。
④所述的控制系统8采用图像边缘提取算法提取所述的待测试纸条的检测带T和质控带C区域。
⑤分别对所述的检测带T和质控带C区域内信号进行积分得到ST和SC，根据公式得到检测结果，将结果存入所述的存储器模块802。
⑥至此，上转换发光免疫层析分析仪检测所述的待测试纸条92完成，上转换发光免疫层析分析仪处于系统就绪状态，可以进行后续工作。
所述的图像边缘提取算法主要是探测图像的边缘，进而提取出目标区域的过程。首先，获取所述的试纸条的磷光图像数据，从所述的存储器模块802中读取新旧阈值的允许接近程度Allow；然后，采用最佳阈值分割法求得图像的最佳阈值Tk+1；最后，以最佳阈值Tk+1将图像分割为目标和背景两部分，从而实现所述的试纸条上功能带区域的提取。
最佳阈值分割法中，确定阈值是图像分割的关键，如果能确定合适的阈值就可以准确地将图像分割开来，分割的结果直接给出图像的目标区域。通过阈值分割处理，既增强了图像的目标与背景的对比，增强了目标边缘，又能准确提取目标区域。首先选择近似阈值T0作为估计值的初始值，然后进行分割，产生子图像，并根据子图像的特性来选取新的阈值，再用新的阈值分割图像，经过几次循环，使错误分割的图像像素点降到最少，这样做的效果好于用初始阈值直接分割图像的效果。本发明最佳阈值分割法的流程图请参阅图8，最佳阈值分割法步骤如下：
(1)选择初始阈值的估算值Tk，k＝0。
Tk＝(Zmin+Zmax)/2
式中，Zmin，Zmax分别表示图像中的最小和最大灰度值。
(2)利用阈值Tk把图像分割成两组，R1和R2，其中，
R1＝{f(x,y)|f(x,y)≥Tk}
R2＝{f(x,y)|0＜f(x,y)＜Tk}。
(3)计算区域R1和R2的均值Z1和Z2。
(4)选择新的阈值Tk+1：Tk+1＝(Z1+Z2)/2。
(5)根据UCP磷光图像的特点，设置合理的新旧阈值允许接近程度Allow，如果|Tk-Tk+1|＞Allow，则k＝k+1，转步骤(2)；如果|Tk-Tk+1|≤Allo，w则以Tk+1作为最佳阈值将图像分割为目标和背景两部分，最佳阈值分割结束。
针对本发明上转换发光免疫层析分析仪及检测方法开展了长时间工作特性试验，以及高、低温环境下的性能测试。
常温(18-28℃)下，使用上转换发光免疫层析分析仪对6种不同的待测试纸条进行了6组测试，每组测试的操作方法是：上转换发光免疫层析分析仪开机，约每隔1小时使用上转换发光免疫层析分析仪对所述的6种待测试纸条各进行一次检测，开机时间为8小时，总共检测8次，其中，第5次检测前使用所述的标准试纸条对上转换发光免疫层析分析仪进行了一次现场校正，检测数据列于表1。可以看出，常温下，上转换发光免疫层析分析仪在连续开机8个小时的时间内对同一待测试纸条的ST/SC的8次检测结果的CV均小于2％，其中，SD是标准偏差，AVE是平均值。所以，上转换发光免疫层析分析仪及检测方法的长时间工作的稳定性及重复性良好。
表1
使用温度试验箱对上转换发光免疫层析分析仪(以下简称“分析仪”)及检测方法进行温度试验，试验过程如表2所示。
表2
操作 试验箱温度℃ 备注
放入上转换发光免疫层析分析仪 室温
启动温度试验箱 室温→-10度 分析仪存储最低温度：-10℃
-10度 试验箱恒温2小时
升温 -10度→50度 分析仪存储最高温度：50℃
50度 试验箱恒温2小时
降温 50度→45度
上转换发光免疫层析分析仪开机 45度 试验箱恒温1小时
第1次检测，降温 45度→40度
40度 试验箱恒温1小时
第2次检测，降温 40度→35度
35度 试验箱恒温1小时
第3次检测，降温 35度→28度
28度 试验箱恒温1小时
第4次检测，降温 28度→20度
20度 试验箱恒温1小时
第5次检测，降温 20度→12度
12 试验箱恒温1小时
第6次检测，降温 12度→5度
5度 试验箱恒温1小时
第7次检测，分析仪关机 关闭温度试验箱
每次检测时，上转换发光免疫层析分析仪对所述的6种不同的待测试纸条各检测一次，检测完成后，试验箱开始降温，使试验箱内温度达到下一个温度点并恒温1小时，上转换发光免疫层析分析仪持续开机时间为8小时，总共检测7次。试验数据列于表3。由试验结果可知，上转换发光免疫层析分析仪在存储温度为-10℃～50℃，工作温度为+5℃～+45℃的情况下，其检测结果的ST/SC的CV<5％，说明上转换发光免疫层析分析仪及检测方法具有良好的温度稳定性和重复性。
表3

Claims (3)

1.一种上转换发光免疫层析分析仪的检测方法，该上转换发光免疫层析分析仪，包括光学系统、恒温系统(7)、控制系统(8)、试纸条(9)和试纸条托架(10)，所述的光学系统包括照明模块、成像模块、磷光图像接收器件(6)和罩壳(11)，所述的照明模块包括沿第一光轴(O1)的激发光源(1)、聚焦镜组(2)和匀光板(12)，所述的第一光轴(O1)与所述的试纸条托架(10)表面的夹角是45度，所述的激发光源(1)发出的激光束经所述的聚焦镜组(2)和匀光板(12)同时照射所述的试纸条(9)表面的检测带和质控带，所述的成像模块包括在其第二光轴(O2)上依次的前镜组(3)、滤光片(4)和后镜组(5)，所述的试纸条(9)表面的功能带发出的磷光依次通过所述的前镜组(3)、滤光片(4)和后镜组(5)成像在所述的磷光图像接收器件(6)的光敏面上，所述的试纸条(9)表面位于所述的成像模块的物面上，所述的磷光图像接收器件(6)的光敏面位于所述的成像模块的像面上，所述的第二光轴(O2)与所述的试纸条托架(10)表面垂直，所述的第二光轴(O2)与所述的第一光轴(O1)的夹角是45度，所述的控制系统(8)与所述的磷光图像接收器件(6)和恒温系统(7)相连；其特征在于，该检测方法包括下列步骤：
1)出厂标定，步骤如下：
①开机，按下矩阵键盘模块的“标定”按键，进入上转换发光免疫层析分析仪出厂标定界面；
②设置上转换发光免疫层析分析仪的标准温度Temp0、校正的基准值S0和标定允许偏差SD；
③所述的控制系统启动所述的恒温系统将所述的光学系统的温度调节为Temp0；
④插入标准试纸条，检测所述的标准试纸条得到检测带的值SB；
⑤如果|SB-S0|＞SD,调节磷光图像接收器件的增益系数GB，并回到步骤④继续检测；如果|SB-S0|≤SD，则将Temp0、SB和GB存入存储器模块，上转换发光免疫层析分析仪出厂标定完成；
2)现场校正；
3)检测待测试纸条。
2.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于所述的现场校正步骤如下：
①开机，上转换发光免疫层析分析仪预热，使所述的光学系统的温度达到出厂标定的标准温度Temp0，系统就绪；
②插入标准试纸条，按下矩阵键盘模块的“校正”按键，进入上转换发光免疫层析分析仪现场校正界面；
③所述的控制系统从存储器模块中读取上转换发光免疫层析分析仪的出厂标定值SB、标定增益系数GB和标定允许偏差SD；
④所述的控制系统启动所述的磷光图像接收器件对所述的标准试纸条的磷光图像进行采集；
⑤所述的控制系统采用图像边缘提取算法提取所述的标准试纸条的检测带区域；
⑥对所述的检测带区域内信号进行积分得到SJ，将SJ与SB进行比较，根据比较结果对所述的磷光图像接收器件的增益系数GJ进行调节，将上转换发光免疫层析分析仪校正到所述的标定允许偏差SD范围内。
3.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于所述的检测待测试纸条的步骤如下：
①开机，上转换发光免疫层析分析仪预热，使所述的光学系统的温度达到出厂标定的标准温度Temp0，系统就绪；
②插入待测试纸条，按下矩阵键盘模块的“检测”按键，进入上转换发光免疫层析分析仪检测待测试纸条界面；
③所述的控制系统启动所述的磷光图像接收器件对所述的待测试纸条的磷光图像进行采集；
④所述的控制系统采用图像边缘提取算法提取所述的待测试纸条的检测带和质控带区域；
⑤分别对所述的检测带和质控带区域内信号进行积分得到ST和SC，根据公式得到检测结果，将结果存入存储器模块；
⑥至此，上转换发光免疫层析分析仪检测待测试纸条完成，上转换发光免疫层析分析仪处于系统就绪状态，可以进行后续工作。
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