CN105259342A - 一种用于胶体金读卡仪的测试方法及胶体金读卡仪 - Google Patents

Abstract

一种用于胶体金读卡仪的测试方法，所述方法包括，读取胶体金试纸卡所存储的检测信息，所述检测信息包括检测条件、响应时间以及检测结果判断曲线；调节检测环境直至满足所述检测条件；周期性拍摄所述试纸卡图像，根据所述图像计算所述试纸卡质控线和检测线的光学亮度值Bt、Bc以及Bt/Bc的值，如果在一段时间内Bt/Bc的值保持稳定，则结束测试，根据所述检测结果判断曲线计算检测结果。采用上面的方法后，胶体金测试方法可以更加标准化，流程化，胶体金读卡仪能自动识别不同的胶体金检测卡并自动完成检测过程。

Description

一种用于胶体金读卡仪的测试方法及胶体金读卡仪

技术领域

本发明涉及一种用于胶体金读卡仪的测试方法以及胶体金读卡仪。

背景技术

针对测试化学和生物物质的快速测试装置被广泛引用，而且经常代替一些传统的实验室内的测试。这些测试装置包括多种类型的测试，被用来进行诸如人类诊断、畜牧测试和食品环境测试等等。

用来测验测试装置的数字读取设备也被广泛使用，它们主要是模仿通过裸眼、显微镜或放大镜等手工诊断的方式而被设计而成的。这种设备为了提高人类使用还应用了图象处理技术来进行测试或诊断。这种提高是通过应用了其它的灵敏的但可以实现的技术。

胶体金法是目前使用最广的一种测试方法。胶体金是由氯金酸(HAuCl4)在还原剂如白磷、抗坏血酸、枸橼酸钠、鞣酸等作用下，可聚合成一定大小的金颗粒，并由于静电作用成为一种稳定的胶体状态，形成带负电的疏水胶溶液，由于静电作用而成为稳定的胶体状态，故称胶体金。胶体金在弱碱环境下带负电荷，可与蛋白质分子的正电荷基团形成牢固的结合，由于这种结合是静电结合，所以不影响蛋白质的生物特性。胶体金除了与蛋白质结合以外，还可以与许多其它生物大分子结合。根据胶体金的一些物理性状，如高电子密度、颗粒大小、形状及颜色反应，加上结合物的免疫和生物学特性，因而使胶体金广泛地应用于免疫学、组织学、病理学和细胞生物学等领域。胶体金标记，实质上是蛋白质等高分子被吸附到胶体金颗粒表面的包被过程。吸附机理可能是胶体金颗粒表面负电荷，与蛋白质的正电荷基团因静电吸附而形成牢固结合。用还原法可以方便地从氯金酸制备各种不同粒径、也就是不同颜色的胶体金颗粒。这种球形的粒子对蛋白质有很强的吸附功能，可以与葡萄球菌A蛋白、免疫球蛋白、毒素、糖蛋白、酶、抗生素、激素、牛血清白蛋白多肽缀合物等非共价结合，因而在基础研究和临床实验中成为非常有用的工具。

免疫金标记技术(Immunogoldlabellingtechnique)主要利用了金颗粒具有高电子密度的特性，在金标蛋白结合处，在显微镜下可见黑褐色颗粒，当这些标记物在相应的配体处大量聚集时，肉眼可见红色或粉红色斑点，因而用于定性或半定量的快速免疫检测方法中，这一反应也可以通过银颗粒的沉积被放大，称之为免疫金银染色。

图1是胶体金试纸卡示意图。一般来说，胶体金试纸卡1主要包括样品孔2和观察孔3，观察孔3设置有检测线5（即T线）和质控线4（即C线）。目前，胶体金试纸卡的测量方法是用肉眼观察判断，即在试剂加入胶体金试纸卡1后等待规定时间后，由操作者用肉眼观察质控线4和检测线5的颜色差别来判断检测结果。这种方法是一种手工肉眼分析的办法，存在着分辨率低、只能定性测量、测量结果有赖于操作者个人的主观经验、测量具有极大主观性、误判率较高、测量结果只能手工记录，不易保存结果等弊端。因此，针对胶体金试纸卡的胶体金读卡仪就问世了。

图2是现在市场上胶体金读卡仪（又称金标读数仪）的示意图。胶体金读卡仪10包括主控制单元11，用于控制仪器的正常工作；屏幕显示单元12用于显示测试过程及测试结果；图像处理单元13用于对光学单元16所拍摄的结果进行分析处理；光学单元16用于对放入测试区14的胶体金试纸卡进行光学检测，图像处理单元13得到胶体金试纸卡质控线和检测线的灰度值，主控制单元11通过计算检测线灰度值与质控线灰度值的比值来确定检测结果。

虽然胶体金读卡仪可以解决以前手工肉眼分析办法存在着的问题，但还存在更多改进空间，如标准化等等。不同的胶体金测试卡由于被检测物不同，配体不同、生产条件或方式不同等原因，定量分析的结果的判读也不尽相同。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有普适性的胶体金试纸卡、胶体金试纸卡读卡仪以及相应的测试方法。

为了实现上述目的，本发明提供一种胶体金试纸卡，所述胶体金试纸卡包括信息存储单元，所述信息存储单元存储可被外部检测单元读取的试纸卡检测信息，所述试纸卡检测信息用于控制所述外部检测单元完成检测过程。

更进一步，所述试纸卡检测信息包括检测条件，所述外部检测单元根据所述检测条件调节检测环境。

更进一步，所述试纸卡检测信息包括检测结果判断曲线，所述外部检测单元根据所述检测结果判断曲线定量输出检测结果。

更进一步，所述试纸卡检测信息包括响应时间，所述外部检测单元根据所述响应时间判断反应是否完成。

更进一步，所述信息存储单元存储了所述试纸卡身份信息，所述外部检测单元根据所述试纸卡身份信息获取所述试纸卡检测信息。

更进一步，所述信息存储单元为二维码。

本发明还提供一种胶体金试纸卡读卡仪，所述读卡仪包括，主控制单元及与其电连接地屏幕显示单元，所述读卡仪还包括胶体金试纸卡检测信息读取单元，所述试纸卡检测信息用于控制所述读卡仪完成检测过程。

更进一步,所述读卡仪还包括检测条件控制单元;所述试纸卡检测信息包括检测条件信息;所述检测条件控制单元根据所述检测条件信息，控制测试区的检测条件。

更进一步，所述检测条件控制信息包括所述测试区的温度或湿度。

本发明还提供一种用于胶体金读卡仪的测试方法，所述方法包括，读取胶体金试纸卡所存储的检测信息，所述检测信息包括检测条件、响应时间以及检测结果判断曲线；调节检测环境直至满足所述检测条件；等待响应时间结束；拍摄试纸卡图像并根据所述检测结果判断曲线计算检测结果。

本发明还提供一种用于胶体金读卡仪的测试方法，所述方法包括，读取胶体金试纸卡所存储的检测信息，所述检测信息包括检测条件、响应时间以及检测结果判断曲线；调节检测环境直至满足所述检测条件；周期性拍摄所述试纸卡图像，根据所述图像计算所述试纸卡质控线和检测线的光学亮度值Bt、Bc以及Bt/Bc的值，如果在一段时间内Bt/Bc的值保持稳定，则结束测试，根据所述检测结果判断曲线计算检测结果。

采用上面的方法后，胶体金测试方法可以更加标准化，流程化，胶体金检测卡读卡仪能自动识别不同的胶体金检测卡并自动完成检测过程。

附图说明

图1是胶体金试纸卡示意图；

图2是现在市场上胶体金读卡仪（又称金标读数仪）的示意图；

图3为本发明胶体金试纸卡示意图；

图4为本发明检测结果判断曲线示意图；

图5为本发明的胶体金读卡仪的系统框架示意图；

图6是实施例一的胶体金读卡仪的工作流程图；

图7为实施例三的胶体金读卡仪的工作流程图。

具体实施方式

实施例一

图3为本发明胶体金试纸卡示意图。胶体金试纸卡1主要包括样品孔2和观察孔3，观察孔3设置有检测线5和质控线4。与图1所示的胶体金试纸卡不同之处，试纸卡1上还印有用于识别试纸卡身份及部分检测用信息的二维码区域6。

为了更好的说明本发明，在本发明实施例中，试纸卡的信息包括试纸卡身份信息及试纸卡检测信息。其中，试纸卡身份信息包括：

1）ID号，其可以是相关部门为试纸卡统一颁发的ID号；

2）生产厂家，即该试纸卡的生产厂家；

3）生产日期，即该试纸卡的生产日期；

4）被检测物质名称，其表明该试纸卡用来检测的物质名称，如黄曲霉素、H5N1流感病毒等，也可以是按照一定标准规定的被检物质代码。

试纸卡检测信息包括：

1）检测条件，其表明该试纸卡检测时的温度、湿度等条件，本发明的胶体金读卡仪可以根据这些条件调节检测环境；

2）检测结果判断曲线，表明根据实验室环境获取的该胶体金试纸卡检测线（T线）、控制线（C线）免疫反应动力学曲线，试纸卡T、C显色随时间延长颜色不断加深，读取T线和C线的光学亮度值并分别记为Bt及Bc,计算其Bt/Bc的比值。Bt/Bc比值在一定的响应时间内可趋于稳定，等稳定后，将比值作为定量分析结果，并依据该结果用于定量判断被检测物的含量。

表1检测结果判断曲线

表1为检测结果判断曲线的参考数据列表，根据该表就能求出相应的拟合曲线，如图4所示。根据实际计算出的Bt/Bc比值，通过检测结果判断曲线，就能计算出相应的被检物浓度。

假设拟合曲线为y=a0+a1*x+a2*x^2+a3*x^3,其中y为被检物浓度，x为Bt/Bc比值，只需要存储a0、a1、a2及a3即可根据Bt/Bc比值计算出相应的被检物浓度。

另外一种方式是存储表1中六组数据作为参考数据。根据实际计算出的Bt/Bc比值，采用线性插值的方法计算出相应的被检物浓度。

还有一种方式是同时存储a0、a1、a2及a3和六组参考数据，由胶体金读卡仪选择合适的方法去计算。

3）响应时间，即从加入被检测物后，到Bt/Bc比值趋于稳定时的时间，此依据不同的检测试剂及检测条件而有所不同。

对于某一种类某一批次的胶体金试纸卡，首先确定上述信息，包括试纸卡身份信息及试纸卡检测信息，然后将这些信息以二维码的形式存储。

图5为本发明的胶体金读卡仪的系统框架示意图。胶体金读卡仪20包括主控制单元21，用于控制仪器的正常工作；屏幕显示单元22用于显示测试过程及测试结果；图像处理单元23用于对光学单元26所拍摄的结果进行分析处理；光学单元26用于对放入测试区24的胶体金试纸卡进行光学检测，图像处理单元23得到胶体金试纸卡检测线和质控线的光学亮度值，主控制单元21通过计算检测线光学亮度值与质控线光学亮度值的比值来确定检测结果；测试区温度湿度控制单元27用于控制测试区24的湿度和温度；网络通讯单元28用于上传或下载信息。

图6是本发明的胶体金读卡仪的工作流程图。将胶体金试纸卡放入测试区24之后,启动胶体金读卡仪20开始工作。

步骤41，光学单元26获取胶体金试纸卡的二维码数据。光学单元26拍摄二维码照片后，图像处理单元23识别所拍摄的二维码数据。前面描述了二维码所包含的数据，包括身份信息及检测信息。

步骤42，根据步骤41所获取的检测信息，调节测试区温度及湿度至标准测试环境。检测信息包括该试纸卡检测时的温度、湿度、检测结果判断曲线、响应时间等信息。

步骤43，驱动光学单元26拍摄胶体金试纸卡照片，并保存。拍摄过程持续到测试结束。

步骤44，计算胶体金试纸卡质控线和检测线的光学亮度值；图像处理单元23用于对光学单元26所拍摄的结果进行分析处理；光学单元26用于对放入测试区24的胶体金试纸卡进行光学检测，图像处理单元23得到胶体金试纸卡质控线和检测线的光学亮度值Bt、Bc，主控单元21计算出Bt/Bc的值，并根据所存储的检测结果判断曲线计算出相应的被检物浓度。

步骤45，判断测试是否结束。如果没有结束，则重复执行步骤43及步骤44，如果结束则执行步骤46。判断测试是否结束可以根据步骤41所获取的胶体金试纸卡的检测信息中的响应时间，如果响应时间到了，则结束测试。另外还有一种方法是根据步骤44所获取的胶体金试纸卡检测线和质控线的光学亮度值Bt/Bc是否稳定，如果在一段时间内Bt/Bc的值保持稳定，则结束测试。这里选用前一种方法，即响应时间。

步骤46，输出并存储测试结果；屏幕显示单元22显示测试结果。测试结果是根据前面所获取的检测结果判断曲线以及前面所计算的胶体金试纸卡检测线和质控线的光学亮度值比值Bt/Bc来判断的。

步骤47，将测试结果上传至服务器。

需要说明的是，对于存储试纸卡身份信息及试纸卡检测信息的二维码，也可以是其它存储器，如智能卡、RFID（RadioFrequencyIdentification,射频识别）标签、E2PROM(电可擦除存储器)、等等，只要能够存储数据并能够被胶体金读卡仪读取的任何方式都可以,如带有RFID标签的胶体金试纸卡，则相应的胶体金读卡仪上就需要设置RFID标签读取单元。

实施例二

本实施例中，胶体金试纸卡只存储其身份信息，通过试纸卡身份信息，相应的试纸卡检测信息可以通过胶体金读卡仪从网络服务器中获取。其中，试纸卡身份信息包括：

1）ID号，其可以是相关部门为试纸卡统一颁发的ID号；

2）生产厂家，即该试纸卡的生产厂家；

3）生产日期，即该试纸卡的生产日期；

4）被检测物质名称，其表明该试纸卡用来检测的物质名称，如黄曲霉素、H5N1流感病毒等，也可以是按照一定标准规定的被检物质代码；

5）检测信息的网络服务器地址，该地址用来从该服务器上获取该试纸卡的检测信息，并且将检测结果上传到该服务器。

当然，检测信息的网络服务器地址也可以放在胶体金试纸卡读卡仪上。读卡仪工作时，自动根据内部存储器存储的网络服务器地址获取该试纸卡的检测信息，并且将检测结果上传到该服务器。

实施例三

在实施例一中，由于根据响应时间来判断测试是否结束，如果响应时间到了，胶体金读卡仪启动测试结果获取程序。

图7为上述过程的流程图。

步骤50，光学单元26获取胶体金试纸卡的二维码数据。光学单元26拍摄二维码照片后，图像处理单元23识别所拍摄的二维码数据。前面描述了二维码所包含的数据，包括身份信息及检测信息。

步骤51，根据步骤41所获取的检测信息，调节测试区温度及湿度至标准测试环境。检测信息包括该试纸卡检测时的温度、湿度、检测结果判断曲线、响应时间等信息。

步骤52，系统等待响应时间结束，直到反应完成。

步骤53，驱动光学单元26拍摄胶体金试纸卡照片。

步骤54，计算胶体金试纸卡质控线和检测线的光学亮度值；图像处理单元23用于对光学单元26所拍摄的结果进行分析处理；光学单元26用于对放入测试区24的胶体金试纸卡进行光学检测，图像处理单元23得到胶体金试纸卡质控线和检测线的光学亮度值Bt、Bc，主控单元21计算出Bt/Bc的值，并根据所存储的检测结果判断曲线计算出相应的被检物浓度。

步骤55，输出并存储测试结果；屏幕显示单元22显示测试结果。测试结果是根据前面所获取的检测结果判断曲线以及前面所计算的胶体金试纸卡检测线和质控线的光学亮度值比值Bt/Bc来判断的。

步骤56，将测试结果上传至服务器。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，本领域的普通技术人员可以对本发明进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围内。

Claims (7)

1.一种用于胶体金读卡仪的测试方法，其特征在于，所述方法包括，读取胶体金试纸卡所存储的检测信息，所述检测信息包括检测条件、响应时间以及检测结果判断曲线；调节检测环境直至满足所述检测条件；周期性拍摄所述试纸卡图像，根据所述图像计算所述试纸卡质控线和检测线的光学亮度值Bt、Bc以及Bt/Bc的值，如果在一段时间内Bt/Bc的值保持稳定，则结束测试，根据所述检测结果判断曲线计算检测结果。

2.如权利要求1所述的测试方法,其特征在于，所述检测结果判断曲线为y=a0+a1*x+a2*x^2+a3*x^3,其中y为被检物浓度，x为Bt/Bc比值，所存储的检测信息包括a0、a1、a2及a3。

3.如权利要求1至2中任意一项所述的测试方法,其特征在于，所述方法还包括，驱动光学单元（26）获取所述胶体金试纸卡的二维码数据；驱动光学单元（26）拍摄试纸卡图像。

4.如权利要求3所述的测试方法,其特征在于，将所述检测结果上传至服务器。

5.一种胶体金读卡仪（20），所述读卡仪包括，主控制单元（21）及与其电连接地屏幕显示单元（22），其特征在于，所述读卡仪还包括：胶体金试纸卡二维码读取单元,所述胶体金试纸卡二维码存储有检测结果判断曲线的参考数据列表,及检测结果判断曲线参数值a0、a1、a2及a3，其中y=a0+a1*x+a2*x^2+a3*x^3,y为被检物浓度，x为Bt/Bc比值，所述Bt为所述胶体金试纸卡检测线的光学亮度值，所述Bc为所述胶体金试纸卡质控线的光学亮度值；所述读卡仪根据所述检测结果判断曲线的参考数据列表或者检测结果判断曲线两者之中选择一个去计算被检物浓度。

6.一种胶体金读卡仪（20），所述读卡仪包括，主控制单元（21）及与其电连接地屏幕显示单元（22），其特征在于，所述读卡仪还包括：胶体金试纸卡二维码读取单元,在所述胶体金试纸卡二维码或者所述胶体金读卡仪（20）中存储有检测信息的网络服务器地址，所述胶体金读卡仪（20）自动根据所述网络服务器地址获取所述胶体金试纸卡的检测信息，并且将检测结果上传到所述服务器。

7.一种应用如权利要求1至4中任意一项所述测试方法的胶体金读卡仪。