CN117929345B - 一种手持式检测装置及荧光检测系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种手持式检测装置及荧光检测系统，涉及快速检测领域。手持式检测装置的结构通过优化主控模块和荧光光谱采集模块实现了对电路和光路的分别控制，荧光光谱采集模块中，激发光路垂直分布，光谱传感器采集和检测多个波长的光谱信号数据，并通过激发光路的数量和基座组件的有无设置了可移动的和固定的这2种不同结构的手持式检测装置，实现了对免疫荧光层析卡条不同类型检测的兼容性，并降低了装置的生产成本，解决了无法实现装置便携化和小型化的技术难题，特别适应在POCT领域推广应用。对应的荧光检测系统分别采用2种信号处理方法，通过引入光谱特征值和光谱特征值标准曲线，提高了定量检测的特异性和灵敏度。

Description

一种手持式检测装置及荧光检测系统

技术领域

本发明涉及检测仪器领域，特别涉及到用于对免疫荧光层析卡条进行定量分析的一种检测装置，尤其是适合在POCT领域应用的、便携的、手持式定量检测装置。

背景技术

免疫荧光层析是基于抗原-抗体特异性识别的分析技术，结合了免疫学、荧光学和生物化学等多个学科，具有高灵敏度、高特异性、快速、简便等优点。免疫荧光层析卡条通常包含测试线（包被抗原或抗体）和质控线（抗抗体）。由于实验需求、样本类型、目标分析物的大小/特性、制造商和产品型号等不同，形成的免疫荧光层析卡条的尺寸、检测线的数量等也会不同，免疫荧光层析卡条的形状、尺寸和类型目前尚没有统一的行业标准，因而现有的免疫荧光层析卡条存在不同的类型，因而对免疫荧光层析卡条进行定量检测的配套仪器的兼容性较差。但是，对免疫荧光层析卡条进行免疫荧光层析检测的核心原理相同，具体为：特定波长的入射光照射到免疫荧光层析卡条上的检测线，检测线上荧光标记的、免疫反应后的特异性复合物被激发后发出特定波长的荧光信号，通过对该荧光信号进行采集和分析，从而获得免疫反应中的待测物浓度的定量数据。

实用新型专利CN207964836U公开了一种干式免疫荧光层析定量检测装置，通过多级不同形状小孔、滤光片等设计了一种45度式检测激发光路，减少杂散光干扰，提高检测精度。实用新型专利CN211263193U公开了一种检测多通道的免疫荧光层析定量检测仪器及其检测方法，点光源发出的激发光经过透镜组、滤光片和二向色镜等组件形成了一种正交激发光路，其效果为在纸条检测线上照射形成一个长条形光斑，有效解决传统长条光斑的灵敏度低、重复性差的问题。在这两个专利中，主要通过优化激发光路，尤其是优化光斑的大小或形状等来提高检测精度，这种依赖于透镜、滤光片等光学组件形成复杂光路的检测方式对于较大设备是较为合适的，但是，在POCT领域，存在检测设备小型化、便捷化以及低成本化的需求，复杂的光学组件在设备小型化、低成本设计上面临巨大的技术挑战。

目前，免疫荧光层析卡条检测的配套仪器主要有荧光读卡器和层析扫描仪，这些仪器主要用于读取和解析卡条上的荧光信号，从而得出检测结果。常用的配套仪器中，光学检测器多数会选择光电二极管(PD)，通过PD与滤光片配合，加上特殊的信号处理电路来实现对特定荧光波长强度的控制和检测，该检测方式中对信号处理电路有着较高的复杂度。此外，层析扫描仪首先需要对采集的荧光信号进行扫描，扫描过程需要一定的传动结构保证对免疫荧光层析卡条进行匀速地扫描，然后生成扫描曲线再进行分析，检测过程中要求保证传动结构的匀速运动，这个要求对于检测装置在低成本、便携化和小型化设计中也存在巨大的技术挑战。

发明内容

本发明的目的在于至少部分地克服现有技术的缺陷，提供一种结构简单、体积小、便于手持携带、低成本的手持式检测装置，用于对不同类型的免疫荧光层析卡条进行定量检测，兼容性好。

为达到上述目，本发明提供了如下技术方案：一种手持式检测装置，用于对免疫荧光层析卡条进行定量检测，包括主控模块、荧光光谱采集模块和装置外壳；该主控模块用于电路控制、数据交互和信号处理；该荧光光谱采集模块包括激发光路和光谱检测组件，分别用于对免疫荧光层析卡条进行荧光激发和荧光信号的采集、检测；该装置外壳通过形状和尺寸相配合的下外壳和上盖固定连接，并设置有适于手持的握持柄，该下外壳上设置有用于定位放置免疫荧光层析卡条的卡条组件；其中，该激发光路从上到下垂直分布，光从激发光源发出，经过聚光透镜和透光小孔的整形后，最后形成光斑照射至免疫荧光层析卡条上；该光谱检测组件中，将光谱传感器设置在面向免疫荧光层析卡条上检测线的一侧，同时，该光谱传感器与免疫荧光层析卡条的垂直距离为3~5mm。

根据本发明的一个优选实施例，该主控模块包括主控板、光谱检测驱动电路，以及设置在主控板上的恒流驱动电路、放大电路，其中，光谱检测驱动电路设置在1块独立的光谱检测驱动电路板上，用于为光谱传感器提供电源和传输数据，该光谱检测驱动电路板与该主控板通过线路连接。

优选地，激发光路还包括光强反馈组件，光强反馈组件采用光电传感器，与设置在主控模块上的放大电路配合，用于动态调节激发光源的驱动电流。

优选地，聚光透镜为平凸透镜且直径范围为3～6mm；该激发光路上的2个透光小孔分别是第一透光小孔和第二透光小孔，第一透光小孔位于第一透光小孔板上、第二透光小孔位于第二透光小孔板上，第一透光小孔板和第二透光小孔板上下垂直分布；该光谱传感器固定在该光谱检测驱动电路板上，并且二者共同固定在2块透光小孔板之间；在第二透光小孔所在的第二透光小孔板上还设置有1个方形孔，用于容纳该光谱传感器。

进一步优选地，光谱传感器和光谱检测驱动电路板垂直方向的厚度相近；该方形孔和该第二透光小孔之间相距3mm±0.5mm。

根据本发明的一个优选实施例，该卡条组件，包括免疫荧光层析卡条、卡条固定座和触控开关，触控开关用于检测该卡条固定座上免疫荧光层析卡条的状态，将免疫荧光层析卡条向卡条固定座插入到位后，触控开关被触发响应。

第二方面，本发明提供了一种手持式检测装置，包括可移动的和固定的这2种不同结构：可移动的手持式检测装置设置1组激发光路和1组基座组件，该免疫荧光层析卡条的类型为有2条或2条以上的检测线，检测时通过基座组件带动免疫荧光层析卡条可移动地在水平方向运动，依次运动定位至激发光路的下方并完成荧光激发和荧光信号的采集、检测；固定的手持式检测装置设置2组激发光路，分别位于光谱检测组件的两侧，该免疫荧光层析卡条的类型为仅有2条检测线，检测时免疫荧光层析卡条固定、且2条检测线分别定位在2组激发光路的下方，并先后完成荧光激发和荧光信号的采集、检测。

根据本发明的一个优选实施例，该可移动的手持式检测装置中，该基座组件包括丝杆电机、直线轴承、导向轴、零位触控开关、直线滑块以及电机固定基座；其中，该丝杆电机固定在电机固定基座上，导向轴与丝杆电机的伸出丝杆平行设置，导向轴的一端连接电机固定基座，导向轴的中端穿过直线轴承，导向轴的另一端固定在下外壳上；该直线轴承、零位触控开关均固定在直线滑块上，直线滑块和丝杆电机的伸出丝杆连接，通过丝杆电机上丝杆的旋转带动直线滑块做直线运动，零位触控开关用于表明直线滑块的运动是否处于机械零位状态。

根据本发明的另一个优选实施例，该固定的手持式检测装置中，2组激发光路之间的间距，与免疫荧光层析卡条上2条检测线的间距一致，为5～10mm。

第三方面，本发明提供了一种荧光检测系统，与上述的手持式检测装置配套使用，对免疫荧光层析卡条上荧光光谱信号数据进行信号处理，免疫荧光层析卡条的检测线至少包括1条测试线T线和1条质控线C线；信号处理的方法包括：取测试线T线上荧光信号数据与质控线C线上荧光信号数据的比值作为光谱特征值，将敏感荧光通道上的光谱特征值，代入由系列浓度梯度标准品检测绘制的光谱特征值标准曲线上，进而获得定量检测结果。

第四方面，本发明要求保护上述手持式检测装置，在免疫荧光层析卡条检测领域的应用。

本发明的有益效果：

本发明提供了一种手持式检测装置和荧光检测系统，用于对不同类型的免疫荧光层析卡条进行定量检测。手持式检测装置实际要解决的核心技术问题是：装置小型化过程中面临的复杂光学结构、信号处理方式和兼容性问题。本发明的手持式检测装置的核心技术方案是，实现对免疫荧光层析卡条进行定量检测，该装置包括主控模块、荧光光谱采集模块和装置外壳这三部分主体结构，通过主控模块和荧光光谱采集模块分别实现对装置的电路控制和光路控制，荧光光谱采集模块包括激发光路和光谱检测组件，激发光路包括垂直分布的激发光路相关组件和光强反馈组件。其中，由激发光源、聚光透镜和透光小孔等相关组件形成垂直分布的1组或2组激发光路，并通过光强反馈组件精准控制激发光源发出光波的精准性和稳定性。关于兼容性，将装置设置成可移动的和固定的这2种不同结构，区别在于激发光路的数量和基座组件的有无，分别对应于进行可移动地检测（或检测场景1）和固定地检测（或检测场景2）。对应检测场景1时进行可移动的检测，该免疫荧光层析卡条的类型为有2条或2条以上的检测线，激发光路为1组，还设置有能够带动免疫荧光层析卡条做水平运动的基座组件，实现了多条检测线的依次非均速移动和定位检测，增强了对不同类型免疫荧光层析卡条定量检测的兼容性。装置外壳设置可以设置成类T形，包括一个适于手持的握持柄，而且本发明所述手持式检测装置的光路和电路设置集成性强、结构简单、体积小，手持携带方便，检测操作简单，只需要将免疫荧光层析卡条插入到位即可启动定量检测。对应检测场景2时，该免疫荧光层析卡条的类型为仅有2条检测线时，不需要基座组件，只需要在光谱检测组件的两侧分别设置1组激发光路即可实现分别对2条检测线的定量检测。

本发明提供的荧光检测系统，对应于2种不同结构的手持式检测装置，对免疫荧光层析卡条信号的处理方法也略有区别：当免疫荧光层析卡条的检测线至少包括1条测试线（T线）和1条质控线（C线）时，信号处理方法的核心点在于，取T线上荧光信号数据与C线上荧光信号数据的比值作为光谱特征值，将敏感荧光通道上的光谱特征值，代入由系列浓度梯度标准品检测绘制的光谱特征值标准曲线上，进而获得T线的定量检测结果。在进行可移动地检测中，还可以对非检测线的背景区域进行荧光激发和光谱检测，通过引入的背景值进一步精确调控C线上荧光信号的精确值，从而能够获得更加精准的荧光信号的定量检测数据。

本发明所述手持式检测装置的电路控制主要由主控模块完成，包括主控板、光谱检测驱动电路，以及设置在主控板上的放大电路、电池管理电路、信号通讯电路、显示驱动电路和恒流驱动电路，其中，光谱检测驱动电路设置在1块独立的光谱检测驱动电路板上。

光路控制主要由荧光光谱采集模块完成，荧光光谱采集模块又进一步包括激发光路和光谱检测组件。激发光路从上到下垂直分布，依次包括激发光源、聚光透镜和透光小孔，激发光源发出的光经聚光透镜折射后形成一个均匀、集中的、圆形的光斑，再通过透光小孔后将免疫荧光层析卡条上激发的圆形的光斑整形为所需大小和形状的光斑。在上述组件结构、位置优化的基础上，再通过对光谱传感器和光谱检测驱动电路板垂直方向的厚度、第二透光小孔板的方形孔和第二透光小孔之间距离、光谱传感器与免疫荧光层析卡条的垂直距离，以及激发光路最终光斑的直径等数据的层层优化，进一步提高了手持式检测装置的检测灵敏度和准确性。光谱检测组件采集和检测的荧光信号为多个波长的光谱信号数据，并进一步获得多个波长点的光谱曲线的数据序列，这样多个波长的光谱能够覆盖免疫荧光层析卡条所发出荧光的中心波长范围，从系列浓度梯度标准品检测的系列光谱特征值中，将线性相关度最高的荧光通道判定为荧光光谱的敏感荧光通道，后续取该荧光通道上的光谱特征值的数据为具体使用数据，这样避免使用为了满足对荧光光谱的波长范围的精确控制所需选用的复杂且昂贵的光路控制相关原器件，进一步降低了便携式仪器小型化研究过程中的生产成本。

荧光光谱采集模块中的光谱检测组件对荧光光谱进行荧光信号的采集时，相较于以PD作为传感器、配合匀速扫描的传统方法，本发明光谱检测组件通过光谱传感器实现对荧光信号的光路检测，不需要进行匀速运动控制，也不需要复杂的光路控制，因此，主控模块中光谱检测驱动电路及其他相关电路的控制都比较简单，避免了采用匀速运动对复杂传动结构的依赖。光谱检测组件位置设置中，将光谱传感器设置于免疫荧光层析卡条正上方与第二透光小孔相邻，与第二透光小孔基本在同一水平面。当免疫荧光层析卡条被激发光路的光斑照射后，光谱传感器位于整个荧光发散的空间区域内，并位于该发散的空间的斜上侧区域，能够实现对荧光信号的全面采集和检测。

本发明中对光路控制部分还设置了光强反馈组件，一方面将光电传感器产生的微弱光电信号放大成可测量的电信号；另一方面，每次开机时，激发光源先进行一段时间照射，由光电传感器检测这个过程中激发光源的发光强度均值，将此发光强度均值与设定发光强度进行对比，动态调节激发光源的驱动电流，确保每次检测时激发光源的发光强度保持一致，从而避免长时间使用情况下，激发光源出现老化状况，即相同驱动电流情况下激发光源的发光强度不一致的问题，从而影响检测系统的检测重复性和准确度。

2种不同结构的手持式检测装置的构思重点依旧在于垂直分布的激发光路的设置，并通过调整激发光路的数量和基座组件的有无实现，提高了该手持式检测装置对不同类型免疫荧光层析卡条定量检测的兼容性。对于检测场景1，检测的免疫荧光层析卡条的类型为有2条或2条以上的检测线，设置1路激发光路和基座组件。在插入免疫荧光层析卡条后，由于基座组件的存在，基座组件带动免疫荧光层析卡条进行水平运动。基座组件的主要作用是为了适应不同类型的免疫荧光层析卡条，由于免疫荧光层析卡条的类型不同，当有2条或2条以上的检测线时，检测线之间的间距往往不一样，荧光激发时，需要将免疫荧光层析卡条待检测的检测线分别移动至激发光路的下方，故只需要布置一路激发光路即可。进行光谱检测时，基座组件的运动不需要保持匀速，只需要依次运动定位至目标检测线对应的位置即可。

检测场景1时，引入基座组件通过水平运动实现定位，不仅克服了传动扫描对匀速运动所需复杂传动结构的依赖性，还降低了装置的成本。其中，基座组件包括零位触控开关、丝杆电机、导向轴、直线滑块、直线轴承以及电机固定基座。将免疫荧光层析卡条固定在卡条组件的卡条固定座上，卡条固定座固定在直线滑块上。丝杆电机带动直线滑块沿着导向轴前后运动，通过零位触控开关的状态表明免疫荧光层析卡条的移动位置，当免疫荧光层析卡条插入到位即为初始位置，触发零位触控开关响应，并随后指示丝杆电机带动免疫荧光层析卡条待检测区域依次经过垂直分布的激发光路整形后光斑所照射的位置，免疫荧光层析卡条上的每一个待检测区域完成激发光路照射和光谱检测后，运动到下一个待检测区域，循环重复进行激发光路照射和光谱检测。

检测场景2下，检测免疫荧光层析卡条时，仅需要检测固定间距的免疫荧光层析卡条上的2条检测线，分别设置2路激发光路，将设置好的激发光路上发出的激发光斑和免疫荧光层析卡条上固定位置的2条检测线的位置对应，即需要在2条检测线（C线和T线）上方各布置一路激发光路，分时检测T线/C线的光谱信息即可，无需移动。

本发明的手持式检测装置的外观可以设置为T型，窄端为握持柄，并优化了对电路控制和光路控制的结构组件，实现了设备小型化、低成本设计，整体结构简单，使得定量检测的操作也更加简化，并依旧能够保持对电路和光路的精确控制和互动控制。手持式检测装置整体外观更加小巧紧凑、便于手持携带，尤其是固定的手持式检测装置体积相对更小。手持式检测装置和荧光检测系统相配合，实现了对不同类型的免疫荧光层析卡条的定量检测的兼容性，在临床和现场快速诊断中具有良好的应用前景。

附图说明

图1为本发明对应于检测场景1的手持式检测装置的结构设置示意图；

图2为本发明对应于检测场景2的手持式检测装置的结构设置示意图；

图3为本发明对应于检测场景1的手持式检测装置的主要功能模块之间的关系图；

图4为本发明手持式检测装置外观的立体俯视图；

图5为本发明手持式检测装置外观前部的立体俯视图；

图6为本发明对应于检测场景1的手持式检测装置的下外壳内部固定的锂电池和基座组件相关结构的俯视图；

图7为本发明对应于检测场景1的手持式检测装置的基座组件和卡条组件相关结构的立体俯视图；

图8为本发明对应于检测场景1的手持式检测装置的主控板和激发光路相关结构的立体俯视图；

图9为本发明对应于检测场景1的手持式检测装置的透光小孔板和光谱检测组件相关结构的立体剖视图；

图10为本发明对应于检测场景1的手持式检测装置的聚光透镜和光谱检测组件位置关系的剖面图；

图11为本发明手持式检测装置的光电传感器的位置示意图；

图12为本发明手持式检测装置的光谱传感器和光谱检测驱动电路板之间位置示意图；

图13为本发明对应于检测场景2的手持式检测装置的内部核心结构示意图；

图14-图16为利用本发明手持式检测装置及其荧光检测系统具体实验的检测结果图，其中，图14为SAA标准品的浓度—光谱特征值标准曲线图，图15为CRP标准品的浓度—光谱特征值标准曲线图，图16为Lp-PLA2标准品的浓度—光谱特征值标准曲线图。

图中：1-下外壳；11-电池；12-开关；13-接口；21-丝杆电机；22-直线轴承；23-导向轴；24-零位触控开关；25-直线滑块；26-电机固定基座；31-免疫荧光层析卡条；32-卡条固定座；33-触控开关；4-激发光路；41-激发光源；42-聚光透镜；43-第一透光小孔板；44-第二透光小孔板；45-光电传感器；46-固定板；5-光谱检测组件；51-光谱传感器；52-光谱检测驱动电路板；53-主控板；6-上盖；61-确定按键；62-返回按键；63-选择按键；64-显示屏。

具体实施方式

下面结合附图详细描述本发明的实施方式，为便于清楚、完整的说明本发明手持式检测装置具体示例性的实施方式，阐述了许多具体细节的描述，用来全面完善并理解本发明总的发明构思，然而在其他情况下，一个或多个公知的实施方式在没有这些具体细节的情况下也可以被实施。

本发明要求保护一种手持式检测装置及其在免疫荧光层析检测领域的应用，其中，“检测”是对抗原或抗体特异性免疫反应结果的检测，属于体外诊断试剂领域，所述手持式检测装置属于免疫荧光层析卡条的配套检测仪器或装置。

根据总的发明构思，本发明提供了一种手持式检测装置和荧光检测系统，用于对免疫荧光层析卡条进行定量检测。手持式检测装置主体结构包括主控模块、荧光光谱采集模块和装置外壳这三部分，其中，主控模块用于电路控制、数据交互和信号处理；荧光光谱采集模块主要包括激发光路和光谱检测组件；装置外壳通过形状和尺寸相配合的下外壳和上盖固定连接，并设置有握持柄实现了手持。具体地，激发光路还设置光强反馈组件，用于动态调节激发光源的驱动电流；激发光路从上到下垂直分布，光从激发光源发出，经过聚光透镜和透光小孔整形后，最后形成的光斑照射至免疫荧光层析卡条上，用于对免疫荧光层析卡条进行准确稳定光波的激发；光谱检测组件中的光谱传感器设置在面向免疫荧光层析卡条上检测线的一侧，用于对免疫荧光层析卡条进行荧光信号的采集、检测；根据激发光路的数量和基座组件的有无设置成2种不同结构，实现了对不同类型的免疫荧光层析卡条定量检测的兼容性，其中，基座组件结构简单，只需要带动免疫荧光层析卡条进行非均速水平定位运动即可。本发明所述手持式检测装置结构简单、体积小、便于手持携带、低成本，可以实现对不同类型的免疫荧光层析卡条进行定量检测，兼容性好。

本发明提供的荧光检测系统，提供了一种对免疫荧光层析卡条的信号处理方法，具体体现在手持式检测装置上主控模块电路布线、数据传输和处理过程中所使用的软件。荧光检测系统的信号处理方法，能够实现对免疫荧光层析卡条上待测样品浓度进行定量计算，该信号处理方法经实验验证，其检测精密度、重复性等参数均可符合体外诊断试剂定量检测的要求。

以下结合附图1-13对本发明所述手持式检测装置的结构、功能，以及荧光检测系统的信号处理方法做进一步详细的说明。

实施例1手持式检测装置结构

本发明所述手持式检测装置，用于对免疫荧光层析卡条31进行定量检测，主体结构包括主控模块、荧光光谱采集模块和装置外壳。其中，主控模块用于电路控制、数据交互和信号处理；荧光光谱采集模块包括激发光路4和光谱检测组件5，分别用于对免疫荧光层析卡条31进行荧光激发和荧光信号的采集、检测；装置外壳通过形状和尺寸相配合的下外壳1和上盖6固定连接，并设置有适于手持的握持柄，所述下外壳1上设置有用于定位放置免疫荧光层析卡条31的卡条组件。

激发光路4从上到下垂直分布，光从激发光源41发出，依次经过聚光透镜42和透光小孔的整形后，最后形成光斑照射至免疫荧光层析卡条31上。其中，激发光路4上的透光小孔有2个，分别设置在上下分布的第一透光小孔板43和第二透光小孔板44上。第一透光小孔板43在上，第二透光小孔板44在下，第一透光小孔板43上的透光小孔称为第一透光小孔，第二透光小孔板44上的透光小孔称为第二透光小孔，第一透光小孔和第二透光小孔也是从上到下垂直分布。

荧光光谱采集模块中，光谱检测组件5采集和检测的荧光信号为多个波长的光谱信号数据，要求该光谱信号数据能够基本覆盖免疫荧光层析卡条31常见类型所发出荧光信号的中心波长。在光谱检测组件5中，将光谱传感器51设置在面向免疫荧光层析卡条31上检测线的一侧，同时，光谱传感器51与免疫荧光层析卡条31的垂直距离为3～5mm，在该垂直距离距离内，光谱传感器51可以获得较为合适的数值，若垂直距离小于3mm，光谱传感器51在做光谱检测时会触碰到免疫荧光层析卡条31，若垂直距离大于5mm，光谱传感器51在做光谱检测时获得的荧光信号数值较弱，影响检测的灵敏性。其中，光谱传感器51与免疫荧光层析卡条31相距不超过5mm的原因是：荧光在空间中呈球状传播，光谱传感器51所接收到的荧光和荧光的传播距离成负相关关系，由于光谱传感器51受球状感光面的面积限制，为了接收到较为准确、合适的荧光信号数据，必须要保证光谱传感器51到免疫荧光层析卡条31的距离尽可能地接近。本发明经过不断调试发现该垂直距离的上限为5mm，还需要保证一定的荧光传播距离，因此，光谱传感器51与免疫荧光层析卡条31垂直距离的下限为不小于1mm。

主控模块包括主控板53、光谱检测驱动电路，以及设置在主控板53上的放大电路、电池管理电路、信号通讯电路、显示驱动电路和恒流驱动电路，其中，光谱检测驱动电路设置在1块独立的光谱检测驱动电路板52上，用于为光谱传感器51提供电源和传输数据，光谱检测驱动电路板52与主控板53通过线路连接。

手持式检测装置发明构思的关键技术点之一为垂直分布的激发光路，为了提高对不同类型的免疫荧光层析卡条进行检测的兼容性，装置设置了2种不同结构，分别对应于检测场景1和检测场景2，检测场景1为可移动的手持式检测装置，设置1组激发光路和基座组件，当免疫荧光层析卡条31的类型为有2条及2条以上的检测线时，检测过程中免疫荧光层析卡条31可以水平移动；检测场景2为固定的手持式检测装置，设置2组激发光路，当免疫荧光层析卡条31的类型为仅有2条检测线（T线和C线）时，检测过程中免疫荧光层析卡条31固定在2组激发光路下方，不可移动。这2种不同结构的主要区别在于激发光路4的数量和基座组件的有无，基座组件主要用来带动卡条组件上的免疫荧光层析卡条31在水平方向运动。2种不同结构的手持式检测装置的示意图分别如图1和图2所示。

图1为对应于检测场景1时的结构设置示意图，即当免疫荧光层析卡条31类型为有2条及2条以上的检测线时，本发明的手持式检测装置设置了1组激发光路4和1组基座组件，通过基座组件带动卡条组件在水平方向做直线往复运动，进一步免疫荧光层析卡条31固定放置在卡条组件上，伴随着卡条组件的运动，免疫荧光层析卡条31在水平方向做同步的直线运动，并依次定位于激发光路4形成的光斑的照射范围内。从图1明显可见：激发光路4中激发光源41、聚光透镜42，以及第一透光小孔板43、第二透光小孔板44上的2个透光小孔从上到下垂直分布，最后激发光路4所形成的光斑照射至免疫荧光层析卡条31上待检的检测线位置，光谱检测组件5位于第一透光小孔板43和第二透光小孔板44中间的水平位置，并置于免疫荧光层析卡条31的斜上方，保证其位于检测线被激发后产生的荧光信号的发散空间区域之内。免疫荧光层析卡条31能够运动、其运动方向为水平方向，且该运动不需要保证均速，只需使得免疫荧光层析卡条31上的待检区域能够依次经过激发光路4的光斑照射激发和光谱检测组件5的采集、检测即可。

图2为对应于检测场景2时的结构设置示意图，即当免疫荧光层析卡条31类型为仅有2条检测线时，本发明的手持式检测装置通过设置2组激发光路4实现，由于2条检测线（一般为质控线即C线、测试线即T线）的位置固定，因此免疫荧光层析卡条31不需要运动，因此不需要设置基座组件，只需要将免疫荧光层析卡条31上的2条检测线分别定位在2组激发光路4各自光斑的照射范围内、能够分别被光斑照射激发即可。从图2明显可见：2组激发光路4对应于2条检测线的位置，其中，激发光源41、聚光透镜42，以及2个透光小孔也是从上到下垂直分布，2组激发光路4最后所形成的光斑分别照射至免疫荧光层析卡条31上的2条检测线，在2组激发光路4之间设置1组光谱检测组件5即可，并且光谱检测组件5的水平位置同样位于第一透光小孔板43和第二透光小孔板44的中间，但是，需要保证光谱检测组件5能够同时覆盖2条检测线被激发后产生的荧光信号的发散空间区域，同时实现对2条检测线的采集、检测。需要特别注意的是，经过调试，当光谱检测组件5中光谱传感器51与免疫荧光层析卡条31的垂直距离，与第二透光小孔板44上第二透光小孔与免疫荧光层析卡条31的垂直距离一致，相当于将光谱传感器51和第二透光小孔板44的第二透光小孔位于同一水平面，光谱传感器51对荧光信号采集、检测的灵敏度最佳。

图3示出了本发明手持式检测装置主要功能模块之间的关系图，展示了本发明手持式检测装置的硬件组成以及各个硬件之间的控制或者信息传输关系，图3可见：光谱传感器51可以采集免疫荧光层析卡条31上的光谱信息，主控模块中主控板53上还可以设置单片机，单片机既可以向光谱传感器51发送控制指令，也可以接收光谱传感器51采集的荧光信号数据，并通过配置的编程对接收的荧光信号数据进行处理，数据处理后可通过蓝牙传输等方式反馈给用户，比如可以展示在上盖6上的显示屏64、或者展示在蓝牙连接的智能手机，其中，显示屏64优选OELD显示屏；电池11优选可以充电的锂电池，在单片机的控制下锂电池能够为设置在主控板53上的恒流驱动电路和基座组件提供电源，其中，当激发光源41为LED光源时，该恒流驱动电路优选可调的LED恒流驱动，通过配置的编程动态调节LED光源工作时的电流值，维持LED光源的稳定性，从而保证照射在免疫荧光层析卡条31上的激发光源41的光强相对更稳定。单片机还可以接受外部3个按键和光强反馈组件的指示或数据并进行对应的指示控制和数据传输。

图4、图5分别为本发明手持式检测装置外观的俯视图，2图结合可以看出：本发明手持式检测装置外观整体呈类T形，上盖6和下外壳1形状大小对应、均设计为类T形，宽端为装置前部，窄端为装置后部，窄端即为适于手持的握持柄，握持柄的两侧面有棱纹，除具有美观效果，还便于握持稳定避免滑落。装置前部顶端面在下外壳1上还设计有开关12和接口13，开关12可用于双电源模式的选择和切换，接口13可以设置成合并接口，一方面用于对装置的内容重叠电池进行充电，另一方面可用于进行数据传输。装置前部的正面在上盖6上设置了显示屏64和3个按键，显示屏64优选为0.96吋显示屏，其显示信息可以包括电源类型和电池电量、免疫荧光层析卡条31的类型、3个按键的状态、设备异常信息以及检测结果等，用于为使用者提供了一个友好的人机交互界面。3个按键可以选择设置为确定按键61、返回按键62、选择按键63，对应功能分别为确定、返回以及选择，用于将相应指令传输给主控模块执行，显示屏64和3个按键可以方便实现本发明手持式检测装置与使用者进行交互。装置后部的底面设置有免疫荧光层析卡条31的插入孔位。

图6为本发明对应于检测场景1的手持式检测装置的下外壳1内部固定的电池11和基座组件相关结构的俯视图，图6可见：在下外壳1内部、宽端一侧对应于开关12的内部位置上，设有一个固定槽，用以固定电池11，电池11可以选用可充电的锂电池，用于为手持式检测装置提供电源。对应检测场景1（即检测过程中免疫荧光层析卡条31可以移动）时，在下外壳1内部、窄端一侧的底面上固定基座组件，基座组件的结构组件包括丝杆电机21、直线轴承22、导向轴23、零位触控开关24、直线滑块25以及电机固定基座26。丝杆电机21固定在电机固定基座26上，电机固定基座26固定在下外壳1的底板上，导向轴23与丝杆电机21及其伸出丝杆平行设置，导向轴23一端固定连接电机固定基座26，另一端固定在下外壳1窄端的底部，导向轴23的中部穿过直线滑块25对应的位置，图中导向轴23左右对称设置2根，确保直线滑块25沿着导向轴23、以及丝杆电机21及其伸出丝杆共同的水平方向做水平方向上的直线滑动，而不会偏斜或旋转。

具体地，直线滑块25内部设置有与丝杆电机21的伸出丝杆相匹配的螺纹孔，直线滑块25和丝杆电机21的伸出丝杆通过螺纹滑动连接，直线滑块25在丝杆电机21的伸出丝杆的旋转带动下做水平方向的直线运动。零位触控开关24固定设置在直线滑块25中间位置的上表面，零位触控开关24上设置有按键，按键方向与直线滑块25的运动方向垂直，丝杆电机21带动直线滑块25运动时，通过零位触控开关24来分辨并判定直线滑块25的运动是否处于机械零位状态。

图7示出了本发明应用于检测场景1的手持式检测装置的基座组件和卡条组件相关结构的位置关系，即基座组件上方固定连接卡条组件。图7可见：卡条组件包括卡条固定座32和前端的触控开关33，卡条固定座32内部设有固定的凹槽，用于定位放置免疫荧光层析卡条31。检测开始后，将免疫荧光层析卡条31插入凹槽中，插入操作的具体细节是：将免疫荧光层析卡条31的加样孔一面朝向插入到卡条固定座32内部的凹槽位置，直至免疫荧光层析卡条31的前端和凹槽前端的顶面接触，即插入到位。图中可见凹槽的形状、尺寸设计与免疫荧光层析卡条31外源配合，一方面确保免疫荧光层析卡条31检测时在凹槽中不发生滑动，另一方面保证取出和插入免疫荧光层析卡条31时用力适当，即操作不会太过费力。同时，凹槽前端的内部形状与免疫荧光层析卡条31的前端形状对应，比如都为圆弧倒角结构。1个触控开关33固定设置在卡条固定座32前端的方形凹槽中，免疫荧光层析卡条31插入到位即可改变触控开关33的状态，卡条组件通过检测触控开关33的状态分辨并判定免疫荧光层析卡条31是否已经插入到位。

具体地，卡条固定座32与直线滑块25平行设置，并且固定设置在直线滑块25的上表面，在直线滑块25运动的带动下一起沿着水平方向做直线运动。直线轴承22固定在直线滑块25上导向轴23中部穿过的位置，直线轴承22可以减小直线滑块25在导向轴23中部穿过位置运动过程中产生的摩擦力，使得直线滑块25的水平滑动更加平稳。

图8为对应于检测场景1的手持式检测装置的主控板和激发光路相关结构的立体俯视图，示出了本发明对应于检测场景1的手持式检测装置的主控模块和激发光路中核心组件之间的位置，主控模块通过各种电路，用于对装置不同功能进行电路控制，比如提供电源控制、数据交互等功能。主控模块主要包括主控板53、光谱检测驱动电路，以及设置在主控板53上的放大电路、电池管理电路、显示驱动电路、信号通讯电路、恒流驱动电路、以及根据需要特别设置的扩增电路，扩增电路可以通过集成方式在主控板53上添加具有不同功能的控制电路，目的是实现对本装置性能的提升或者满足特定的需求。

其中，放大电路与光强反馈组件相配合，开机时用于检测激发光源41的发光强度是否稳定、是否发生变化等状态，共同实现对激发光源41状态的检测和动态调整。当光强反馈组件选择光电传感器（PD）时，对应的放大电路为PD放大电路。电池管理电路可以实现对电池进行充电和使用状态管理、保护过充过放、显示电池电量、切换电源适配器和充电电池的双电源供电模式等；显示驱动电路可以选择OLED显示器，实时将检测结果或者系统状态等信息通过显示器的屏幕反馈给用户；信号通讯电路可以用于实现数据互动传输，包括但不限于蓝牙、WIFI、4G接口等，比如将信号处理后的检测结果通过4G接口等传输给手机、计算机等，或者直接显示在显示器屏幕上，该检测结果还可以通过蓝牙、WIFI等无线方式传输到手机或者计算机、或者直接显示在显示器上。

具体地，图8可见主控板53设置在装置上部，主控板53下部为激发光路4和基座组件，其中，激发光源41固定在固定板46上并与主控板53在同一水平面，激发光源41下面是激发光路4的其他组件，从上到下依次为固定板46、第一透光小孔板43和第二透光小孔板44。激发光路4从激发光源41发出、经聚光透镜42聚集后、先后通过第一透光小孔板43、第二透光小孔板44上第一透光小孔和第二透光小孔的整形，光斑最终照射在免疫荧光层析卡条31上。激发光源41的中心波长和免疫荧光层析卡条31发散的荧光光谱的波长相匹配即可，可以选择LED光源，比如与荧光光谱的波长相匹配，选择中心波长365nm的紫外LED灯珠和铝基板形成LED激发光，能够确保长时间使用条件下激发光源41的发热相对更加稳定。

关于聚光透镜42，应用中，聚光透镜42选择平凸透镜、直径3~6mm，设置在激发光源41的正下方并嵌入固定板46，同时，将聚光透镜42的平面一侧与上部的激发光源41紧贴，图1和图2可见激发光源41和聚光透镜42垂直分布，并且二者的中心点保持在一条垂线上，一方面能够确保激发光源41发出的光源经聚光透镜42的聚集后得到一个强度分布均匀的、形状为圆形的激发光斑，另一方面聚光透镜42的凸面能够确保最终照射在免疫荧光层析卡条31上光斑的波长均匀、强度集中。图10为对应于检测场景1的手持式检测装置中聚光透镜42和光谱检测组件5相关位置关系的剖面图，图中可见：聚光透镜42位于光谱传感器51和光谱检测驱动电路板52的上方。

由于通过聚光透镜42聚集后的光斑直径太大，需要经过下部2个透光小孔的整形。2个透光小孔分别为第一透光小孔和第二透光小孔，这2个透光小孔均为圆形，直径均为1mm。这2个透光小孔的中心点保持在一条垂线上，并且和上部的聚光透镜42的中心点也保持在一条垂线上。具体地，第一透光小孔和第二透光小孔分别设置在第一透光小孔板43和第二透光小孔板44上，第一透光小孔板43、第二透光小孔板44上下垂直布置。这2个透光小孔一方面能够保证光斑集中照射并完整覆盖检测线，另一方面还能够减少杂光的背景干扰。经过2个透光小孔整形后形成一个圆形光斑，为了使该圆形光斑的直径保持与检测线的长度一致，通过测量验证和优化，该圆形光斑的直径为4mm±0.5mm最佳。

对应检测场景1时，具体地，主控板53可以采用基于GD32微处理器的主控系统，集成度高、功耗低，可靠性好、扩展性好、性价比高。图中主控板53的扩增电路还可以集成添加丝杆电机驱动电路、单片机电路、单片机外围电路、AD转换电路等，其中，丝杆电机驱动电路可以选择通过PWM（脉宽调制）调节丝杆电机的运动速度，具有灵活性高、响应速度快、节能、低噪音和易于实现等优点；对应检测场景2时，检测过程中免疫荧光层析卡条31不需要移动，且免疫荧光层析卡条31仅有2条检测线，设置了2组激发光路4配合2条检测线且检测过程中免疫荧光层析卡条31固定，因此，主控板53的具体扩增电路不需要设置丝杆电机驱动电路。

具体扩增电路中，单片机电路可以用于负责控制整个系统的运行，比如接收外部输入信号，执行内部程序，控制外部设备的运行，并输出处理结果，相对集成度高，体积小，功耗低；单片机外围电路可以根据具体需求进行设计和配置，比如输入输出信号处理、通信接口连接等，与单片机电路协同运行，共同实现系统的各项功能，配置灵活，可以完善装置的功能，提高系统运行的性能；AD转换电路将模拟信号转换为数字信号，为数字信号处理提供了基础。

图9为本发明对应于检测场景1的手持式检测装置中透光小孔板和光谱检测组件5相关结构的位置关系剖视图，主控模块中的光谱检测驱动电路设置在1块独立的光谱检测驱动电路板52上，光谱检测驱动电路板52与主控板53通过线路连接，用于为光谱传感器51提供电源、对光谱传感器51采集的荧光数据进行信号处理、定量分析，以及向主控板53传输数据。同时，光谱传感器51固定在光谱检测驱动电路板52上，并且二者共同置于第一透光小孔板43和第二透光小孔板44之间，由这2块透光小孔板进行固定。

具体地，光谱传感器51可以选择焊接固定在光谱检测驱动电路板52上，光谱检测组件5通过光谱传感器51实现对荧光信号的采集、检测。应用中，光谱传感器51选用AMS公司的光谱传感器AS7341，光谱传感器AS7341拥有数字可调恒流源功能，体积小，光谱检测范围覆盖可见光到近红外光，可以设有8个检测通道，中心波长分别设置为415nm、445nm、480nm、515nm、555nm、590nm、630nm、680nm，基本能够覆盖绝大多数类型的免疫荧光层析卡条31所发出的荧光波长，并同时输出多个不同波长光谱检测的信号数据，便于检测系统的小型化设计。

为了实现对光谱传感器51的定位，位于下部的第二透光小孔板44上还设有1个方形孔，该方形孔与第二透光小孔相邻设置，并将光谱传感器51定位于该方型孔的内部，确保光谱传感器51位于免疫荧光层析卡条31的上方，并面向免疫荧光层析卡条31上检测线的一侧；水平方向上，光谱传感器51与第二透光小孔基本处于同一水平面。在第二透光小孔板44上，方形孔和第二透光小孔之间相距3mm±0.5mm，即第二透光小孔的中心点和方形孔的中心点之间的距离为3mm±0.5mm，这2个中心点的距离是通过不断优化调试发现的，研究发现：相对于激发光路4在免疫荧光层析卡条31上形成的光斑，光谱传感器51的位置位于被该光斑激发后发散荧光信号所在空间区域的斜上方，当方形孔和第二透光小孔相距3mm±0.5mm时，采集的荧光信号数据相对更灵敏，推测3mm±0.5mm能够尽可能地减小光谱传感器51与激发光斑在水平方向上的距离，能够减少采集荧光信号的衰减程度从而提高了采集灵敏度。

图9为剖视图，图12为光谱传感器51和光谱检测驱动电路板52相互位置的示意图，图9结合图12可以看出：光谱传感器51为与第二透光小孔板44上方形孔相配合的方形，光谱检测驱动电路板52具体形状为T字型，光谱检测驱动电路板52和光谱传感器51，在满足印制电路板布线所需基础间距、宽度等要求的条件下，这二者垂直方向的厚度尽可能接近。

图11为本发明手持式检测装置中光电传感器45的位置示意图，本发明手持式检测装置的激发光路4还包括光强反馈组件，图11可见：光强反馈组件采用光电传感器45，光电传感器45属于PD传感器，设置在卡条固定座32上。每次开机时，丝杆电机21会带动直线滑块25运动到机械零位上，使得零位触控开关24状态变化，触动打开激发光源41，1秒后开始荧光检测；先连续采集10次光强数据计算平均值获得实际检测的光强均值Q1，后关闭激发光源41，将实际检测的光强均值Q1和光强设定值Q进行比较，求出光强变化率，然后将激发光源41设定电流值修改为，以此补偿长时间使用状态下LED灯珠老化带来的光强变化，保证激发光源41发光强度的连续一致性，以减小检测结果的CV值。当光强变化率大于20%时，提示激发光源41的LED灯珠已老化严重，建议更换。

图13为本发明对应于检测场景2的手持式检测装置的内部核心结构示意图，根据总的发明构思，将装置设置了2种不同结构，实现对免疫荧光层析卡条31不同类型检测的兼容性，核心区别在于激发光路4的数量和基座组件的有无。对应于检测场景2，适合免疫荧光层析卡条31的类型仅有2条检测线且检测过程中免疫荧光层析卡条31固定不移动，该手持式检测装置只需要在光谱检测组件5的两侧分别设置1组激发光路，相当于将光谱检测组件5设置在2组激发光路之间的中心位置，确保光谱检测组件5到2条检测线的光程一致，提高检测结果准确性。同时，将激发光路4的数量从1组变为2组就能够实现分别对2条检测线的定量检测，具体地，仅有2条检测线的免疫荧光层析卡条31的常见规格中，2条检测线分别为质控线（C线）、测试线（T线），而且C线和T线中心点之间的间距一般为5～10mm，常见的免疫荧光层析卡条31上2条检测线的间距为8mm，因此，检测场景2时，将2组激发光路之间的间距设置为5～10mm，常规间距设置可以为8mm±0.5mm。检测场景2中，由于免疫荧光层析卡条31不需要运动，因此不需要设置基座组件，相较于检测场景1，该装置的整体体积相对可以更小一些。

实施例2荧光检测系统

对应于检测场景1和检测场景2的荧光检测系统，光谱检测组件5采集和检测的荧光信号均为多个波长的光谱信号数据，通过特殊的信号处理方法分析并确定光谱波长的敏感荧光通道，由于对定量检测结果的精确度要求不同，信号处理方法也略有区别。

以免疫荧光层析卡条31包含3条检测线的卡条类型为例，这3条检测线分别是：质控线(C线)、第一测试线(T1线)、第二测试线(T2线)，采用一种相对精确的信号处理方法，具体步骤如下：

S1、免疫荧光层析卡条31插入到位，触控开关33响应后，丝杆电机21带动免疫荧光层析卡条31从机械零位开始运动，激发光路4的光斑运动至免疫荧光层析卡条31的C线后停止运动，在C线区域进行第一次荧光激发和光谱检测，获得C线荧光信号的数据序列C[n]。

S2、丝杆电机21继续运动，激发光路4的光斑运动至C线和T1线之间的背景区域后停止运动，在该背景区域进行第二次荧光激发和光谱检测，获得该背景区域荧光信号的数据序列B1[n]；

S3、丝杆电机21继续运动，激发光路4的光斑运动至T1线后停止运动，在T1线区域进行第三次荧光激发和光谱检测，获得T1线荧光信号的数据序列T1[n]。

S4、丝杆电机21继续运动，激发光路4的光斑运动至T1线和T2线之间的背景区域后停止运动，在该背景区域进行第四次荧光激发和光谱检测，获得该背景区域荧光信号的数据序列B2[n]。

S5、丝杆电机21继续运动，激发光路4的光斑运动至T2线后停止运动，在T2线区域进行第五次荧光激发和光谱检测，获得T2线荧光信号的数据序列T2[n]。

S6、对于两组背景区域荧光信号的数据序列，计算平均值，得到背景区域平均荧光信号的数据序列，即背景值的数据序列B[n]= (B1[n]+ B2[n])/2。

S7、对于C线、T1线、T2线这3条检测线所获得的平均荧光信号的数据序列，先分别扣除背景值的数据序列，分别得到对应的3组差异值的数据序列，即。

S8、再将2条T线（T1线和T2线）差异值的数据序列分别和C线差异值的数据序列相除，得到免疫荧光层析卡条31上2条T线所对应加样孔分别加入待测样品浓度的光谱特征值的数据序列和，其中。

其中，n为光谱传感器51设定荧光通道的数量，比如实施例1选用光谱传感器AS7341时将荧光通道的数量设定为8，则n=8。

S9、敏感荧光通道和光谱特征值标准曲线：取系列浓度梯度的标准品，按照上述的S1-S8的步骤对不同浓度的标准品分别进行检测，分别获得标准品系列浓度光谱特征值的数据序列，数据序列中线性相关度最高的荧光通道判定为荧光光谱的敏感荧光通道，后续取该荧光通道上的光谱特征值的数据为具体使用数据，并根据标准品在该荧光通道上的光谱特征值数据绘制光谱特征值标准曲线。

S10、检测结果，取敏感荧光通道上待测样品获得的光谱特征值数据，代入到光谱特征值标准曲线上，获得对应的浓度定量数据，并将该结果反馈。

如果第六通道的线性相关度最高，则敏感荧光通道为6，根据标准品在第六通道的光谱特征值的数据绘制光谱特征值标准曲线，取待测样品在第六通道的光谱特征值如、，代入光谱特征值标准曲线即可获得待测样品的浓度定量结果。

具体实验验证，使用含3条检测线（C线、T1线和T2线）的免疫荧光层析卡条31，分别对SAA和CRP进行免疫荧光层析浓度梯度的联检，检测了6个浓度梯度的标准品，浓度和光谱特征值标准曲线分别如图14和图15所示，对SAA标准品的光谱特征值标准曲线的检测相关性为，相关系数；对CRP标准品的光谱特征值标准曲线的检测相关性为，相关系数，可见用本发明的手持式检测装置对含3条检测线的免疫荧光层析卡条的检测结果相关性较好，符合定量检测的要求。

根据上述信号处理方法和对具体实施例的检测结果可见：在该信号处理方法中，引入光谱特征值和光谱特征值标准曲线实现了对免疫荧光层析卡条的定量检测，进一步的，采集并测量了背景区域的荧光信号，计算扣除背景值后质控线(C线)荧光信号的数据，提高了检测的准确性。上述信号处理方法，应用了背景区域的荧光信号、光谱特征值和标准品，用于检测场景1的检测中，提高了对免疫荧光层析定量检测的特异性、灵敏性和精确性。

以免疫荧光层析卡条31仅有2条检测线（C线和T线），进行荧光信号采集和处理时，只需要采集和处理2条检测线上的荧光信号，如果对数据精确度要求不高，可以采用一种相对更加简单的信号处理方法，比如选择检测场景2对应的更加小巧的手持式检测装置进行检测，该装置的2条激发光路无法采集2条检测线之间背景区域的荧光信号，信号处理方法相对更加简单，只需要取光谱特征值，直接用T值除以C值即可，具体步骤如下：

S1、免疫荧光层析卡条31插入到位，触控开关33响应后启动检测。

S2、T线上方对应位置的激发光路4开启荧光激发，光谱传感器51先采集并获得T线上荧光信号的数据序列T[n]，关闭该组激发光路；然后，C线上方对应位置的激发光路4开启荧光激发，光谱传感器51再采集并获得C线上荧光信号的数据序列C[n]。

S3、将T线上荧光信号的数据序列T[n]，和C线上荧光信号的数据序列C[n]相除，即可得到免疫荧光层析卡条31测试线（T线）所对应加样孔加入待测样品浓度的光谱特征值数据序列。

S4、敏感荧光通道和光谱特征值标准曲线：取系列浓度梯度的标准品，按照上述的S1-S3的步骤对不同浓度的标准品分别进行检测，分别获得标准品系列浓度光谱特征值的数据序列，数据序列中线性相关度最高的荧光通道判定为荧光光谱的敏感荧光通道，后续取该荧光通道上的光谱特征值的数据为具体使用数据，并根据标准品在该荧光通道上的光谱特征值数据绘制光谱特征值标准曲线。

S5、检测结果：取敏感荧光通道上T线的待测样品获得的光谱特征值数据，代入到光谱特征值标准曲线上，获得对应的浓度定量数据，并将该结果反馈。

对应用于检测场景2的手持式检测装置应用上述简化版信号处理方法进行具体实施验证，使用常规的仅有C线和T线的免疫荧光层析卡条31，对Lp-PLA2进行免疫荧光层析浓度梯度的定量检测，检测了5个浓度梯度的Lp-PLA2标准品，结果如图16所示，对Lp-PLA2标准品的光谱特征值标准曲线的检测相关性为，相关系数，可见用本发明的手持式检测装置对常规含2条检测线（C线和T线）的免疫荧光层析卡条的检测结果相关性较好，符合定量检测的要求。

检测场景2对应的简化版的信号处理方法，经实际验证也具有较好的效果，一般都能够满足常规定量试剂的基本要求。但是，与检测场景1中使用可移动的手持式检测装置并采用了扣除背景值的信号处理方法相比，简化版的信号处理方法仅适用于使用对应于检测场景2的固定的手持式检测装置、对定量检测的精度要求不高、或者仅需要定性检测的情况下。采用固定的手持式检测装置，并配合简化版信号处理方法，在装置生产成本控制、便携性、小型化和运算速度等方面具有相对较大的优势。

理论上，对常见的仅有C线和T线这2条检测线的免疫荧光层析卡条进行定量检测时，也可以采用对应于检测场景1的可移动的手持式检测装置，并采用S1-S10对应的精确版信号处理方法，处理过程中背景区域不需要计算平均值，且只需要获得1组待测样品荧光信号的数据序列，检测结果上也相对更加精确一些。与固定的手持式检测装置配合简化版信号处理方法相比，检测过程的区别在于是否引入背景区域的荧光信号、以及荧光激发和光谱检测的数量。

本发明的手持式检测装置，创造性地设置了垂直分布的激发光路，结合使用光谱传感器，其中，光谱传感器取代了常用的光电传感器作为荧光信号的采集和检测器件，本发明还通过激发光路的数量和基座组件的有无设置了可移动的和固定的这2种不同结构的手持式检测装置。本发明的荧光检测系统，配合2种不同结构的手持式检测装置分别设计了精确版信号处理方法和简化版信号处理方法。手持式检测装置和荧光检测系统相配合，实现了对不同类型的免疫荧光层析卡条进行定量检测的兼容性。此外，通过主控模块、荧光光谱采集模块的结构优化分别实现了对装置的电路和光路控制，降低了装置的生产成本、解决了装置便携化和小型化的技术难题，荧光检测系统设计了2种版本的信号处理方法，并通过引入光谱特征值和光谱特征值标准曲线，进一步提高了定量检测的特异性和灵敏度。

Claims (7)

1.一种手持式检测装置，用于对免疫荧光层析卡条进行定量检测，其特征在于：包括主控模块、荧光光谱采集模块和装置外壳；

所述主控模块用于电路控制、数据交互和信号处理；所述荧光光谱采集模块包括激发光路(4)和光谱检测组件(5)，分别用于对免疫荧光层析卡条(31)进行荧光激发和荧光信号的采集、检测；所述装置外壳通过形状和尺寸相配合的下外壳(1)和上盖(6)固定连接，并设置有适于手持的握持柄，所述下外壳(1)上设置有用于定位放置所述免疫荧光层析卡条(31)的卡条组件；其中，

所述主控模块包括主控板(53)、光谱检测驱动电路，以及设置在所述主控板(53)上的恒流驱动电路、放大电路，其中，所述光谱检测驱动电路设置在1块独立的光谱检测驱动电路板(52)上，用于为光谱传感器(51)提供电源和传输数据，所述光谱检测驱动电路板(52)与所述主控板(53)通过线路连接；

所述激发光路(4)从上到下垂直分布，光从激发光源(41)发出，经过聚光透镜(42)和透光小孔的整形后，形成光斑照射至所述免疫荧光层析卡条(31)上；所述激发光路(4)还包括光强反馈组件，所述光强反馈组件采用光电传感器(45)，与设置在所述主控模块上的所述放大电路配合，用于动态调节所述激发光源(41)的驱动电流；所述聚光透镜(42)为平凸透镜且直径范围为3～6mm；所述激发光路(4)上的2个透光小孔分别是第一透光小孔和第二透光小孔，所述第一透光小孔位于第一透光小孔板(43)上、所述第二透光小孔位于第二透光小孔板(44)上，所述第一透光小孔板(43)和所述第二透光小孔板(44)上下垂直分布；

所述光谱检测组件(5)中，将光谱传感器(51)设置在面向所述免疫荧光层析卡条(31)上检测线的一侧，同时，所述光谱传感器(51)与所述免疫荧光层析卡条(31)的垂直距离为3~5mm；所述光谱传感器(51)固定在所述光谱检测驱动电路板(52)上，并且二者共同固定在所述第一透光小孔板(43)和所述第二透光小孔板(44)之间；在所述第二透光小孔板(44)上还设置有1个方形孔，用于容纳所述光谱传感器(51)；

通过激发光路(4)的数量和基座组件的有无设置了可移动的和固定的这2种不同结构的手持式检测装置，其中，所述基座组件用于带动所述免疫荧光层析卡条(31)进行水平运动，实现了多条检测线的依次非均速移动和定位检测。

2.根据权利要求1所述的手持式检测装置，其特征在于：所述光谱传感器(51)和所述光谱检测驱动电路板(52)垂直方向的厚度相近；所述方形孔和所述第二透光小孔之间相距3mm±0.5mm。

3.根据权利要求1所述的手持式检测装置，其特征在于：所述卡条组件，包括免疫荧光层析卡条(31)、卡条固定座(32)和触控开关(33)，所述触控开关(33)用于检测所述卡条固定座(32)上所述免疫荧光层析卡条(31)的状态，将所述免疫荧光层析卡条(31)向所述卡条固定座(32)插入到位后，所述触控开关(33)被触发响应。

4.根据权利要求1-3任一项中所述的手持式检测装置，其特征在于：所述2种不同结构的手持式检测装置中：可移动的手持式检测装置设置1组激发光路(4)和1组基座组件，所述免疫荧光层析卡条(31)的类型为有2条或2条以上的检测线，检测时通过所述基座组件带动所述免疫荧光层析卡条(31)可移动地在水平方向运动，依次运动定位至所述激发光路(4)的下方并完成荧光激发和荧光信号的采集、检测；固定的手持式检测装置设置2组激发光路(4)，分别位于所述光谱检测组件(5)的两侧，所述免疫荧光层析卡条(31)的类型为仅有2条检测线，检测时所述免疫荧光层析卡条(31)固定、且2条检测线分别定位在2组所述激发光路(4)的下方，并先后完成荧光激发和荧光信号的采集、检测。

5.根据权利要求4所述的手持式检测装置，其特征在于：所述可移动的手持式检测装置中，所述基座组件包括丝杆电机(21)、直线轴承(22)、导向轴(23)、零位触控开关(24)、直线滑块(25)以及电机固定基座(26)；其中，

所述丝杆电机(21)固定在所述电机固定基座(26)上，所述导向轴(23)与所述丝杆电机(21)的伸出丝杆平行设置，所述导向轴(23)的一端连接所述电机固定基座(26)，所述导向轴(23)的中端穿过所述直线轴承(22)，所述导向轴(23)的另一端固定在所述下外壳(1)上；所述直线轴承(22)、所述零位触控开关(24)均固定在所述直线滑块(25)上，所述直线滑块(25)和所述丝杆电机(21)的伸出丝杆连接，通过所述丝杆电机(21)上丝杆的旋转带动所述直线滑块(25)做直线运动，所述零位触控开关(24)用于表明所述直线滑块(25)的运动是否处于机械零位状态。

6.根据权利要求4所述的手持式检测装置，其特征在于：所述固定的手持式检测装置中，2组激发光路之间的间距，与所述免疫荧光层析卡条(31)上2条检测线的间距一致，为5～10mm。

7.一种荧光检测系统，其特征在于：与权利要求1-6任一项中所述的手持式检测装置配套使用，对所述免疫荧光层析卡条(31)上荧光光谱信号数据进行信号处理，所述免疫荧光层析卡条(31)的检测线至少包括1条测试线T线和1条质控线C线；

所述信号处理的方法包括：取所述测试线T线上荧光信号数据与所述质控线C线上荧光信号数据的比值作为光谱特征值，将敏感荧光通道上的光谱特征值，代入由系列浓度梯度标准品检测绘制的光谱特征值标准曲线上，进而获得定量检测结果。