CN114002171A - 一种溶液样本检测分析方法及薄膜干涉仪 - Google Patents

Abstract

本申请涉及检测仪器技术领域，特别涉及一种溶液样本检测分析方法及薄膜干涉仪。该方法应用于薄膜干涉仪，所述薄膜干涉仪包括光源，高速多通道光开关，多路检测通道和光谱探测器，其中，一个检测通道至少包括用于检测的光纤生物传感器，所述方法包括：基于所述高速多通道光开关，将所述光源产生的光信号分别传递至所述多路检测通道；接收所述多路检测通道分别返回的信号，并基于所述光谱探测器对所述多路检测通道分别返回的信号进行处理，分别得到所述多路检测通道对应的光强与波长的关系图；基于所述多路检测通道对应的光强与波长的关系图，分别对各检测通道对应的待检测溶液样本进行检测分析。

Description

一种溶液样本检测分析方法及薄膜干涉仪

技术领域

本申请涉及检测仪器技术领域，特别涉及一种溶液样本检测分析方法及薄膜干涉仪。

背景技术

分子间的相互作用，特别是蛋白质间相互作用几乎存在于机体每个细胞的生命活动过程，生物路径及其底层分子事件。蛋白质相互作用网络的定性和定量研究在探查和研究细胞行为、发展治疗疾病的新疗法过程中具有重要作用。构建蛋白质相互作用网络，特别是动力学网络不论是在科学认识上还是在实验技术上以及在药物设计等领域中，都有重大意义。生物机体内的生物分子之间的相互作用包括蛋白与蛋白、蛋白与核酸、蛋白与配体、核酸与配体等几大类。已知的生物分子之间的相互作用已经被应用到体外诊断，生物制药，食品安全，以及环境安全等领域中，并且未来将对人类健康发挥越来越重大的作用。以体外诊断这个领域为例，传统的应用最多的方法是免疫诊断，免疫诊断是分析一对抗原-抗体之间的相互作用，或者是一个抗原与一对抗体之间的相互作用，最后再通过二级酶标抗体/抗原使底物变色，或者荧光标记抗体/抗原被激发产生荧光，来间接地指示待测靶标的浓度信息和结合力的强弱。然而，蛋白标记工艺复杂，标记后容易造成抗体结构改变，标记过程中损耗大，且标记后很难再对蛋白进行精准定量。

那么，如何高效且准确的进行溶液样本检测分析，成为目前行业内亟待解决的问题。

发明内容

本申请提供了一种溶液样本检测分析方法及薄膜干涉仪。

第一方面，本申请提供了一种溶液样本检测分析方法，应用于薄膜干涉仪，所述薄膜干涉仪包括光源，高速多通道光开关，多路检测通道和光谱探测器，其中，一个检测通道至少包括用于检测的光纤生物传感器，所述方法包括：

基于所述高速多通道光开关，将所述光源产生的光信号分别传递至所述多路检测通道；

接收所述多路检测通道分别返回的信号，并基于所述光谱探测器对所述多路检测通道分别返回的信号进行处理，分别得到所述多路检测通道对应的光强与波长的关系图；

基于所述多路检测通道对应的光强与波长的关系图，分别对各检测通道对应的待检测溶液样本进行检测分析。

可选地，基于所述多路检测通道对应的光强与波长的关系图，分别对各检测通道对应的待检测溶液样本进行检测分析的步骤包括：

对每一路检测通道对应的光强与波长的关系图，依次进行快速傅里叶变换FFT，滤波处理，快速傅里叶逆变换IFFT，得到该路检测通道对应的处理后的光强与波长的关系图，并基于所述处理后的光强与波长的关系图对该检测通道对应的待检测溶液样本进行检测分析。

可选地，对每一路检测通道对应的光强与波长的关系图，依次进行快速傅里叶变换FFT，滤波处理，快速傅里叶逆变换IFFT，得到该路检测通道对应的处理后的光强与波长的关系图，并基于所述处理后的光强与波长的关系图对该检测通道对应的待检测溶液样本进行检测分析的步骤包括：

对每一路检测通道对应的光强与波长的关系图进行采样处理，得到长度为N的第一样值序列；

对所述第一样值序列进行快速傅里叶变换FFT，得到第一变换结果，并对所述第一变换结果进行滤波处理，得到处理后的第二样值序列；

对所述第二样值序列进行快速傅里叶逆变换IFFT，得到第二变换结果，并基于所述第二变换结果，对该路检测通道对应的待检测溶液样本进行检测分析。

可选地，基于所述第二变换结果，对该路检测通道对应的待检测溶液样本进行检测分析的步骤包括：

基于极值法和/或相位法对所述第二变换结果对应的余弦波进行处理，得到所述余弦波的波形周期，并根据所述余弦波的波形周期得到该路检测通道对应的待检测溶液样本中待测薄膜的厚度。

可选地，基于极值法和/或相位法对所述第二变换结果对应的余弦波进行处理，得到所述余弦波的波形周期的步骤包括：

基于找到相邻极大值的方式获得光强和波长关系图的周期；和/或，

基于相位关系找到光强和波长关系图的周期。

第二方面，本申请提供了一种薄膜干涉仪，所述薄膜干涉仪包括光源，高速多通道光开关，多路检测通道和光谱探测器，其中，一个检测通道至少包括用于检测的光纤生物传感器，

所述光源，用于产生光信号，并通过所述高速多通道光开关将所述光信号分别传递至所述多路检测通道；

所述光谱探测器，用于接收所述多路检测通道分别返回的信号，并对所述多路检测通道分别返回的信号进行处理，分别得到所述多路检测通道对应的光强与波长的关系图；

所述光谱探测器，还用于基于所述多路检测通道对应的光强与波长的关系图，分别对各检测通道对应的待检测溶液样本进行检测分析。

可选地，在基于所述多路检测通道对应的光强与波长的关系图，分别对各检测通道对应的待检测溶液样本进行检测分析时，所述光谱探测器具体用于：

对每一路检测通道对应的光强与波长的关系图，依次进行快速傅里叶变换FFT，滤波处理，快速傅里叶逆变换IFFT，得到该路检测通道对应的处理后的光强与波长的关系图，并基于所述处理后的光强与波长的关系图对该检测通道对应的待检测溶液样本进行检测分析。

可选地，对每一路检测通道对应的光强与波长的关系图，依次进行快速傅里叶变换FFT，滤波处理，快速傅里叶逆变换IFFT，得到该路检测通道对应的处理后的光强与波长的关系图，并基于所述处理后的光强与波长的关系图对该检测通道对应的待检测溶液样本进行检测分析时，所述光谱探测器具体用于：

对每一路检测通道对应的光强与波长的关系图进行采样处理，得到长度为N的第一样值序列；

对所述第一样值序列进行快速傅里叶变换FFT，得到第一变换结果，并对所述第一变换结果进行滤波处理，得到处理后的第二样值序列；

对所述第二样值序列进行快速傅里叶逆变换IFFT，得到第二变换结果，并基于所述第二变换结果，对该路检测通道对应的待检测溶液样本进行检测分析。

可选地，基于所述第二变换结果，对该路检测通道对应的待检测溶液样本进行检测分析时，所述光谱探测器具体用于：

基于极值法和/或相位法对所述第二变换结果对应的余弦波进行处理，得到所述余弦波的波形周期，并根据所述余弦波的波形周期得到该路检测通道对应的待检测溶液样本中待测薄膜的厚度。

可选地，基于极值法和/或相位法对所述第二变换结果对应的余弦波进行处理，得到所述余弦波的波形周期时，所述光谱探测器具体用于：

基于找到相邻极大值的方式获得光强和波长关系图的周期；和/或，

基于相位关系找到光强和波长关系图的周期。

综上可知，本申请实施例提供的溶液样本检测分析方法，应用于薄膜干涉仪，所述薄膜干涉仪包括光源，高速多通道光开关，多路检测通道和光谱探测器，其中，一个检测通道至少包括用于检测的光纤生物传感器，所述方法包括：基于所述高速多通道光开关，将所述光源产生的光信号分别传递至所述多路检测通道；接收所述多路检测通道分别返回的信号，并基于所述光谱探测器对所述多路检测通道分别返回的信号进行处理，分别得到所述多路检测通道对应的光强与波长的关系图；基于所述多路检测通道对应的光强与波长的关系图，分别对各检测通道对应的待检测溶液样本进行检测分析。

采用本申请实施例提供的溶液样本检测分析方法，能够针对多待检测溶液样本进行同步检测，大大提升了检测分析效率，且只需一个满足单通道的光源即可，大大降低了仪器空间成本，在保证检测精度的前提下，也大大降低了电能消耗。

附图说明

为了更加清楚地说明本申请实施例或者现有技术中的技术方案，下面将对本申请实施例或者现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据本申请实施例的这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的一种薄膜干涉仪的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的一种生物传感器的结构示意图；

图3为本申请实施例提供的一种生物膜厚度仿真计算原理示意图；

图4为本申请实施例提供的一种溶液样本检测分析方法的详细流程图；

图5为本申请实施例提供的一种检测分析过程示意图；

图6为本申请实施例提供的另一种薄膜干涉仪的结构示意图。

具体实施方式

在本申请实施例使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的，而非限制本申请。本申请和权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其它含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

应当理解，尽管在本申请实施例可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本申请范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。取决于语境，此外，所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”。

示例性的，参阅图1所示，为本申请实施例提供的一种薄膜干涉仪的结构示意图，其中，该薄膜干涉仪包括光源(宽谱光源)，高速多通道光开关(1xN光开关)，多路检测通道(多路光纤生物传感器)和光谱探测器(包括光谱探测和计算机控制光谱分析)。其中，一个检测通道至少包括用于检测的光纤生物传感器，宽谱光源通过耦合器和高速多通道光开关和光谱探测器相连，光谱探测器通过耦合器与高速多通道光开光相连，光谱探测器还包括计算机控制光谱分析，用于控制高速多通道光开光基于预设规则打开各检测通道，向各检测通道传输光信号。

本申请实施例中，所述光源，可用于产生光信号，并通过所述高速多通道光开关将所述光信号分别传递至所述多路检测通道。

本申请实施例提供的薄膜干涉仪，只配置有一个光源，采用光源和高速多通道的配合，可以将一个光源产生的光信号提供给多路检测通道使用。

高速多通道光开关是一种具有切换光路作用的功能器件，在此生物薄膜测试系统中，可以高速切换多个检测通道，进行光源的快速扫描和探测器信号的快速收集。具体地，高速多通道光开关相邻通道的切换时间一般在10us～100ms，重复性小于等于±0.05dB。高速的扫描可以忽略相邻通道发射信号与采集信号之间的延迟，可以使每个通道独享光源，降低使用分束器时所需的高光功率。同时在信号采集端，节省了多通道并行检测所需多个光谱仪的时间和空间成本。

实际应用中，输入的光功率大小直接决定检测精度大小，本申请实施例中，利用高速多通道光开关实现N路采集，每路输入的光功率均为光源功率，可以实现低输入功率下的较高精度测量。

所述光谱探测器，用于接收所述多路检测通道分别返回的信号，并对所述多路检测通道分别返回的信号进行处理，分别得到所述多路检测通道对应的光强与波长的关系图。

具体地，可以利用光纤生物传感器的一个端面作为固定配体(与分析物特异性结合)的基底，另一个端面耦合光源与分析设备。当检测样品时，将光纤的远端浸入样本溶液中，如果此时发生配体与分析物的结合，则会在第一时间发生第一反射光束与第二反射光束的干涉图谱，通过分析干涉图谱中第二反射光束的位移情况，来确定分析物是否存在于溶液中。

所述光谱探测器，还用于基于所述多路检测通道对应的光强与波长的关系图，分别对各检测通道对应的待检测溶液样本进行检测分析。

本申请实施例中，在基于所述多路检测通道对应的光强与波长的关系图，分别对各检测通道对应的待检测溶液样本进行检测分析时，所述光谱探测器具体用于：

对每一路检测通道对应的光强与波长的关系图，依次进行快速傅里叶变换FFT，滤波处理，快速傅里叶逆变换IFFT，得到该路检测通道对应的处理后的光强与波长的关系图，并基于所述处理后的光强与波长的关系图对该检测通道对应的待检测溶液样本进行检测分析。

进一步地，本申请实施例中，对每一路检测通道对应的光强与波长的关系图，依次进行快速傅里叶变换FFT，滤波处理，快速傅里叶逆变换IFFT，得到该路检测通道对应的处理后的光强与波长的关系图，并基于所述处理后的光强与波长的关系图对该检测通道对应的待检测溶液样本进行检测分析时，所述光谱探测器具体用于：

对每一路检测通道对应的光强与波长的关系图进行采样处理，得到长度为N的第一样值序列；

对所述第一样值序列进行快速傅里叶变换FFT，得到第一变换结果，并对所述第一变换结果进行滤波处理，得到处理后的第二样值序列；

对所述第二样值序列进行快速傅里叶逆变换IFFT，得到第二变换结果，并基于所述第二变换结果，对该路检测通道对应的待检测溶液样本进行检测分析。

可选地，基于所述第二变换结果，对该路检测通道对应的待检测溶液样本进行检测分析时，所述光谱探测器具体用于：

基于极值法和/或相位法对所述第二变换结果对应的余弦波进行处理，得到所述余弦波的波形周期，并根据所述余弦波的波形周期得到该路检测通道对应的待检测溶液样本中待测薄膜的厚度。

可选地，基于极值法和/或相位法对所述第二变换结果对应的余弦波进行处理，得到所述余弦波的波形周期时，所述光谱探测器具体用于：

基于找到相邻极大值的方式获得光强和波长关系图的周期；和/或，

基于相位关系找到光强和波长关系图的周期。

例如，针对每一路检测通道的分析过程可以包括以下步骤：

步骤1、对光谱仪得到的波长—光强数据进行采样处理，得到一串长度为N的样值序列。

步骤2、对步骤1所得序列进行FFT变换，然后进行滤波处理，以消除噪声干扰和由于不同波长的反射率不同所造成的波形畸变。

理想情况下，波长光强曲线为标准的余弦曲线，通过该曲线的周期就可以得到被测薄膜的厚度，但在实际测量过程中由于噪声的存在，宽谱情况下反射率的不恒定，光源强度的不均匀，最终波形往往不是纯正的余弦波形，在这里通过对频谱的处理来消除这些影响。利用FFT，数字信号处理进行滤波，可以实现接近理想的滤波特性，去除光源频谱密度不一致、宽谱反射率不一致引入的误差，以及光源抖动、环境绕动等一系列噪声。

步骤3、对步骤2所得序列进行IFFT变换，此时得到的为较为纯净的余弦波形，通过极值法和相位法，可以较为容易的找到波形的周期，进而得到被测薄膜的厚度信息。

本申请实施例中，薄膜干涉仪中的光源可以是宽谱光源，其波长范围可以是380nm～760nm。光源优选长寿命光源，可以支持长时间的检测和避免频繁更换光源耗材。薄膜干涉仪中的光谱探测器通常是光谱仪，它是以光谱探测器测量谱线不同波长位置强度的装置，以色散元件将辐射源的电磁辐射分离出所需要的波长或波长区域，并在选定的波长上(或扫描某一波段)进行强度测定。在此装置中，它被用来分析反射光谱在多个波长处的光强度。薄膜干涉仪中的生物传感器是由一段光纤棒构成，如图2所示，为本申请实施例提供的一种生物传感器的结构示意图。

其长度为10mm～30mm，此光纤可以为多模光纤，其直径在200μm～1000μm范围内。光纤棒的远端面作为生物层搭载面，首先需要经过严格的抛光。在光纤断面上涂覆高折射率层2，厚度在10～50nm之间，接着在抛光的端面上使用物理气相沉积的方法涂覆一层透明膜3，此透明膜的厚度在100nm～2000nm之间，优选500nm～800nm之间。此透明膜层的折射率需接近或者等于生物分子层4的折射率。当透明膜层3结合生物分子层4后，入射光的反射光将主要由生物分子层与缓冲液之间的界面5反射，而不是由透明膜层与生物分子层之间的界面反射。此透明膜层的材料可以是折射率在1.35～1.55之间的固体透明材料，如二氧化硅(SiO2)，聚苯乙烯(PS)或者聚乙烯(PE)等。

示例性的，参阅图3所示，为本申请实施例提供的一种生物膜厚度仿真计算原理示意图，经过理论建模和仿真计算得到，当生物膜分子层4的厚度变化时(厚度由d4变为d4+d5)，反射光谱变化明显。

具体的，可以利用反推的方式，通过对反射光谱干涉信号变化分析，计算得到第二反射光谱的位移信息，从而计算得到生物膜层的厚度信息，进而推测出生物分子结合的多少。

那么，生物分子层4与透明分子层3的结合通常是通过共价键的方式。在此，我们经常利用双功能试剂形成生物相容性分子层。生物相容性分子层的材料通常为硅烷偶联剂，PEG，Poly-L-glutamic acid，Poly-L-lysine，PAMAM，Dextran等。硅烷偶联剂具有在有机和无机材料之间形成牢固的化学键的能力，可以作为无机物基底层与有机物分子层之间的连接介质。

实际应用中，硅烷偶联剂的通式通常具有两类官能团。X是可水解基团，通常是烷氧基，酰氧基，卤素或胺。水解后，形成活性硅烷醇基团，其可与其它硅烷醇基团(例如，硅质填料表面)缩合以形成硅氧烷键。硅烷可以通过溶液或气相沉积方法形成自组装单层膜。最常用硅烷为氯硅烷或烷氧基硅烷，并且一旦沉积发生，与表面形成化学(氧杂环)键，可对基材进行永久改性。R基团是不可水解的有机游离基，它可能是具有一些特殊功能的官能团，比如说含有氨基(-NH2)、羟基(-OH)或者羧基(-COOH)，可以与蛋白质或者核酸分子缩合形成聚合物，起到在生物传感器的端面上固定蛋白质分子或者核酸分子的作用。

示例性的，参阅图4所示，为本申请实施例提供的一种溶液样本检测分析方法的详细流程图，该方法薄膜干涉仪，所述薄膜干涉仪包括光源，高速多通道光开关，多路检测通道和光谱探测器，其中，一个检测通道至少包括用于检测的光纤生物传感器，该方法包括以下步骤：

步骤400：基于所述高速多通道光开关，将所述光源产生的光信号分别传递至所述多路检测通道。

步骤410：接收所述多路检测通道分别返回的信号，并基于所述光谱探测器对所述多路检测通道分别返回的信号进行处理，分别得到所述多路检测通道对应的光强与波长的关系图。

步骤420：基于所述多路检测通道对应的光强与波长的关系图，分别对各检测通道对应的待检测溶液样本进行检测分析。

本申请实施例中，光谱探测器包括光谱探测和光谱分析功能，那么，光谱探测器在基于所述多路检测通道对应的光强与波长的关系图，分别对各检测通道对应的待检测溶液样本进行检测分析时，一种较佳的实现方式为：

对每一路检测通道对应的光强与波长的关系图，依次进行快速傅里叶变换FFT，滤波处理，快速傅里叶逆变换IFFT，得到该路检测通道对应的处理后的光强与波长的关系图，并基于所述处理后的光强与波长的关系图对该检测通道对应的待检测溶液样本进行检测分析。

进一步地，光谱探测器在对每一路检测通道对应的光强与波长的关系图，依次进行快速傅里叶变换FFT，滤波处理，快速傅里叶逆变换IFFT，得到该路检测通道对应的处理后的光强与波长的关系图，并基于所述处理后的光强与波长的关系图对该检测通道对应的待检测溶液样本进行检测分析时，一种较佳地实现方式为：

对每一路检测通道对应的光强与波长的关系图进行采样处理，得到长度为N的第一样值序列；对所述第一样值序列进行快速傅里叶变换FFT，得到第一变换结果，并对所述第一变换结果进行滤波处理，得到处理后的第二样值序列；对所述第二样值序列进行快速傅里叶逆变换IFFT，得到第二变换结果，并基于所述第二变换结果，对该路检测通道对应的待检测溶液样本进行检测分析。

更进一步的，光谱探测器在基于所述第二变换结果，对该路检测通道对应的待检测溶液样本进行检测分析时，一种较佳地实现方式为：

基于极值法和/或相位法对所述第二变换结果对应的余弦波进行处理，得到所述余弦波的波形周期，并根据所述余弦波的波形周期得到该路检测通道对应的待检测溶液样本中待测薄膜的厚度。

下面结合具体的应用场景对本申请实施例提供的溶液样本检测分析方法进行详细说明，启动光源，高速多通道光开关扫描各检测通道，将光信号传输至各路检测通道进行检测分析，具体过程如下：在T11时刻开关接通1号样本采集光谱信息，数据处理得到厚度信息，以T11时隙中点为时间t描绘厚度-时间图像的点值；在T12时刻开关接通2号样本采集光谱信息，数据处理得到厚度信息，以T12时隙中点为时间t描绘厚度-时间图像的点值；……；T1N时刻接通N号样本采集光谱信息，数据处理得到厚度信息，以T1N时隙中点为时间t描绘厚度-时间图像的点值；T21时刻开关接通1号样本采集光谱信息，数据处理得到厚度信息，以T21时隙中点为时间t描绘厚度-时间图像的点值；在T22时刻开关接通2号样本采集光谱信息，数据处理得到厚度信息，以T22时隙中点为时间t描绘厚度-时间图像的点值；……；T2N时刻接通N号样本采集光谱信息，数据处理得到厚度信息，以T2N时隙中点为时间t描绘厚度-时间图像的点值；重复执行上述过程，可以分别得到1号样本，2号样本，……，N号样本的反应物厚度随时间的变化曲线。

示例性的，参阅图5所示，为本申请实施例提供的一种检测分析过程示意图。

步骤1、通过光谱仪得到光强和波长的关系图。

步骤2、采取N个样点，若N不为2的幂次方，通过插值的方式补齐；

步骤3、进行FFTR变换；

步骤4、滤波处理，去除掉噪声的干扰和不同波长发射率不同的影响；

步骤5、进行IFFT处理；

步骤6-1、通过找到相邻极大值的方式来获得光强和波长关系图的周期；

步骤6-2、通过相位关系找到光强和波长的周期；

步骤7、得到厚度信息。

本申请中描述的薄膜干涉仪适用于以下应用：a)在生物传感器端面上结合某种病原的抗体，用于检测环境中的病原；b)在端面上固定某种抗原，用以评价针对此抗原的抗体的亲和力；c)在端面上固定核酸分子单链，用以探测与此单链同源的互补单链或者其他分子；d)在端面上固定蛋白质分子，用于识别与此蛋白形成复合体的配体，或者分析其结合动力学；e)在端面上固定结合物，构建与其结合的分析物的标准曲线，使用此标准曲线，可以确定未知溶液中分析物的浓度。

以上这些单元可以是被配置成实施以上方法的一个或多个集成电路，例如：一个或多个特定集成电路(Application Specific Integrated Circuit，简称ASIC)，或，一个或多个微处理器(digital singnal processor，简称DSP)，或，一个或者多个现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array，简称FPGA)等。再如，当以上某个单元通过处理元件调度程序代码的形式实现时，该处理元件可以是通用处理器，例如中央处理器(CentralProcessing Unit，简称CPU)或其它可以调用程序代码的处理器。再如，这些单元可以集成在一起，以片上系统(system-on-a-chip，简称SOC)的形式实现。

进一步地，本申请实施例提供的薄膜干涉仪，从硬件层面而言，所述薄膜干涉仪的硬件架构示意图可以参见图6所示，所述薄膜干涉仪可以包括：存储器60和处理器61，

存储器60用于存储程序指令；处理器61调用存储器60中存储的程序指令，按照获得的程序指令执行上述应用于薄膜干涉仪的方法实施例。具体实现方式和技术效果类似，这里不再赘述。

可选地，本申请还提供一种薄膜干涉仪，包括用于执行上述应用于薄膜干涉仪的方法实施例的至少一个处理元件(或芯片)。

可选地，本申请还提供一种程序产品，例如计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令用于使该计算机执行上述应用于薄膜干涉仪的方法实施例。

这里，机器可读存储介质可以是任何电子、磁性、光学或其它物理存储装置，可以包含或存储信息，如可执行指令、数据，等等。例如，机器可读存储介质可以是：RAM(RadomAccess Memory，随机存取存储器)、易失存储器、非易失性存储器、闪存、存储驱动器(如硬盘驱动器)、固态硬盘、任何类型的存储盘(如光盘、dvd等)，或者类似的存储介质，或者它们的组合。

上述实施例阐明的系统、装置、模块或单元，具体可以由计算机芯片或实体实现，或者由具有某种功能的产品来实现。一种典型的实现设备为计算机，计算机的具体形式可以是个人计算机、膝上型计算机、蜂窝电话、相机电话、智能电话、个人数字助理、媒体播放器、导航设备、电子邮件收发设备、游戏控制台、平板计算机、可穿戴设备或者这些设备中的任意几种设备的组合。

为了描述的方便，描述以上装置时以功能分为各种单元分别描述。当然，在实施本申请时可以把各单元的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请实施例可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可以由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其它可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其它可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

而且，这些计算机程序指令也可以存储在能引导计算机或其它可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或者多个流程和/或方框图一个方框或者多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其它可编程数据处理设备上，使得在计算机或者其它可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其它可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种溶液样本检测分析方法，其特征在于，应用于薄膜干涉仪，所述薄膜干涉仪包括光源，高速多通道光开关，多路检测通道和光谱探测器，其中，一个检测通道至少包括用于检测的光纤生物传感器，所述方法包括：

基于所述高速多通道光开关，将所述光源产生的光信号分别传递至所述多路检测通道；

接收所述多路检测通道分别返回的信号，并基于所述光谱探测器对所述多路检测通道分别返回的信号进行处理，分别得到所述多路检测通道对应的光强与波长的关系图；

基于所述多路检测通道对应的光强与波长的关系图，分别对各检测通道对应的待检测溶液样本进行检测分析。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，基于所述多路检测通道对应的光强与波长的关系图，分别对各检测通道对应的待检测溶液样本进行检测分析的步骤包括：

对每一路检测通道对应的光强与波长的关系图，依次进行快速傅里叶变换FFT，滤波处理，快速傅里叶逆变换IFFT，得到该路检测通道对应的处理后的光强与波长的关系图，并基于所述处理后的光强与波长的关系图对该检测通道对应的待检测溶液样本进行检测分析。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，对每一路检测通道对应的光强与波长的关系图，依次进行快速傅里叶变换FFT，滤波处理，快速傅里叶逆变换IFFT，得到该路检测通道对应的处理后的光强与波长的关系图，并基于所述处理后的光强与波长的关系图对该检测通道对应的待检测溶液样本进行检测分析的步骤包括：

对每一路检测通道对应的光强与波长的关系图进行采样处理，得到长度为N的第一样值序列；

对所述第一样值序列进行快速傅里叶变换FFT，得到第一变换结果，并对所述第一变换结果进行滤波处理，得到处理后的第二样值序列；

对所述第二样值序列进行快速傅里叶逆变换IFFT，得到第二变换结果，并基于所述第二变换结果，对该路检测通道对应的待检测溶液样本进行检测分析。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，基于所述第二变换结果，对该路检测通道对应的待检测溶液样本进行检测分析的步骤包括：

基于极值法和/或相位法对所述第二变换结果对应的余弦波进行处理，得到所述余弦波的波形周期，并根据所述余弦波的波形周期得到该路检测通道对应的待检测溶液样本中待测薄膜的厚度。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，基于极值法和/或相位法对所述第二变换结果对应的余弦波进行处理，得到所述余弦波的波形周期的步骤包括：

基于找到相邻极大值的方式获得光强和波长关系图的周期；和/或，

基于相位关系找到光强和波长关系图的周期。

6.一种薄膜干涉仪，其特征在于，所述薄膜干涉仪包括光源，高速多通道光开关，多路检测通道和光谱探测器，其中，一个检测通道至少包括用于检测的光纤生物传感器，

所述光源，用于产生光信号，并通过所述高速多通道光开关将所述光信号分别传递至所述多路检测通道；

所述光谱探测器，用于接收所述多路检测通道分别返回的信号，并对所述多路检测通道分别返回的信号进行处理，分别得到所述多路检测通道对应的光强与波长的关系图；

所述光谱探测器，还用于基于所述多路检测通道对应的光强与波长的关系图，分别对各检测通道对应的待检测溶液样本进行检测分析。

7.如权利要求6所述的薄膜干涉仪，其特征在于，在基于所述多路检测通道对应的光强与波长的关系图，分别对各检测通道对应的待检测溶液样本进行检测分析时，所述光谱探测器具体用于：

对每一路检测通道对应的光强与波长的关系图，依次进行快速傅里叶变换FFT，滤波处理，快速傅里叶逆变换IFFT，得到该路检测通道对应的处理后的光强与波长的关系图，并基于所述处理后的光强与波长的关系图对该检测通道对应的待检测溶液样本进行检测分析。

8.如权利要求7所述的薄膜干涉仪，其特征在于，对每一路检测通道对应的光强与波长的关系图，依次进行快速傅里叶变换FFT，滤波处理，快速傅里叶逆变换IFFT，得到该路检测通道对应的处理后的光强与波长的关系图，并基于所述处理后的光强与波长的关系图对该检测通道对应的待检测溶液样本进行检测分析时，所述光谱探测器具体用于：

对每一路检测通道对应的光强与波长的关系图进行采样处理，得到长度为N的第一样值序列；

对所述第一样值序列进行快速傅里叶变换FFT，得到第一变换结果，并对所述第一变换结果进行滤波处理，得到处理后的第二样值序列；

对所述第二样值序列进行快速傅里叶逆变换IFFT，得到第二变换结果，并基于所述第二变换结果，对该路检测通道对应的待检测溶液样本进行检测分析。

9.如权利要求8所述的薄膜干涉仪，其特征在于，基于所述第二变换结果，对该路检测通道对应的待检测溶液样本进行检测分析时，所述光谱探测器具体用于：

基于极值法和/或相位法对所述第二变换结果对应的余弦波进行处理，得到所述余弦波的波形周期，并根据所述余弦波的波形周期得到该路检测通道对应的待检测溶液样本中待测薄膜的厚度。

10.如权利要求4所述的薄膜干涉仪，其特征在于，基于极值法和/或相位法对所述第二变换结果对应的余弦波进行处理，得到所述余弦波的波形周期时，所述光谱探测器具体用于：

基于找到相邻极大值的方式获得光强和波长关系图的周期；和/或，

基于相位关系找到光强和波长关系图的周期。

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