CN205157437U - 试纸条荧光生物检测系统 - Google Patents

Abstract

试纸条荧光生物检测系统，包括发光模块、荧光接收模块和数据处理模块，所述发光模块包括红外激发光源，所述红外激发光源发出的激发光束通过激发光路照射于试纸条上，所述试纸条发出的荧光通过接收光路由荧光接收模块接收，试纸条装在安装架上，所述试纸条可移动地安装在安装架上，所述激发光路与所述接收光路成直角设置；荧光接收模块为光强传感器，所述光强传感器的输出端连接数据处理模块。本实用新型通过试纸条可移动设置，通过一套激发光源和荧光接收模块即可实现试纸条上检测带和质控带荧光信号的检测，简化了系统结构，降低了成本。

Description

试纸条荧光生物检测系统

技术领域

本实用新型涉及生物检测技术领域，具体涉及基于上转换荧光标记技术和免疫层析试纸技术、对多种被检液中特定目标菌浓度进行实时定量检测的生物检测系统。

背景技术

上转换荧光技术是基于上转换荧光材料的标记技术。所谓上转换，是指长波长辐射通过上转换荧光材料(Up-ConvertingPhosphor,以下简称UCP)转换成短波长辐射，UCP是由几种稀土元素掺杂于某些晶体的晶格中构成的，其主要成分包括主基质、吸收子、发射子，在红外光激发下，UCP发射波长远短于激发光的可见光。将UCP制备成纳米级颗粒，标记于生物分子，在长波长光源激发下，发出可见荧光，根据荧光的有无及强弱，可判断被检生物分子的属性和含量。

以UCP作为标记物的生物检测技术可对被检物进行无损伤检测，且具有检测灵活、灵敏度高、使用安全等优点，同时，UCP标记物可与仪器结合对目标被检物进行多重定量检测。现有技术中，已经有使用UCP标记物与免疫层析试纸技术相结合的检测系统，其采用激发光源对带有两个功能带的试纸条进行照明，由成像系统和图像接收器接收试纸条上荧光图像，由图像处理系统对所接收的荧光图像进行分析处理，其中，免疫层析试纸条的一般结构结构见图1，包括样品区、标记物区、功能带区、结果指示区，标记物区采用上转换纳米荧光材料，试纸条的外壳上对应样品区设有加样孔100，试纸条的外壳上对应功能带区、结果指示区分别设有观察窗口，功能带区则包括一个质控带300和一个检测带200，其中检测带将根据不同的检测模式与待检测样品中目标被检物以及UCP标记物发生免疫反应发出荧光信号T，质控带通过特异性免疫反应发出荧光信号C，而T/C的比值即为不同浓度目标被检物的检测结果，当结果指示区的终点指示带400发生颜色变化时，即确定反应结束，即可观察读取检测结果。现有的试纸条荧光检测系统存在如下缺陷：试纸条为固定安装，由于需要对两个功能带信号(检测带的荧光信号T和质控带的荧光信号C)进行采集及处理，而两个功能带本身均带有宽度，为了能够同时对两个功能带照明并检测，现有技术通常针对两个功能带分别设置相应的激发光源和荧光信号接收器，这种设置，一方面会出现质控带与检测带信号干扰，影响最终的定量检测结果，另一方面，使得整个检测系统结构复杂且增加了成本。

实用新型内容

本申请人针对现有技术中的上述缺点进行改进，提供一种试纸条荧光生物检测系统，其通过试纸条可移动设置，通过一套激发光源和荧光接收模块即可实现试纸条上检测带和质控带荧光信号的检测，检测可靠，简化了系统结构，降低了成本。

本实用新型的技术方案如下：

试纸条荧光生物检测系统，包括发光模块、荧光接收模块和数据处理模块，所述发光模块包括红外激发光源，所述红外激发光源发出的激发光束通过激发光路照射于试纸条上，所述试纸条发出的荧光通过接收光路由荧光接收模块接收，试纸条装在安装架上，所述试纸条可移动地安装在安装架上，所述激发光路与所述接收光路成直角设置；荧光接收模块为光强传感器，所述光强传感器的输出端连接数据处理模块。

其进一步技术方案为：

所述试纸条的外壳长度方向的两侧均设有凹槽，凹槽设在试纸条外壳长度方向的中部位置，安装架上对应于凹槽设有导轨，所述导轨与凹槽滑动连接，试纸条的外壳长度方向的两侧均设有挡板，挡板固装在安装架上，试纸条的外壳宽度方向的两侧分别设有顶紧螺杆、推拉螺杆，顶紧螺杆与拖推拉螺杆均旋拧在安装架上，顶紧螺杆与试纸条的外壳抵接，推拉螺杆与试纸条的外壳固接，推拉螺杆上设有限位凸部，安装架上设有限位块一、限位块二，限位凸部位于限位块一与限位块二之间。

所述数据处理模块包括放大电路模块、抗干扰模块、单片机信号处理模块、液晶显示模块，所述放大电路模块用于放大接收的荧光信号，抗干扰模块用于将所述光强传感器输出的电压信号转换为电流信号传输，并在线路终端又转换为电压信号，所述单片机信号处理模块进行数据运算处理经将结果通过所述液晶显示模块进行实时显示。

所述数据处理模块包括通信模块，所述通信模块用于单片机与上位机之间的远程通信。

所述红外激发光源采用980nm近红外光。

本实用新型的技术效果：

本实用新型通过将试纸条可以动的结构设置，通过一套激发光源和荧光接收模块即可实现试纸条上检测带和质控带荧光信号的检测，避免技术中针对质控带和检测带分别设置激发光源和荧光信号接收器可能导致的信号干扰，保证检测可靠，且简化了系统结构，降低了成本。

附图说明

图1为基于上转换荧光技标记术的免疫层析试纸条的结构示意图。

图2为本实用新型的原理示意图。

图3为试纸条与安装架的装配结构示意图。

其中：1、发光模块；2、荧光接收模块；3、数据处理模块；4、试纸条；41、凹槽；5、安装架；6、挡板；7、顶紧螺杆；8、推拉螺杆；81、限位凸部；9、限位块一；10、限位块二。

具体实施方式

下面结合附图，说明本实用新型的具体实施方式。

见图2，本实用新型包括发光模块1、荧光接收模块2和数据处理模块3，发光模块1包括红外激发光源，红外激发光源发出的激发光束通过激发光路照射于试纸条4上，试纸条4发出的荧光通过接收光路由荧光接收模块2接收，试纸条4装在安装架5上，试纸条4可移动地安装在安装架5上，所述激发光路与所述接收光路成直角设置；所述荧光接收模块2为光强传感器，所述光强传感器的输出端连接数据处理模块3。

见图3，试纸条4与安装架5的可移动连接结构如下：试纸条4的外壳长度方向的两侧均设有凹槽41，凹槽41设在试纸条4外壳长度方向的中部位置，安装架5上对应于凹槽41设有导轨，所述导轨与凹槽41滑动连接，试纸条4的外壳长度方向的两侧均设有挡板6，挡板6固装在安装架5上，试纸条4的外壳宽度方向的两侧分别设有顶紧螺杆7、推拉螺杆8，顶紧螺杆7与推拉螺杆8均旋拧在安装架5上，且顶紧螺杆7与试纸条4的外壳抵接，推拉螺杆8与试纸条4的外壳固接，且推拉螺杆8这在靠近终点指示带400的一侧，推拉螺杆8上设有限位凸部81，安装架5上设有限位块一9、限位块二10，限位凸部81位于限位块一9与限位块二10之间；优选地，在凹槽41的两侧均设有挡板6，四个挡板6能够对试纸条4的移动进行导向，同时对试纸条4的外壳起定位作用。

具体地，所述数据处理模块3包括放大电路模块、抗干扰模块、单片机信号处理模块、液晶显示模块，所述放大电路模块用于放大接收的荧光信号，所述抗干扰模块用于将光强传感器输出的电压信号转换为电流信号传输，并在线路终端又转换为电压信号输出，所述单片机信号处理模块进行数据运算处理经将结果通过液晶显示模块进行实时显示。

进一步地，所述数据处理模块3包括通信模块，所述通信模块用于单片机与上位机之间的远程通信。

本实用新型所述红外激发光源采用980nm近红外激发光，其光化学稳定，环境适应性强，穿透力强且无伤害，成本相对低廉。

本实用新型运行方式如下：将试纸条4装在安装架5上，使其质控带300对应于所述红外激发光源的照明范围内，并通过旋拧顶紧螺杆7与推拉螺杆8，使得试纸条4的外壳固定，通过加样孔100滴加等体积的梯度标准浓度目标被检物的悬液，目标被检物与试纸条4上的UCP标记物在检测带200上进行特异性反应，随后在质控带300进行特异性反应并固定在质控带300上，残余的液体基质继续向试纸条4的终点指示带400流动，当终点指示带400发生颜色变化时，确定反应结束，由所述红外激发光源激发红外光对试纸条4的检测带200照明，并通过荧光接收模块2获得质控带300通过上转换发出的荧光信号C，然后旋拧推拉螺杆8，使试纸条4移动，当限位凸部81碰到限位块一9时，试纸条4移动到位，即试纸条4的检测带200位于所述红外激发光源的照明范围内，此时，通过荧光接收模块2获得检测带200通过上转换发出的荧光信号T，而T信号和C信号的比值，即是不同浓度目标被检物对应的检测结果，即对应于每一个标准浓度的目标被检物，其均对应于一个T/C值，且通过统计拟合能够得出T/C比值与目标被检物浓度二者之间的线性函数关系式，通过该统计拟合的函数关系式，即能够使用本实用新型所述检测系统对未知浓度样品中的目标被检物的浓度进行测定，并可与经典平板法检测结果进行检测验证.。相反，当限位凸部81碰到限位块而10时，限位块二10用于指示质控带300移动到位.

本实用新型所述数据处理模块运行如如下：荧光接收模块获得T和C信号后，所述荧光接收模块2将检测信号转换成电信号，然后通过所述放大电路模块进行所述电信号的放大处理，同时考虑线路干扰，放大的电信号经过数抗干扰模块传输，配合所述光强传感器自身的A/D转换，转换的数字信号进入到所述单片机信号处理模块，进行数据的函数映射、算数、逻辑部分处理，由单片机将处理输出的结果通过所述液晶显示模块实时显示出被测样品中目标被检物的浓度，进一步地，本实用新型设有专门的RS232接口，可与32位上位机相连，通过远程通信技术，能够远程实时监测数据结果，并作终端数据分析。

以上描述是对本实用新型的解释，不是对实用新型的限定，本实用新型所限定的范围参见权利要求，在本实用新型的保护范围之内，可以作任何形式的修改。

Claims (5)

1.试纸条荧光生物检测系统，包括发光模块(1)、荧光接收模块(2)和数据处理模块(3)，所述发光模块(1)包括红外激发光源，所述红外激发光源发出的激发光束通过激发光路照射于试纸条(4)上，所述试纸条(4)发出的荧光通过接收光路由荧光接收模块(2)接收，试纸条(4)装在安装架(5)上，其特征在于：所述试纸条(4)可移动地安装在安装架(5)上，所述激发光路与所述接收光路成直角设置；荧光接收模块(2)为光强传感器，所述光强传感器的输出端连接数据处理模块(3)。

2.按权利要求1所述的试纸条荧光生物检测系统，其特征在于：所述试纸条(4)的外壳长度方向的两侧均设有凹槽(41)，凹槽(41)设在试纸条(4)外壳长度方向的中部位置，安装架(5)上对应于凹槽(41)设有导轨，所述导轨与凹槽(41)滑动连接，试纸条(4)的外壳长度方向的两侧均设有挡板(6)，挡板(6)固装在安装架(5)上，试纸条(4)的外壳宽度方向的两侧分别设有顶紧螺杆(7)、推拉螺杆(8)，顶紧螺杆(7)与拖推拉螺杆(8)均旋拧在安装架(5)上，顶紧螺杆(7)与试纸条(4)的外壳抵接，推拉螺杆(8)与试纸条(4)的外壳固接，推拉螺杆(8)上设有限位凸部(81)，安装架(5)上设有限位块一(9)、限位块二(10)，限位凸部(81)位于限位块一(9)与限位块二(10)之间。

3.按权利要求1所述的试纸条荧光生物检测系统，其特征在于：所述数据处理模块(3)包括放大电路模块、抗干扰模块、单片机信号处理模块、液晶显示模块，所述放大电路模块用于放大接收的荧光信号，抗干扰模块用于将所述光强传感器输出的电压信号转换为电流信号传输，并在线路终端又转换为电压信号，所述单片机信号处理模块进行数据运算处理经将结果通过所述液晶显示模块进行实时显示。

4.按权利要求3所述的试纸条荧光生物检测系统，其特征在于：所述数据处理模块(3)包括通信模块，所述通信模块用于单片机与上位机之间的远程通信。

5.按权利要求1所述的试纸条荧光生物检测系统，其特征在于：所述红外激发光源采用980nm近红外光。