CN105699347B - 一种荧光免疫层析读数仪量程调节的方法 - Google Patents

一种荧光免疫层析读数仪量程调节的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种荧光免疫层析读数仪量程调节的方法，免疫层析读数仪的光源激发试条检测窗口进行检测，试条被激发出荧光信号并由光电探测器接收转化为电信号，经过调理电路的处理，输入CPU进行优化计算，获取试条的荧光特征量，同时通过判断其幅值特性，通过总线接口对数字电位器进行反馈调节，实时调整恒流源电路的参数，实现可调恒流源电路对光源驱动电流的控制，保证了光源随试条荧光特征量的幅值而调整光强，使得低浓度或高浓度试条被激发出的荧光强度都能适应仪器AD转换的范围，达到量程调整的目的。

Description

一种荧光免疫层析读数仪量程调节的方法
技术领域
本发明涉及免疫层析读数仪领域，特别是一种荧光免疫层析读数仪量程调节的方法。
背景技术
现有技术中的荧光检测器，通过光束限制装置来控制光源的通光孔径，从而调节光学属性。使得可测样品的浓度上限升高，从而改善测量的动态范围。
但是该荧光免疫层析检测的机理为恒流源驱动光源激发试条，试条根据其反应物浓度发射相应强度的荧光信号。常见免疫层析试条由于其反应物质浓度不同，导致仪器在检测过程中，经光电转换后的模拟信号变化范围较宽。低浓度试条的检测结果幅值小，接近或低于仪器检测灵敏度，难以测得准确数据；高浓度试条的检测结果幅值大，有可能超出仪器的检测量程，无法得到真实结果。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种荧光免疫层析读数仪量程调节的方法，用于解决现有免疫层析读数仪量程固定，难以实现更宽范围定量检测的现状。
本发明采用以下方案实现：一种荧光免疫层析读数仪量程调节的方法，包括以下步骤：
步骤S1：提供一试条采集模块，所述试条采集模块包括一光电探测器与一调理电路；一激发光光源激发荧光免疫层析试条产生荧光信号并由所述光电探测器接收采集转换为电信号，所述光电探测器将所述电信号传输至所述调理电路进行放大滤波处理；
步骤S2：所述调理电路的输出端与一主控制模块相连，所述主控制模块接收经过放大滤波处理的电信号，根据所述电信号提取所述试条的荧光特征量，判断其幅值特性；
步骤S3：提供一可调恒流源电路，所述可调恒流源电路包括一数字电位器与一恒流源，所述主控制模块与所述数字电位器的输入端相连，根据所述试条的荧光特征量幅值对所述数字电位器进行反馈调节；
步骤S4：所述数字电位器的输出端与所述恒流源相连，用以实时调整所述恒流源输出的电流大小，所述恒流源输出的电流输入所述激发光光源，用以实现对仪器检测量程的调档。
进一步地，若所述主控制模块判断荧光特征量幅值偏高，超出仪器检测量程，则通过反馈调节所述数字电位器以调低所述恒流源输出的驱动电流，降低仪器检测灵敏度，使仪器检测量程调高；若所述主控制模块判断荧光特征量幅值过低，无法充分利用仪器检测量程或者低于仪器检测灵敏度，则通过反馈调节所述数字电位器以调高所述恒流源输出的驱动电流，提高仪器检测灵敏度，使仪器检测量程调低。
进一步地，所述主控制模块根据所述试条的荧光特征量幅值大小对所述数字电位器进行反馈调节进而控制所述激发光光源的驱动电流，具体根据以下公式实现：
所述荧光信号发出的发射光强度与激发光强度的关系为：
（1）
其中，为荧光发射光强度；为激发光强度；为物质的荧光效率；为物质摩尔吸收系数；为透过样品的光程；为待测样品的浓度；由公式（1）可得，当透过样品的光程不变，对于同一物质的荧光发射光强度与激发光强度成线性关系；
则所述激发光光源的驱动电流与对应的光强成线性关系，满足：
（2）
其中，公式（2）中激发光强度，为光源的驱动电流，为两者的比例系数；
则试条待测物质浓度与荧光发射光强度关系为（荧光特征量为试条经过仪器检测后，反应其表面荧光物质浓度的检测结果）：
（3）
其中，公式（3）中为标准试条荧光发射光强度，为待测试条荧光发射光强度，为待测试条浓度（待测试条荧光特征量），为标准试条浓度（标准试条荧光特征量）。又因为标准试条荧光强度与标准试条浓度（标准试条荧光特征量）均为常量，由此公式（3）可以变换为：
（4）
其中，公式（4）中，为待测试条的荧光发射光强度，为待测试条浓度（待测试条荧光特征量）；并且。结合公式(1)-(4)有：
（5）
由公式（5），若待测试条样品浓度c以及照射到试条的光程恒定时有：
即仪器提取的试条荧光特征量与激发光光源的驱动电流成线性关系。
进一步地，所述主控制模块为一CPU微处理器。
进一步地，所述主控制模块还连接有一液晶显示屏，用以显示所述荧光免疫层析试条的检测结果。
进一步地，本发明提供的方法在免疫层析读数仪的光源激发试条检测窗口进行检测时，试条发射出荧光信号并由光电探测器接收转化为电信号，经过调理电路的放大滤波处理，输入CPU进行优化计算，获取试条的荧光特征量，同时通过判断其幅值特性，实时对数字电位器进行反馈调节，实现可调恒流源电路对光源驱动电流的控制。若CPU获取的荧光特征量幅值较小或较大时，通过总线接口对数字电位器进行反馈调节，实时调整恒流源电路的参数，使光源的驱动电流得到控制，保证了光源随试条检测结果的幅值而调整光强，使得低浓度或高浓度试条的光强都能适应仪器AD转换的范围，达到量程调整的目的。
现有技术中，由于不同样本的免疫层析试条其反应物质浓度不同时，部分试条浓度较低，存在被噪声淹没的情况，仪器很难检测；部分试条浓度较高，超出仪器检测量程。由此，本发明提供的一种自调档免疫层析读数仪的量程调节方法，根据试条浓度自调节检测量程档位，试条低浓度情况下，调低检测量程，提高仪器检测精度；试条高浓度情况下，调高检测量程，使其检测结果在仪器量程之内。可普遍应用于医学临床检测、食品安全检测等领域，有效地解决部分试条难以被仪器检测的问题。
附图说明
图1为本发明的原理框图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明做进一步说明。
本实施提供一种荧光免疫层析读数仪量程调节的方法，包括以下步骤，且原理框图如图1所示：
步骤S1：提供一试条采集模块，所述试条采集模块包括一光电探测器与一调理电路；一激发光光源激发荧光免疫层析试条产生荧光信号并由所述光电探测器接收采集转换为电信号，所述光电探测器将所述电信号传输至所述调理电路进行放大滤波处理；
步骤S2：所述调理电路的输出端与一主控制模块相连，所述主控制模块接收经过放大滤波处理的电信号，根据所述电信号提取所述试条的荧光特征量，判断其幅值特性；
步骤S3：提供一可调恒流源电路，所述可调恒流源电路包括一数字电位器与一恒流源，所述主控制模块与所述数字电位器的输入端相连，根据所述试条的荧光特征量幅值对所述数字电位器进行反馈调节；
步骤S4：所述数字电位器的输出端与所述恒流源相连，用以实时调整所述恒流源输出的电流大小，所述恒流源输出的电流输入所述激发光光源，用以实现对仪器检测量程的调档。
在本实施例中，若所述主控制模块判断荧光特征量幅值偏高，超出仪器检测量程，则通过反馈调节所述数字电位器以调低所述恒流源输出的驱动电流，降低仪器检测灵敏度，使仪器检测量程调高；若所述主控制模块判断荧光特征量幅值过低，无法充分利用仪器检测量程或者低于仪器检测灵敏度，则通过反馈调节所述数字电位器以调高所述恒流源输出的驱动电流，提高仪器检测灵敏度，使仪器检测量程调低。
在本实施例中，所述主控制模块根据所述试条的荧光特征量幅值大小对所述数字电位器进行反馈调节进而控制所述激发光光源的驱动电流，具体根据以下公式实现：
所述荧光信号发出的发射光强度与激发光强度的关系为：
（1）
其中，为荧光发射光强度；为激发光强度；为物质的荧光效率；为物质摩尔吸收系数；为透过样品的光程；为待测样品的浓度；由公式（1）可得，当透过样品的光程不变，对于同一物质的荧光发射光强度与激发光强度成线性关系；
则所述激发光光源的驱动电流与对应的光强成线性关系，满足：
（2）
其中，公式（2）中激发光强度，为光源的驱动电流，为两者的比例系数；
则试条待测物质浓度与荧光发射光强度关系为（荧光特征量为试条经过仪器检测后，反应其表面荧光物质浓度的检测结果）：
（3）
其中，公式（3）中为标准试条荧光发射光强度，为待测试条荧光发射光强度，为待测试条浓度（待测试条荧光特征量），为标准试条浓度（标准试条荧光特征量）。又因为标准试条荧光强度与标准试条浓度（标准试条荧光特征量）均为常量，由此公式（3）可以变换为：
（4）
其中，公式（4）中，为待测试条的荧光发射光强度，为待测试条浓度（待测试条荧光特征量）；并且。结合公式(1)-(4)有：
（5）
由公式（5），若待测试条样品浓度c以及照射到试条的光程恒定时有：
即仪器提取的试条荧光特征量与激发光光源的驱动电流成线性关系。
在本实施例中，所述主控制模块为一CPU微处理器。
在本实施例中，所述主控制模块还连接有一液晶显示屏，用以显示所述荧光免疫层析试条的检测结果。
在本实施例中，该免疫层析读数仪的检测方式为正反向来回采集试条数据，仪量程调档方法为正向采样自调节档位，反向采样提取试条检测结果。使用者插入免疫层析试条后，通过按键启动仪器检测，传动机构正反向来回采样信号。正向采样时，CPU获取采样数据，同时计算得到试条初始荧光特征量，并判别其幅值特性，将判断结果反馈给可调恒流源电路，调节光源光强。反向传动采样时，CPU将反向采样得到的数据进行优化处理，并提取出最终检测结果在显示屏上显示出来。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (4)

1.一种荧光免疫层析读数仪量程调节的方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤S1：提供一试条采集模块，所述试条采集模块包括一光电探测器与一调理电路；一激发光光源激发荧光免疫层析试条产生荧光信号并由所述光电探测器接收采集转换为电信号，所述光电探测器将所述电信号传输至所述调理电路进行放大滤波处理；
步骤S2：所述调理电路的输出端与一主控制模块相连，所述主控制模块接收经过放大滤波处理的电信号，根据所述电信号提取所述试条的荧光特征量，判断其幅值特性；
步骤S3：提供一可调恒流源电路，所述可调恒流源电路包括一数字电位器与一恒流源，所述主控制模块与所述数字电位器的输入端相连，根据所述试条的荧光特征量幅值对所述数字电位器进行反馈调节；
步骤S4：所述数字电位器的输出端与所述恒流源相连，用以实时调整所述恒流源输出的电流大小，所述恒流源输出的电流输入所述激发光光源，用以实现对仪器检测量程的调档；
所述主控制模块根据所述试条的荧光特征量幅值大小对所述数字电位器进行反馈调节进而控制所述激发光光源的驱动电流，具体根据以下公式实现：
所述荧光信号发出的发射光强度与激发光强度的关系为：
If＝2.3YFI0εcl (1)
其中，If为荧光发射光强度；I0为激发光强度；YF为物质的荧光效率；ε为物质摩尔吸收系数；l为透过样品的光程；c为待测样品的浓度；由公式(1)可得，当透过样品的光程l不变，对于同一物质的荧光发射光强度与激发光强度成线性关系；
则所述激发光光源的驱动电流与对应的光强成线性关系，满足：
I0＝αi (2)
其中，公式(2)中I0激发光强度，i为光源的驱动电流，α为两者的比例系数；
则试条待测物质浓度与荧光发射光强度关系为：
其中，公式(3)中Fs为标准试条荧光发射光强度，Fx为待测试条荧光发射光强度，Cx为待测试条浓度，即待测试条荧光特征量，Cs为标准试条浓度，即标准试条荧光特征量；且标准试条荧光强度Fs与标准试条浓度Cs均为常量，由此公式(3)可以变换为：
Fx＝βCx (4)
其中，公式(4)中Fx为待测试条的荧光发射光强度，Cx为待测试条浓度；并且Fx＝If，结合公式(1)-(4)有：
βCx＝2.3YFαiεcl (5)
由公式(5)，若待测试条样品浓度c以及照射到试条的光程l恒定时有：
Cx＝mi
即仪器提取的试条荧光特征量Cx与激发光光源的驱动电流i成线性关系。
2.根据权利要求1所述的一种荧光免疫层析读数仪量程调节的方法，其特征在于：若所述主控制模块判断荧光特征量幅值偏高，超出仪器检测量程，则通过反馈调节所述数字电位器以调低所述恒流源输出的驱动电流，降低仪器检测灵敏度，使仪器检测量程调高；若所述主控制模块判断荧光特征量幅值过低，无法充分利用仪器检测量程或者低于仪器检测灵敏度，则通过反馈调节所述数字电位器以调高所述恒流源输出的驱动电流，提高仪器检测灵敏度，使仪器检测量程调低。
3.根据权利要求1所述的一种荧光免疫层析读数仪量程调节的方法，其特征在于：所述主控制模块为一CPU微处理器。
4.根据权利要求1所述的一种荧光免疫层析读数仪量程调节的方法，其特征在于：所述主控制模块还连接有一液晶显示屏，用以显示所述荧光免疫层析试条的检测结果。
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