CN106324242A - 量子点试纸条的质检系统及质检方法 - Google Patents

量子点试纸条的质检系统及质检方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种量子点试纸条质检系统，包括：承托装置，用于放置量子点试纸条；光源单元，用于照射并激发所述量子点试纸条发出荧光；信号采集单元，用于收集所述量子点试纸条发出的荧光，并产生相应的信号；数据处理单元，与所述信号采集单元相连，用于处理并分析所述信号采集单元产生的所述信号，来生成一分析结果；输出处理单元，与所述数据处理单元相连，用于将所述数据处理单元生成的所述分析结果输出。本发明还提供一量子试纸条质检设备和方法。本发明提供的量子点试纸条质检系统及方法可实现量子点试纸条的批量质检，检测结果精确可靠，保证产品的特征的一致性和质量的稳定性，提高生产效率，降低生产成本。

Description

量子点试纸条的质检系统及质检方法
技术领域
本发明涉及一种生物检测技术领域，具体涉及一种量子点试纸条的质检系统及质检方法。
背景技术
量子点试纸条属于一种免疫层析试纸条。不同原料和同一原料不同粒子大小的量子点，可产生不同波长的发射荧光，且量子点混合物不产生可变光谱荧光。根据特定大小、成分和结构的量子点产生特定荧光的这种量子点光学特性来对量子点标记的免疫层析试纸条进行特定荧光测定，被广泛用于医学检测、食品质量监测、毒品检测和环境监测。
随着量子点试纸条应用的普及，人们对试纸条的质量要求越来越重视。然而，目前量子点试纸条的质检主要依靠人工质检，无法保证产品的一致性和产品质量的稳定性，因此，对量子点试纸条进行有效质检已成为行业发展的需求。
发明内容
鉴于以上内容，有必要提供一种机器自动批量检测量子点试纸条的质检系统及质检方法。
本发明一方面提供一种量子点试纸条质检系统，包括：
承托装置，用于放置待质检量子点试纸条；
光源单元，用于照射并激发所述量子点试纸条发出荧光；
信号采集单元，用于收集所述量子点试纸条发出的荧光，并产生相应的信号；
数据处理单元，与所述信号采集单元相连，用于处理并分析所述信号采集单元产生的所述信号，来生成一分析结果；
输出处理单元，与所述数据处理单元相连，用于将所述数据处理单元生成的所述分析结果输出。
在一种实施例中，所述数据处理单元设定有信号阈值，并根据设定的信号阈值分析所述信号采集单元产生的所述信号。所述信号阈值根据信号采集单元收集所述合格量子点试纸条发出的荧光，并产生相应的最低信号值确定。优选的，所述信号阈值为最低有效亮度值。
在一种实施例中，所述数据处理单元，根据所述信号采集单元产生的所述信号判断所述量子点试纸条是否有发出荧光；或是根据比较所述信号采集单元产生的所述信号与所述数据处理单元存储的信号阈值判断所述量子点试纸条生产是否合格。优选的，判断所述量子点试纸条中量子点涂层是否均匀。
在一种实施例中，所述承托装置包括至少一个定位参照物，所述定位参照物用于信号采集单元采集信号时定位所述承托装置的边界，以便信号采集单元识别有效图像区域，减少识别的复杂度。优选的，所述定位参照物为正方形、三角形或矩形，大小为1-2cm2。
可以理解的，所述光源单元照射并激发所述量子点试纸条发出荧光的同时，也照射并激发所述定位参照物发出荧光。并且所述信号采集单元收集所述量子点试纸条发出的荧光的同时，也收集定位参照物发出荧光。
优选的，所述定位参照物为荧光纸。
在一种实施例中，所述承托装置还包括有至少一个参照区，用于容纳所述定位参照物。
在一种实施例中，所述承托装置还包括有条形槽，用于容纳所述量子点试纸条。优选的，所述条形槽的数量包括但不限于2-4个。更优选的，所述条形槽的数量为3个。
在一种实施例中，所述承托单元还包括有标尺区，所述标尺区用于贴置标尺以便根据质检结果，标识量子点试纸条存在质检问题的位置。
在一种实施例中，所述承托装置还包括有一个手持部。优选的所述手持部包括但不限于便于手持的通孔、手柄。
在一个实施例中，所述承托装置包括但不限于托盘、试条架。
在一种实施例中，所述光源单元发射光线的波长范围在360-450nm。
优选的所述光源单元包括但不限于激发光源，紫外光源、蓝紫光源。优选的，所述光源单元为紫外光源。
优选的，所述信号采集单元包括但不限于相机、摄影机、摄像头、电荷耦合组件(CCD)、互补金属氧化物半导体(CMOS)、光电倍增管、光电二极管或光电三极管。更优选的，所述信号采集单元为相机或摄像头。
进一步的，所述信号采集单元采集到所述荧光后，并产生一电信号。
在一种实施例中，数据处理单元包括但不限于具有相应数据处理和控制软件的单片机、中央处理器(CPU)或计算机。
在一种实施例中，所述输出处理单元包括但不限于显示器、声音播放器或打印机。
在一种实施例中，所述数据处理单元自带输出处理单元，用于直接将数据处理单元生成的分析结果输出。
在另一方面，本发明还提供一种采用上述量子点试纸条质检系统进行量子点试纸条质检的方法，包括如下步骤：
(1)将量子点试纸条放置于承托装置中；
(2)光源单元发出光线照射并激发所述量子点试纸条发出荧光；
(3)信号采集单元收集所述荧光，并产生相应的信号；
(4)数据处理单元处理并分析所述信号采集单元产生的所述信号，来生成一分析结果；
(5)输出处理单元将所述数据处理单元生成的所述分析结果输出。
在一种实施例中，步骤(1)所述条形槽的数量包括但不限于2-4个，更优选的，所述条形槽的数量为3个。
优选的，将至少一个定位参照物放置于所述承托装置的参照区。所述定位参照物为荧光纸。
在一种实施例中，步骤(2)包括：所述光源单元发射出波长范围在360-450nm的光波，照射并激发所述量子点试纸条和/或定位参照物发出荧光。
优选的，所述光源单元对所述量子点试纸条和/或定位参照物进行照射可分为照射方式或扫描方式。照射方式或扫描方式可以设置为覆盖整个承托装置，也可设置为仅覆盖承托装置上的量子点试纸条和/或定位参照物，也可仅覆盖所述量子点试纸条和/或定位参照物的某一区域。扫描方式可分为前后扫描、环形扫描，或左右扫描。采用扫描方式或者照射方式，应当均匀覆盖需扫描或照射的区域，以避免因为距离或死角而造成激发的荧光出现误差。
优选的，所述光源装置对所述量子点试纸条和/或定位参照物进行照射为扫描方式。所述扫描方式设置为仅覆盖所述量子点试纸条和/或定位参照物的某一区域。优选的，所述扫描方式设置为仅覆盖所述量子点试纸条和/或定位参照物的质控线。
在一种实施例中，步骤(3)包括：所述信号采集单元收集所述量子点试纸条和/或定位参照物激发的所述荧光，并产生一电信号。
优选的，所述信号采集单元采集方式，可设置为采集所述量子点试纸条和/或定位参照物整体所激发的荧光，也可设置为仅采集所述量子点试纸条和/或定位参照物的某一区域所激发的荧光。进行荧光收集时，应当均匀覆盖需收集信号的区域，以避免因为距离或死角而造成收集的荧光出现误差。
优选的，所述信号采集装置对所述量子点试纸条和/或定位参照物进行荧光采集的方式，设置为仅采集所述量子点试纸条和/或定位参照物的某一区域所激发的荧光。优选的，设置为仅采集所述量子点试纸条和/或定位参照物的质控线所激发的荧光。
在一种实施例中，步骤(4)包括：所述数据处理单元，根据所述信号采集单元产生的所述信号判断所述量子点试纸条是否有发出荧光；或是根据比较所述信号采集单元产生的所述信号与所述数据处理单元存储的信号阈值判断所述量子点试纸条生产是否合格。优选的，判断所述量子点试纸条中量子点涂层是否均匀。
在一种实施例中，步骤(5)包括：所述输出处理单元为显示器，所述显示器将所述数据处理单元生成的所述分析结果以图片或图表的方式输出。
在一种实施例中，步骤(5)中的分析结果包括：试纸条完整显示图片、试纸条缺陷区域位置信息、试纸条亮度分布曲线、试纸条参数记录等。
本发明还提供一种量子点试纸条质检设备，包括如上所述的量子点试纸条质检系统。
在一个实施例中，所述量子点试纸条质检设备包括一箱体，用于容纳所述承托装置、光源单元、信号采集单元、数据处理单元以及输出处理单元。优选的，所述箱体为暗箱。
在一种实施例中，所述箱体包括滑槽，所述承托装置通过所述滑槽与所述箱体连接。
在一种实施例中，所述箱体包括底座，所述光源单元和/或信号采集单元通过所述底座与所述箱体连接。
本发明还提供一种量子点试纸条质检设备，包括检测装置和分析装置，所述检测装置包括如上所述的量子点试纸条质检系统的承托装置、光源单元和信号采集单元，所述分析装置包括如上所述的量子点试纸条质检系统的数据处理单元和输出处理单元。
在一种实施例中，所述分析装置为计算机。
在一个实施例中，所述检测装置，用于容纳所述承托装置、光源单元以及信号采集单元。优选的，所述检测装置为暗箱。
在一种实施例中，所述检测装置包括滑槽，所述承托装置通过所述滑槽与所述检测装置连接。
在一种实施例中，所述检测装置包括底座，所述光源单元和/或信号采集单元通过所述底座与所述箱体连接。
在另一方面，本发明还提供一种量子点试纸条质检设备的使用方法，包括如下步骤：
(1)将量子点试纸条放置于承托装置中；
(2)将放置有所述量子点试纸条的承托装置，放置于检测装置中；
(3)光源单元发出光线照射并激发所述量子点试纸条发出荧光；
(4)信号采集单元收集所述荧光，并产生相应的信号；
(5)数据处理单元处理并分析所述信号采集单元产生的所述信号，来生成一分析结果；
(6)输出处理单元将所述数据处理单元生成的所述分析结果输出。
在一种实施例中，步骤(2)包括：将所述承托装置通过滑槽卡合进所述检测装置中。
在一种实施例中，步骤(5)包括：所述数据处理单元，根据所述信号采集单元产生的所述信号判断所述量子点试纸条是否有发出荧光；或是根据比较所述信号采集单元产生的所述信号与所述数据处理单元存储的信号阈值判断所述量子点试纸条生产是否合格。优选的，判断所述量子点试纸条中量子点涂层是否均匀。
本发明提供的量子点试纸条质检系统通过一次批量质检多个量子点试纸条，可实现量子点试纸条的自动化批量质检，检测结果精确可靠，保证产品的特征的一致性和质量的稳定性，提高生产效率，降低生产成本。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1为本发明一实施方式中量子点试纸条质检系统的结构框图。
图2为图1中量子点试纸条质检系统的使用流程图。
图3为本发明又一实施方式中量子点试纸条质检设备的结构示意图。
图4为本发明另一实施方式中量子点试纸条质检设备的结构示意图。
图5为图4中量子点试纸条质检设备的使用流程图。
主要元件符号说明
具体实施方式
具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
如图1所示，本发明的第一较佳实施方式的量子点试纸条质检系统100包括：一个承托装置110、一个光源单元120、一个信号采集单元130、一个数据处理单元140、一个输出处理单元150。
承托装置110，包括条形槽111，标尺区112，参照区113。在本实施方式中，承托装置110为托盘。
条形槽111用于放置量子点试纸条114。在本实施方式中，条形槽111的数量为3个。
标尺区112用于贴置标尺115以便根据质检结果，标识量子点试纸条114存在质检问题的位置。
参照区113用于放置定位参照物116。所述定位参照物116为荧光纸。
在本实施方式中，承托装置110还包括一手持部117。在本实施例中，手持部117为通孔。
光源单元120用于照射并激发量子点试纸条114和定位参照物116发出荧光。该光源单元120发射光线的波长范围在360-450nm。在本实施例中，光源单元120为紫外灯。
信号采集单元130用于收集所述量子点试纸条114和定位参照物116发出的荧光，并产生一信号。所述信号采集单元130为相机。
数据处理单元140与信号采集单元130相连，用于处理并分析所述信号采集单元130产生的信号，来生成一分析结果。在本实施例中，数据处理单元140为计算机。
在本实施方式中，所述数据处理单元140存储有信号阈值，根据所述信号采集单元130产生的所述信号判断所述量子点试纸条114是否有发出荧光；或根据设定的信号阈值与所述信号采集单元130产生的所述信号进行比较，判断所述量子点试纸条114中量子点涂层是否均匀。
在本实施方式中，信号采集单元130产生的信号为电信号。所述信号阈值为最低有效亮度值。
输出处理单元150与数据处理单元140相连，用于将所述数据处理单元140生成的所述分析结果输出。在本实施例中，输出处理单元150为显示器。
参照图2对使用该量子点试纸条质检系统100，进行如下说明。
如图2所示，使用该量子点试纸条质检系统100的方法，包括如下步骤：
S210、将量子点试纸条114和定位参照物116分别放置于所述承托装置110中的条形槽111和参照区113。放置量子点试纸条114的个数为3个。
S220、光源单元120发射出波长范围在360-450nm的光波，照射整个量子点试纸条114和定位参照物116，并激发荧光。具体的，一次照射时间为10s。
在本实施方式中，光源单元120对量子点试纸条114和/或定位参照物116进行照射的方式设置为扫描方式，并仅扫描所述量子点试纸条114和定位参照物116的质控线，一次照射时间为10s。
S230、信号采集单元130收集量子点试纸条114和/或定位参照物116激发的荧光，并产生一电信号。具体的，一次收集的时间为10s。具体的，信号采集单元130与光源单元120同时启动，或信号采集单元130比光源单元120延后1-2s启动。
在本实施方式中，信号采集单元130对所述量子点试纸条114和/或定位参照物116进行荧光采集的方式设置为仅采集量子点试纸条114和定位参照物116的质控线所激发的荧光。
S240、数据处理单元140根据所述信号采集单元产生的所述信号判断所述量子点试纸条114是否有发出荧光；或根据设定的信号阈值与所述信号采集单元130产生的所述电信号进行比较，判断量子点试纸条114中量子点涂层是否均匀，比较完成后生成一分析结果。
S250、输出处理单元150将所述数据处理单元140生成的所述分析结果输出。
图3表示本发明的第二较佳实施方式的量子点试纸条质检设备200，主要包括：箱体160、一个承托装置110、一个光源单元120、一个信号采集单元130、一个数据处理单元140、一个输出处理单元150。
如图3所示，所述承托装置110、光源单元120、信号采集单元130、数据处理单元140和输出处理单元150与本发明中第一较佳实施方式的结构基本一致。不同的是，所述箱体160，用于容纳所述承托装置110、光源单元120、信号采集单元130、数据处理单元140和输出处理单元150。
图4表示本发明的第三较佳实施方式的量子点试纸条质检设备300，主要包括：包括检测装置170和分析装置180，所述检测装置170包括承托装置110、光源单元120和信号采集单元130，所述分析装置180包括数据处理单元140和输出处理单元150。所述承托装置110、光源单元120、信号采集单元130、数据处理单元140和输出处理单元150与本发明中第一较佳实施方式的结构基本一致。
所述检测装置170设置有箱门171和滑槽172，承托装置110通过滑槽172与检测装置170卡合连接。具体的，滑槽172设置在检测装置170的底部。
检测装置170设置一个可拆卸的顶板173，所述光源单元120和信号采集单元130通过底座174固持在所述顶板173。
检测装置170与分析装置180相连，具体的，检测装置170中的信号采集单元130与分析装置180中的所述数据处理单元140相连，更具体的，检测装置170中的信号采集单元130通过一USB串口175与数据处理单元140相连。在本实施方式中，该检测装置170为暗箱。
图5表示使用该量子点试纸条质检系统300的工作流程图。与本发明中第一较佳实施方式的工作流程类似，包括以下步骤：
S510、将量子点试纸条114和定位参照物116分别放置于所述承托装置110中的条形槽111和参照区113。放置量子点试纸条114的个数为3个。
S520、打开箱门171，握持手持部117将放置有量子点试纸条114和定位参照物116的承托装置110通过滑槽172卡合进检测装置170底部，固定，闭合箱门171。
S530、光源单元120发射出波长范围在360-450nm的光波，照射整个量子点试纸条114和定位参照物116，并激发荧光。具体的，一次照射时间为10s。
在本实施方式中，光源单元120对量子点试纸条114和定位参照物116进行照射的方式设置为扫描方式，并仅扫描所述量子点试纸条114和定位参照物116的质控线，一次照射时间为10s。
在本实施方式中，光源单元120可以依据底座174为中心转动，以扩大照射范围。
S540、信号采集单元130收集量子点试纸条114和定位参照物116发出的荧光，并产生一电信号。具体的，一次收集的时间为10s。具体的，信号采集单元130与光源单元120同时启动，或信号采集单元130比光源单元120延后1-2s启动。
在本实施方式中，信号采集单元130对所述量子点试纸条114和/或定位参照物116进行荧光采集的方式设置为仅采集量子点试纸条114和/或定位参照物116的质控线所激发的荧光。
在本实施方式中，信号采集单元130可以依据底座174为中心转动，以扩大照射范围。
S550、数据处理单元140根据所述信号采集单元产生的所述信号判断所述量子点试纸条114是否有发出荧光；或根据设定的信号阈值与所述信号采集单元130产生的所述电信号进行比较，判断量子点试纸条114中量子点涂层是否均匀，比较完成后生成一分析结果。
S560、输出处理单元150将所述数据处理单元140生成的所述分析结果输出。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，以上实施方式仅是用于解释权利要求书。然本发明的保护范围并不局限于说明书。任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或者替换，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种量子点试纸条质检系统，包括：
承托装置，用于放置待质检量子点试纸条；
光源单元，用于照射并激发所述量子点试纸条发出荧光；
信号采集单元，用于收集所述量子点试纸条发出的荧光，并产生相应的信号；
数据处理单元，与所述信号采集单元相连，用于处理并分析所述信号采集单元产生的所述信号，来生成一分析结果；
输出处理单元，与所述数据处理单元相连，用于将所述数据处理单元生成的所述分析结果输出。
2.如权利要求1所述的量子点试纸条质检系统，其特征在于：所述数据处理单元存储有信号阈值，并根据设定的信号阈值分析所述信号采集单元产生的所述信号。
3.如权利要求2所述的量子点试纸条质检系统，其特征在于：所述数据处理单元，根据所述信号采集单元产生的所述信号判断所述量子点试纸条是否有发出荧光；或是根据比较所述信号采集单元产生的所述信号与所述数据处理单元存储的信号阈值判断所述量子点试纸条生产是否合格。
4.如权利要求1所述的量子点试纸条质检系统，其特征在于：所述承托装置包括有至少一个定位参照物，所述定位参照物用于信号采集单元采集信号时界定所述承托装置的边界。
5.如权利要求4所述的量子点试纸条质检系统，其特征在于：所述定位参照物为荧光纸。
6.如权利要求1所述的量子点试纸条质检系统，其特征在于：所述光源单元发射光线的波长范围在360-450nm。
7.如权利要求1所述的量子点试纸条质检系统，其特征在于：所述信号采集单元为摄像机。
8.一种量子点试纸条质检设备，其特征在于，包括如权利要求1所述的量子点试纸条质检系统。
9.一种量子点试纸条质检设备，其特征在于，包括检测装置和分析装置，所述检测装置包括如权利要求1所述的量子点试纸条质检系统的承托装置、光源单元和信号采集单元，所述分析装置包括如权利要求1所述的量子点试纸条质检系统的数据处理单元和输出处理单元。
10.一种采用如权利要求1所述的量子点试纸条质检系统进行量子点试纸条检测的方法，其特征在于包括如下步骤：
(1)将量子点试纸条放置于承托装置中；
(2)光源单元发出光线照射并激发所述量子点试纸条发出荧光；
(3)信号采集单元收集所述荧光，并产生相应的信号；
(4)数据处理单元处理并分析所述信号采集单元产生的所述信号，来生成一分析结果；
(5)输出处理单元将所述数据处理单元生成的所述分析结果输出。
11.如权利要求10所述的量子点试纸条检测方法，其特征在于：所述数据处理单元，根据所述信号采集单元产生的所述信号判断所述量子点试纸条是否有发出荧光；或是根据比较所述信号采集单元产生的所述信号与所述数据处理单元存储的信号阈值判断所述量子点试纸条生产是否合格。
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