CN104655599A - 荧光试纸、荧光激发装置以及可携式荧光分析系统 - Google Patents

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Abstract

一种可携式荧光分析系统包含一荧光试纸、一荧光激发装置以及一移动上网装置。荧光试纸包含一荧光探针，用以检测一检体中的一待测成分。荧光激发装置包含一套筒以及一激发光源模块。套筒具有相对的一第一开口以及一第二开口，其中，荧光试纸设置于于套筒的第二开口端。激发光源模块设置于套筒的第二开口侧，用以提供一激发光以激发荧光探针产生一荧光。移动上网装置包含一影像撷取模块，并经由套筒的第一开口撷取荧光试纸的一荧光影像，并分析荧光影像的一荧光强度以判断待测成分的含量。上述的系统可应用于重点照护检验。

Description

荧光试纸、荧光激发装置以及可携式荧光分析系统
【技术领域】
本发明是有关一种可携式荧光分析系统，特别是一种利用移动上网装置撷取荧光影像的荧光试纸、荧光激发装置以及可携式荧光分析系统。
【背景技术】
临床相关应用的纸质分析装置已广泛地开发出来，例如借由比色或荧光信号来监测特定抗原、抗体或核酸等。比色分析会受限于特定的化学反应。而荧光探针的灵敏度以及储存便利性虽然皆优于比色分析(例如酶反应分析)，然而，荧光分析需要昂贵或复杂的光学仪器。因此，荧光分析无法有效推广至重点照护检验(Point of care testing，POCT)的领域。重点照护检验并非在传统的检验室中进行，而是在靠近患者处进行检验，例如在诊疗室、急诊室、病房或居家环境进行检验，因此，重点照护检验的基本需求即经济、快速以及简便。
综上所述，提供一种可携式荧光分析系统便是目前极需努力的目标。
【发明内容】
本发明提供一种荧光试纸、荧光激发装置以及可携式荧光分析系统，其是将荧光激发装置安装于移动上网装置(Mobile Internet Device)，例如智慧型移动电话、平板电脑，并利用移动上网装置撷取荧光试纸的荧光影像进行分析。因此，本发明的可携式荧光分析系统可达到经济、快速以及简便的目的，并适用于重点照护检验。
本发明一实施例的可携式荧光分析系统包含一荧光试纸、一荧光激发装置以及一移动上网装置。荧光试纸包含至少一检测区，其中，检测区包含一荧光探针，用以检测一检体中的一待测成分。荧光激发装置包含一套筒以及一激发光源模块。套筒为不透光，且具有相对的一第一开口以及一第二开口，其中，荧光试纸设置于套筒的第二开口端。激发光源模块设置于套筒的第二开口侧，用以提供一激发光照射荧光试纸的检测区，以激发荧光探针产生一荧光。移动上网装置包含一影像撷取模块，并设置于套筒的第一开口端。移动上网装置的影像撷取模块经由套筒的第一开口撷取检测区的一荧光影像，并分析荧光影像的一荧光强度以判断待测成分的含量。
本发明另一实施例的荧光激发装置是与一荧光试纸以及一移动上网装置组成一可携式荧光分析系统，其中，荧光试纸包含至少一检测区，且检测区包含一荧光探针，用以检测一检体中的一待测成分；移动上网装置包含一影像撷取模块。荧光激发装置包含一套筒以及一激发光源模块。套筒为不透光，且具有相对的一第一开口以及一第二开口，其中，荧光试纸设置于套筒的第二开口端。激发光源模块设置于套筒的第二开口侧，用以提供一激发光照射检测区，以激发荧光探针产生一荧光，其中，移动上网装置的影像撷取模块经由套筒的第一开口撷取检测区的一荧光影像，并分析荧光影像的一荧光强度以判断待测成分的含量。
本发明又一实施例的荧光试纸是与一荧光激发装置以及一移动上网装置组成一可携式荧光分析系统，其中，移动上网装置包含一影像撷取模块。荧光试纸包含至少一检测区以及一对焦区城。检测区包含一荧光探针，其中，荧光探针用以与一检体中的一待测成分键结或吸附后，可被荧光激发装置所发出的一激发光，激发产生一荧光，以供移动上网装置的影像撷取模块撷取检测区的一荧光影像，并分析荧光影像的一荧光强度以判断一检体中的一待测成分的含量。对焦区域则用以辅助移动上网装置撷取准焦的荧光影像。
以下借由具体实施例配合所附的图式详加说明，当更容易了解本发明的目的、技术内容、特点及其所达成的功效。
【附图说明】
图1为一示意图，显示本发明一实施例的可携式荧光分析系统。
图2a以及图2b为一示意图，显示本发明一实施例的可携式荧光分析系统的荧光试纸。
图3以及图4为一示意图，显示本发明另一实施例的可携式荧光分析系统。
图5a以及图5b为一示意图，显示本发明又一实施例的可携式荧光分析系统。
【符号说明】
10 荧光激发装置
11 套筒
11a、11b 套筒
111 第一开口
112 第二开口
12 固定件
13 激发光源模块
131、132 发光二极管
133 蓝牙模块
14 滤光片
15 转接座
20 荧光试纸
21 检测区
22 开孔
23 对焦图案
24 对照区
30 移动上网装置
31 影像撷取模块
【具体实施方式】
请参照图1，本发明的一实施例的可携式荧光分析系统包含：一荧光试纸20、一荧光激发装置10以及一移动上网装置30。荧光试纸20包含至少一检测区21，如图2a以及图2b所示，检测区21内固定有一荧光探针，用以检测检体中的一待测成分，例如抗原、抗体、核酸等。需注意者，同一荧光试纸20可包含单一检测区21，如图2b所示，亦可包含多个检测区21，如图2a所示。于一实施例中，包含多个检测区21的荧光试纸20中任一检测区21所包含的荧光探针可与另一检测区21的荧光探针相同或相异。举例而言，若多个检测区21中包含相同的荧光探针，则此荧光试纸20即可同时检测多个检体中相同的待测成分，或是单一检体的重复检测；若多个检测区21中包含不同的荧光探针，则此荧光试纸20可同时单一检体中的多种待测成分。利用纸基材进行荧光检测可由现有的荧光检测技术加以实现，在此不再详述。
荧光激发装置10包含一套筒11以及一激发光源模块13。套筒11可为不透光材质，或是以适当方式阻挡外部光线进入套筒11之内部。套筒11具有相对的一第一开口111以及一第二开口112。于一实施例中，荧光试纸20可直接设置于套筒11的第二开口112端。或者，荧光激发装置10可包含一固定件12，其设置于套筒11的第二开口112端。固定件12可用以固定荧光试纸20，而固定件12固定荧光试纸20的方式并不加以限制。举例而言，可于套筒11的第二开口112端设置一导槽，荧光试纸20直接插入导槽即可；或者，可先将荧光试纸20以一卡匣夹持后，再插入导槽。激发光源模块13设置于套筒11第二开口112侧。激发光源模块13可提供一激发光照射荧光试纸20的检测区21，以激发检测区21内的荧光探针产生一荧光。于一实施例中，激发光源模块13包含一或多个发光二极管131，而每一检测区21对应至少一发光二极管。于一实施例中，激发光可为一紫外光，荧光则为可见光。于图1所示的实施例中，激发光源模块13是与移动上网装置30相对设置，亦即荧光试纸20是设置于激发光源模块13以及移动上网装置30之间，但不限于此，在不妨碍移动上网装置30撷取影像的情况下，激发光源模块13以及移动上网装置30亦可设置于荧光试纸20的相同侧。
移动上网装置30包含一影像撷取模块31。举例而言，移动上网装置30可为一智慧型移动电话或平板电脑。移动上网装置30的影像撷取模块31对正于套筒11的第一开口111端设置，即可经由第一开口111撷取检测区21的荧光探针所发出的荧光，并形成一荧光影像。分析荧光影像的一荧光强度即可判断待测成分的含量。举例而言，可事先制作已知待测成分含量与荧光强度相关的曲线图，之后即可将测得的荧光强度对照该曲线图以得知待测成分的含量。需注意者，待测成分的含量以及荧光强度的相关性可为正相关或负相关，亦即待测成分的含量越高，荧光强度可能愈高或愈低。于一实施例中，可仅针对荧光中特定波长范围的光强度进行分析。举例而言，荧光可能包含红光、绿光、蓝光等不同波长范围的光线，而待测成分的含量可能仅与红光具有显著的相关性。因此，后续可仅针对红光波长范围的光强度进行分析。
于一实施例中，荧光影像的荧光强度可借由安装于移动上网装置30影像处理软件加以分析，但不限于此，例如在移动上网装置30中设计相关影像处理硬件亦可实现相同的目的。为了降低移动上网装置30的运算负荷，移动上网装置30亦可将所撷取的荧光影像传送至一主机(例如桌上型电脑或远端服务器)进行分析。
一般而言，激发光以及荧光为不同波长范围的光线。请再参照图1，为了避免激发光源模块13所发出的激发光影响移动上网装置30的影像撷取模块31撷取影像，可设置一滤光片14于套筒11的第一开口111端。滤光片14滤除激发光波长范围的光线，而仅让荧光通过，以避免激发光干扰影像撷取，进而干扰分析结果。如前所述，待测成分的含量可能仅与荧光中特定波长范围的光线具有显著的相关性，因此，滤光片14亦可同时滤除激发光以及荧光中特定波长范围以外的光线，如此可减少后续影像处理的运算负荷。
于一实施例中，套筒11的一内侧表面可具有一吸光层(未图示)。吸光层用以吸收激发光源模块13所发出的激发光及/或荧光试纸20所发出的荧光，如此可减少套筒11之内侧表面所反射的光线，进而提升荧光影像的品质。
一般而言，移动上网装置30的影像撷取模块31于近距离拍摄时有不易对焦的问题。请参照图2a以及图2b，为了易于对焦，可在荧光试纸20设置一对焦区域，举例而言对焦区域包含一对焦图案23，其可辅助移动上网装置30对焦，以撷取准焦的荧光影像。举例而言，对焦图案23可为十字图案、黑白相间的条纹或方格等，但不限于此。于一实施例中，对焦图案23可包含一荧光材料，因此，对焦图案23即可在受到激发的情况下形成荧光图案，以利影像撷取模块31在缺少环境光源的情况下对焦。
请参照图2b，于一实施例中，荧光试纸20可包含至少一对照区24。对照区24包含已知含量的荧光材料，因此对照区24受到激发时可发出固定荧光强度的荧光。影像撷取模块31即可依据对照区24所发出的荧光强度调整曝光值，以撷取适当曝光值的荧光影像。此外，在分析荧光影像的荧光强度时，对照区24的荧光强度亦可作为补偿的依据，进而获得较准确的分析结果。
请一并参照图1以及图2a，于一实施例中，激发光源模块13更可提供一参考光，而荧光试纸20则具有一对应于参考光的开孔22。依据此结构，影像撷取模块31即可依据参考光的光强度调整曝光值，以撷取适当曝光值的荧光影像。为了避免参考光被滤光片14滤除，于一实施例中，参考光以及激发光的中心波长不相同。举例而言，激发光源模块13的发光二极管131发出激发光，用以激发荧光探针发出荧光；而发光二极管132则发出参考光，影像撷取模块31透过荧光试纸20的开孔22感测参考光以调整曝光值。可以理解的是，在分析荧光影像的荧光强度时，对应于参考光的区域亦可作为补偿的依据，以获得较准确的分析结果。
请参照图3，于一实施例中，荧光激发装置10更包含一转接座15，其设置于套筒11的第一开口111端。依据此结构，借由选用适合的转接座15，荧光激发装置10即可安装至不同型式或外型的移动上网装置30。
于一实施例中，激发光源模块13可包含一蓝牙模块133。蓝牙模块133可使激发光源模块13与移动上网装置30进行无线通讯。因此，使用者可经由移动上网装置30的使用者介面来控制激发光源模块13。举例而言，使用者可经由移动上网装置30的使用者介面来调整激发光源模块13所发出的激发光的强度，或者选择性启动多个发光二极管131至少其中之一。
于一实施例中，套筒11包含一调整焦距机构，以调整荧光试纸20至影像撷取模块31的距离。请一并参照图3以及图4，举例而言，套筒11可设有平行影像撷取模块31的光轴方向的一导轨(未图示)，固定件12可沿着导轨移动。依据此结构，固定件12即可沿着影像撷取模块31的光轴方向移动，以调整荧光试纸20至影像撷取模块31的距离。于另一实施例中，请参照图5a以及图5b，套筒亦可由多个彼此套接的套筒11a、11b所组成。依据此结构，套筒11a、11b彼此滑动即可调整荧光试纸20至影像撷取模块31的距离。依据上述结构，可设定移动上网装置30的影像撷取模块31为定焦状态，借由调整套筒11的调整焦距机构来调整焦距以达到较佳的影像品质。或者，由使用者经由移动上网装置30的使用者介面手动调整影像撷取模块31的焦距，并借由荧光试纸20的对焦图案23协助使用者判断，以获得准焦的荧光影像。
综合上述，本发明的可携式荧光分析系统可将荧光激发装置安装于移动上网装置，并利用移动上网装置内建的影像撷取模块撷取荧光试纸的荧光影像进行分析。换言之，本发明的可携式荧光分析系统无需昂贵或复杂的光学仪器即可进行荧光检测，因此，其成本远低于已知的荧光分析系统，而有利于应用在重点照护检验的领域。
以上所述的实施例仅是为说明本发明的技术思想及特点，其目的在使熟习此项技艺的人士能够了解本发明之内容并据以实施，当不能以的限定本发明的专利范围，即大凡依本发明所揭示的精神所作的均等变化或修饰，仍应涵盖在本发明的专利范围内。

Claims (25)

1.一种可携式荧光分析系统，其特征在于，包含：
一荧光试纸，其包含至少一检测区，所述检测区包含一荧光探针，用以检测一检体中的一待测成分；
一荧光激发装置，其包含：
一套筒，其不透光，且具有一第一开口以及一相对的一第二开口，其中所述荧光试纸设置于所述套筒的所述第二开口端；以及
一激发光源模块，其设置于所述第二开口侧，用以提供一激发光照射所述检测区，以激发所述荧光探针产生一荧光；以及
一移动上网装置，其包含一影像撷取模块，所述移动上网装置设置于所述套筒的所述第一开口端，用以经由所述第一开口撷取所述检测区的一荧光影像，并分析所述荧光影像的一荧光强度以判断所述待测成分的含量。
2.如权利要求1所述的可携式荧光分析系统，其特征在于，所述荧光激发装置更包含一滤光片，其设置于所述套筒的所述第一开口端，用以滤除所述激发光以及所述荧光中特定波长范围以外的所述荧光至少其中之一。
3.如权利要求1所述的可携式荧光分析系统，其特征在于，所述套筒的一内侧表面具有一吸光层，用以吸收所述激发光以及所述荧光至少其中之一。
4.如权利要求1所述的可携式荧光分析系统，其特征在于，所述激发光源模块包含多个发光二极管，且所述荧光试纸包含多个所述检测区，其中每一所述检测区对应至少一所述发光二极管。
5.如权利要求1所述的可携式荧光分析系统，其特征在于，所述激发光源模块包含多个发光二极管以及一蓝牙模块，所述蓝牙模块用以与所述移动上网装置无线通讯，以供一使用者经由所述移动上网装置选择性启动所述多个发光二极管至少其中之一。
6.如权利要求1所述的可携式荧光分析系统，其特征在于，所述激发光源模块包含一蓝牙模块，其用以与所述移动上网装置无线通讯，以供一使用者经由所述移动上网装置调整所述激发光源模块的所述激发光的强度。
7.如权利要求1所述的可携式荧光分析系统，其特征在于，所述激发光源模块更提供一参考光，且所述荧光试纸具有一对应于所述参考光的开孔，以供所述影像撷取模块依据所述参考光的强度撷取适当曝光值的所述荧光影像，其中所述参考光以及所述激发光的中心波长相异。
8.如权利要求1所述的可携式荧光分析系统，其特征在于，所述激发光源模块与所述影像撷取模块相对设置，使所述荧光试纸设置于所述激发光源模块以及所述影像撷取模块之间。
9.如权利要求1所述的可携式荧光分析系统，其特征在于，所述套筒包含一调整焦距机构，其用以调整所述荧光试纸至所述影像撷取模块的距离。
10.如权利要求1所述的可携式荧光分析系统，其特征在于，所述影像撷取模块是固定焦距或由一使用者设定焦距以撷取准焦的所述荧光影像。
11.如权利要求1所述的可携式荧光分析系统，其特征在于，所述移动上网装置是分析所述荧光影像中特定波长范围的所述荧光强度以判断所述待测成分的含量。
12.如权利要求1所述的可携式荧光分析系统，其特征在于，所述荧光影像是由所述移动上网装置或传送至一主机进行分析，以判断所述待测成分的含量。
13.一种荧光激发装置，其是与一荧光试纸以及一移动上网装置组成一可携式荧光分析系统，其特征在于，所述荧光试纸包含至少一检测区，所述检测区包含一荧光探针，用以检测一检体中的一待测成分，所述移动上网装置包含一影像撷取模块，所述荧光激发装置包含：
一套筒，其不透光，且具有一第一开口以及一相对的一第二开口，其中所述荧光试纸设置于所述套筒的所述第二开口端；以及
一激发光源模块，其设置于所述第二开口侧，用以提供一激发光照射所述检测区，以激发所述荧光探针产生一荧光，其中所述影像撷取模块经由所述第一开口撷取所述检测区的一荧光影像，并分析所述荧光影像的一荧光强度以判断所述待测成分的含量。
14.如权利要求13所述的荧光激发装置，其特征在于，更包含：
一转接座，其设置于所述套筒的所述第一开口端，用以安装所述荧光激发装置至不同型式的所述移动上网装置。
15.如权利要求13所述的荧光激发装置，其特征在于，更包含：
一固定件，其设置于所述第二开口端，用以固定所述荧光试纸于所述套筒的所述第二开口端。
16.如权利要求13所述的荧光激发装置，其特征在于，更包含：
一滤光片，其设置于所述套筒的所述第一开口端，用以滤除所述激发光以及所述荧光中特定波长范围以外的所述荧光至少其中之一。
17.如权利要求13所述的荧光激发装置，其特征在于，所述套筒的一内侧表面具有一吸光层，用以吸收所述激发光以及所述荧光至少其中之一。
18.如权利要求13所述的荧光激发装置，其特征在于，所述激发光源模块包含多个发光二极管以及一蓝牙模块，所述蓝牙模块用以与所述移动上网装置无线通讯，以供一使用者经由所述移动上网装置选择性启动所述多个发光二极管至少其中之一。
19.如权利要求13所述的荧光激发装置，其特征在于，所述激发光源模块包含一蓝牙模块，其用以与所述移动上网装置无线通讯，以供一使用者经由所述移动上网装置调整所述激发光源模块的所述激发光的强度。
20.如权利要求13所述的荧光激发装置，其特征在于，所述激发光源模块更提供一参考光，且所述荧光试纸具有一对应于所述参考光的开孔，以供所述影像撷取模块依据所述参考光的强度撷取适当曝光值的所述荧光影像，其中所述参考光以及所述激发光的中心波长相异。
21.如权利要求13所述的荧光激发装置，其特征在于，所述激发光源模块与所述影像撷取模块相对设置，使所述荧光试纸设置于所述激发光源模块以及所述影像撷取模块之间。
22.如权利要求13所述的荧光激发装置，其特征在于，所述套筒包含一调整焦距机构，其用以调整所述荧光试纸至所述影像撷取模块的距离。
23.一种荧光试纸，其是与一荧光激发装置以及一移动上网装置组成一可携式荧光分析系统，其特征在于，所述移动上网装置包含一影像撷取模块，所述荧光试纸包含：
至少一检测区，其包含一荧光探针，其中所述荧光探针用以与一检体中的一待测成分键结或吸附后，可被所述荧光激发装置所发出的一激发光激发产生一荧光，以供所述移动上网装置撷取所述检测区的一荧光影像，并分析所述荧光影像的一荧光强度以判断一检体中的一待测成分的含量；以及
一对焦区域，其用以辅助所述移动上网装置撷取准焦的所述荧光影像。
24.如权利要求23所述的荧光试纸，其特征在于，更包含：
至少一对照区，所述对照区包含已知含量的荧光材料，以供所述影像撷取模块依据所述对照区所发出的荧光强度撷取适当曝光值的所述荧光影像。
25.如权利要求23所述的荧光试纸，其特征在于，包含多个所述检测区，且任一所述检测区包含与另一所述检测区相同或相异的所述荧光探针。
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