CN113030055A - 一种便携式生物体液检测荧光分析系统 - Google Patents

一种便携式生物体液检测荧光分析系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种便携式生物体液检测荧光分析系统，包括：样本部，至少设置有用于植入和抽取体液样本的输入孔，所述体液样本中携带荧光物质；测试部，至少设置有测试元件，并对从所述样本部输出的体液样本进行检测；所述测试元件包括测试光源和测试滤光片；所述测试光源发出的光线经过所述测试滤光片形成单色的检测光源照射到所述体液样本上；所述体液样本受测试并激发后发出荧光；分析部，所述分析部中至少设置有摄像元件，所述摄像元件收集所述荧光的强度和所述荧光的分布散点图。该系统包括样本部、测试部以及分析部，采用测试光源来测试激发出样本中的荧光成分，使用测试滤光片消除其他杂光，使得系统中荧光测试更加精准。

Description

一种便携式生物体液检测荧光分析系统
技术领域
本发明涉及生物学技术领域，尤其涉及一种便携式生物体液检测荧光分析系统。
背景技术
从现有技术中公知有大量的用于鉴定体液中的分析物的系统。。这些系统所基于的通常是：首先，例如通过使用至少一个采血针生成体液的样本。接着，通常在使用至少一个测试元件的情况下定性或定量地研究所述样本中的至少一种要鉴定的分析物。这例如可以通过光学/或电化学方式进行。例如，测试元件可以包含一个或多个测试区，所述测试区具有专门被安排用于鉴定该至少一种分析物的测试化学物质。例如，该测试化学物质可以在存在至少一种分析物的情况下进行一个或多个可鉴定的反应，或者经历例如可以通过物理和/或化学方式鉴定出的变化。
荧光染料泛指吸收某一波长的光波后能发射出另一波长大于吸收光的光波的物质。由于灵敏度高，操作方便，荧光染料逐渐取代了放射性同位素作为科研检测标记，其广泛应用于荧光免疫，荧光探针,细胞染色等。包括特异性的DNA染色，用于染色体分析、细胞周期、细胞凋亡等相关研究。另有很多核酸染料在多色染色系统中是非常有用的复染剂，可作为背景对照，标记细胞核使细胞内结构的空间关系一目了然。但是现有的荧光染料检测系统多倾向于高灵敏度、高精确度、高自动化，导致检测仪器结构复杂、成本高昂，同时系统的使用维护要求较高，限制了荧光染料在检测上的应用，且系统不够便捷。
然而，荧光染料在生物学研究中的应用成果正在被推广到更广的日常应用领域,例如医学检验、食品检测等等。因此,亟需开发一种通用、廉价，同时具备足够检测精度、灵敏度的检测系统，并且这种系统足够便携。
发明内容
本发明克服了现有技术的不足，提供一种便携式生物体液检测荧光分析系统。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：一种便携式生物体液检测荧光分析系统，其特征在于，包括：
样本部，至少设置有用于植入和抽取体液样本的输入孔，所述体液样本中携带荧光物质；
测试部，至少设置有测试元件，并对从所述样本部输出的体液样本进行检测；所述测试元件包括测试光源和测试滤光片；所述测试光源发出的光线经过所述测试滤光片形成单色的检测光源照射到所述体液样本上；所述体液样本受测试并激发后发出荧光；
分析部，所述分析部中至少设置有摄像元件，所述摄像元件收集所述荧光的强度和所述荧光的分布散点图；所述分布散点图包括荧光强度较小的第一区域、荧光强度较大的第二区域、以及介于所述荧光强度较小和所述荧光强度较大的第三区域。
本发明一个较佳实施例中，所述荧光分析系统中的测试部能根据湿度修正对所述样本的鉴定的结果生成的测量值，且其中补偿与湿度有关的蒸发效应以及由此造成的浓度变化。
本发明一个较佳实施例中，所述测试部中每次检测的样本量至少为100ml。
本发明一个较佳实施例中，所述测试光源的光谱范围为400～500nm；所述测试滤光片的透光光谱范围为300nm～500nm。
本发明一个较佳实施例中，所述测试元件中还设置有反射镜，用于将所述测试光源反射至所述测试滤光片上。
本发明一个较佳实施例中，所述测试滤光片用于消除除所述荧光的其他光线，并得到所述荧光图像的荧光数值。
本发明一个较佳实施例中，所述测试光源为可调式测试光源，所述测试滤光片为可调式测试滤光片。
本发明一个较佳实施例中，所述分析部检测得到的所述荧光数值与所述样本浓度绘制标准曲线，得到线性回归方程。
本发明一个较佳实施例中，所述摄像元件还设置有图像显示单元，所述图像处理单元用于显示所述所述荧光的分布散点图、所述荧光强度对应的所述第一区域、所述第二区域、以及所述第三区域。
本发明一个较佳实施例中，所述荧光分析系统被用于鉴定所述体液样本中的血糖含量。
本发明一个较佳实施例中，所述体液样本为脑脊液、胸水、腹水、心囊液或关节液。
本发明解决了背景技术中存在的缺陷，本发明具备以下有益效果：
（1）本发明提供了一种便携式生物体液检测荧光分析系统，该系统包括样本部、测试部以及分析部，采用测试光源来测试激发出样本中的荧光成分，使用测试滤光片消除其他杂光，使得系统中荧光测试更加精准。
（2）本发明中摄像元件利用图像显示单元获取的数字图像荧光的分布散点图、所述荧光强度对应的第一区域、第二区域、以及第三区域。与单一功能的摄像机相比较，利用摄像元件和图像显示单元可同时获得荧光图像以及荧光物质的定量信息。此外,使用图像显示单元还可以记录动态的影像。
（3）本发明荧光分析系统的结构设计精妙，构成简单，易于携带，配件易更换，成本低，适宜于广泛应用。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描 述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中 的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其 他实施例，都属于本发明保护的范围。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、 “下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外” 等指示的方位或位置关系仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或 暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此 不能理解为对本申请保护范围的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于 描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或隐含指明所指示的技术特征 的数量。因此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一 个或者更多个该特征。在本发明创造的描述中，除非另有说明，“多个”的含义 是两个或两个以上。
在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
一种便携式生物体液检测荧光分析系统，本发明提供了一种便携式生物体液检测荧光分析系统，该系统包括样本部、测试部以及分析部，采用测试光源来测试激发出样本中的荧光成分，使用测试滤光片消除其他杂光，使得系统中荧光测试更加精准。包括：
样本部，至少设置有用于植入和抽取体液样本的输入孔，体液样本中携带荧光物质；
测试部，至少设置有测试元件，并对从样本部输出的体液样本进行检测；测试元件包括测试光源和测试滤光片；测试光源发出的光线经过测试滤光片形成单色的检测光源照射到体液样本上；体液样本受测试并激发后发出荧光；其中，测试部中每次检测的样本量至少为100ml。
需要说明的是，测试光源的光谱范围为400～500nm；测试滤光片的透光光谱范围为300nm～500nm。
分析部，分析部中至少设置有摄像元件，摄像元件收集荧光的强度和荧光的分布散点图；分布散点图包括荧光强度较小的第一区域、荧光强度较大的第二区域、以及介于荧光强度较小和荧光强度较大的第三区域。
荧光分析系统中的测试部能根据湿度修正对样本的鉴定的结果生成的测量值，且其中补偿与湿度有关的蒸发效应以及由此造成的浓度变化。
测试元件中还设置有反射镜，用于将测试光源反射至测试滤光片上。测试滤光片用于消除除荧光的其他光线，并得到荧光图像的荧光数值。测试光源为可调式测试光源，测试滤光片为可调式测试滤光片。
为了形成上述相应波长的检测光源，需采用检测光源和检测滤光片形成相应 波长范围的单色检测光源。检测光源采用LED光源,其光谱范围为445～475nm。检测光源内部可设置有多组LED,包括蓝色LED、红色LED和白色LED等每组LED,各种颜色光 源由不同的开关独立控制，从而选择不同波长范围的光源。例如，蓝色LED灯的中心波长为 453nm,可适用于激发例如 SRBY Breen I/IK SYTO 13、FITC (Cy3)、Calcein 等绿色荧光染料/荧光蛋白GFP。
在对含有上述荧光染料/荧光蛋白的被检测物进行检测之前，需要按荧光染料/荧光蛋白或其它荧光物质来确定检测光源、检测滤光片和滤光镜片的型号。具体而言,若针对绿色荧光物质，检测滤光片的透光光谱范围为325nm～500nm,滤光镜片的透光光谱范围为500nm～2500nm。例如，若检测光源为蓝色检测光源，蓝色波长为476-495nm, 相应的滤光镜片可选择的型号是JB470 (Xtj470±10nm)；若检测光源为绿色检测光源，绿光波长一般为495-570nm,相应的滤光镜片可选择的型号是金黄色截止型玻璃(JB510，Xtj510±10nm)或JB490 (入tj490±10nm),可以滤除500nm以下波长 的杂光，配合蓝色LED灯可用于检测绿色荧光染料/荧光蛋白；若检测光源为黄色检测光源，黄光波长一般为570-590nm,相应的滤光镜片可选择的型号是CB565 (Xtj565± 10nm)或 CB580 (Xtj580±10nm)；红光波长为620-750nm,相应滤光片可选择 HB610/620/630。
分析部检测得到的荧光数值与样本浓度绘制标准曲线，得到线性回归方程。
本发明荧光成像分析系统中，摄像元件是指能捕获样品检测光源的装置，例如，数码相机。所述摄像分析单元进一步包括数据存储单元，其与图像处理单元连接，用于存储所述数字图像、荧光数量等信息。
摄像元件还设置有图像显示单元，图像处理单元用于显示荧光的分布散点图、荧光强度对应的第一区域、第二区域、以及第三区域。本发明中摄像元件利用图像显示单元获取的数字图像荧光的分布散点图、所述荧光强度对应的第一区域、第二区域、以及第三区域。与单一功能的摄像机相比较，利用摄像元件和图像显示单元可同时获得荧光图像以及荧光物质的定量信息。此外,使用图像显示单元还可以记录动态的影像。
需要说明的是，本发明中荧光分析系统被用于鉴定体液样本中的血糖含量。
以上依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定技术性范围。

Claims (10)

1.一种便携式生物体液检测荧光分析系统，其特征在于，包括：
样本部，至少设置有用于植入和抽取体液样本的输入孔，所述体液样本中携带荧光物质；
测试部，至少设置有测试元件，并对从所述样本部输出的体液样本进行检测；所述测试元件包括测试光源和测试滤光片；所述测试光源发出的光线经过所述测试滤光片形成单色的检测光源照射到所述体液样本上；所述体液样本受测试并激发后发出荧光；
分析部，所述分析部中至少设置有摄像元件，所述摄像元件收集所述荧光的强度和所述荧光的分布散点图；所述分布散点图包括荧光强度较小的第一区域、荧光强度较大的第二区域、以及介于所述荧光强度较小和所述荧光强度较大的第三区域。
2.根据权利要求1所述的一种便携式生物体液检测荧光分析系统，其特征在于：所述荧光分析系统中的测试部能根据湿度修正对所述样本的鉴定的结果生成的测量值，且其中补偿与湿度有关的蒸发效应以及由此造成的浓度变化。
3.根据权利要求1所述的一种便携式生物体液检测荧光分析系统，其特征在于：所述测试部中每次检测的样本量至少为100ml。
4.根据权利要求1所述的一种便携式生物体液检测荧光分析系统，其特征在于：所述测试光源的光谱范围为400～500nm；所述测试滤光片的透光光谱范围为300nm～500nm。
5.根据权利要求1所述的一种便携式生物体液检测荧光分析系统，其特征在于：所述测试元件中还设置有反射镜，用于将所述测试光源反射至所述测试滤光片上。
6.根据权利要求1所述的一种便携式生物体液检测荧光分析系统，其特征在于：所述测试滤光片用于消除除所述荧光的其他光线，并得到所述荧光图像的荧光数值。
7.根据权利要求1所述的一种便携式生物体液检测荧光分析系统，其特征在于：所述测试光源为可调式测试光源，所述测试滤光片为可调式测试滤光片。
8.根据权利要求1所述的一种便携式生物体液检测荧光分析系统，其特征在于：所述分析部检测得到的所述荧光数值与所述样本浓度绘制标准曲线，得到线性回归方程。
9.根据权利要求1所述的一种便携式生物体液检测荧光分析系统，其特征在于：所述摄像元件还设置有图像显示单元，所述图像处理单元用于显示所述所述荧光的分布散点图、所述荧光强度对应的所述第一区域、所述第二区域、以及所述第三区域。
10.根据权利要求1所述的一种便携式生物体液检测荧光分析系统，其特征在于：所述荧光分析系统被用于鉴定所述体液样本中的血糖含量。
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