CN211426519U - 用于免疫层析试纸条即时检测的信息采集装置 - Google Patents
用于免疫层析试纸条即时检测的信息采集装置 Download PDFInfo
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Abstract
本公开涉及一种用于免疫层析试纸条即时检测的信息采集装置。检测系统包括彼此分离开的该信息采集装置和计算装置;信息采集装置包括采集组件和第一通信组件,计算装置包括控制模块、存储模块、第二通信模块和输出模块。检测系统模拟得到实际环境温度下的校准曲线,由此显著提高了发光探针浓度测量的准确度。
Description
技术领域
本公开涉及医疗器械体外诊断的技术领域,特别涉及一种用于免疫层析试纸条即时检测的信息采集装置。
背景技术
即时检测是指非专业检测人员利用便携式仪器快速诊断分析患者的标本样品,具有携带方便、操作简单、现场检验等特点。免疫层析技术是即时检测最为重要的手段之一。免疫层析技术通过检测试纸条上激发产生的荧光或余辉,定量检测试纸条上的标志物。
具体来说,免疫层析技术将特异抗体固定于硝酸纤维素膜的某一区带(例如T线和C线)。当干燥的硝酸纤维素膜一端浸入或滴加样品(尿液或血清)时,样品中的待检测抗原物质及其与发光探针的发光结合物借助于毛细作用在条状纤维制成的硝酸纤维素膜上泳动。待检测抗原物质的发光结合物与上述区带上的特异抗体结合,发生特异性免疫反应。由此,该区带显示一定的颜色、或者在激发光激发下发出一定强度的荧光或余辉,从而实现定性或定量特异性免疫诊断。
目前用于免疫层析技术的检测仪器主要有扫描型检测仪和成像型检测仪。扫描型检测仪由光学模块与机械扫描结构组成。光学模块的激发二极管激发试纸条上的发光探针,发光探针激发所产生的荧光经汇聚后被光电二极管等探测器接收。探测器一次只能探测试纸条局部的荧光,因此需要使用传动机构带动光学模块或试纸条托盘对整个试纸条进行“扫描式”探测,经过十几秒后得到荧光曲线,并推算样品含量。扫描型检测仪操作简单,但测量速度慢,并且测得的样品含量与实际值存在较大偏差。
成像型检测仪利用荧光成像相机对试纸条进行一次抓拍成像,然后对图像进行处理。成像型检测仪对操作主机、成像相机和发光二极管光源等硬件性能要求较高,且具有体积大、标本鉴定复杂、操作繁杂、专业人员操作等特点。该类仪器多用于实验室场合,鲜见于日常临床检验场合。
另外众所周知的是,环境温度是免疫反应最为重要的参数之一,各环境温度下的免疫校准曲线是不一样的。目前,行业内的检测仪只存入37℃时的校准曲线,这就需要把测试的环境温度温育至37℃,否则将导致测试得到的发光探针浓度不准确。在对实测环境温度不是37℃的试纸条进行温育时,需要温育单元温育将近半小时。温育单元额外增加了检测仪的尺寸和重量、操作步骤、以及每个样品测量的时间。
实用新型内容
本公开的目的之一是提供一种能够克服现有技术中至少一个缺陷的免疫层析试纸条即时检测系统。
根据下面描述的各方面说明了本公开的主题技术。为方便起见,将主题技术的各方面的各种示例描述为标号的条款(1、2、3等)。这些条款是作为示例提供的,而非限制本公开的主题技术。
1、一种免疫层析试纸条即时检测系统,其中:
所述免疫层析试纸条即时检测系统包括彼此分离开的信息采集装置和计算装置,试纸条包括发光区域,试纸条和/或信息采集装置包括感温图案;
信息采集装置包括采集组件和第一通信组件,所述采集组件对试纸条发送激发光,采集试纸条的发光区域的发光信息和感温图案信息,并且所述第一通信组件将采集到的试纸条的发光区域的发光信息和感温图案信息发送至计算装置,所述发光信息包括试纸条的发光区域的发光强度;
计算装置包括控制模块、存储模块、第二通信模块和输出模块,所述存储模块储存感温图案信息和环境温度之间的对应关系、以及多个预设温度下发光探针发光强度-发光探针浓度校准曲线,并且所述第二通信模块和第一通信组件以无线方式或有线方式彼此连通,
其中,控制模块通过第一通信组件和第二通信模块之间的连通获得试纸条的发光区域的发光信息和感温图案信息,控制模块从存储模块调取感温图案信息和环境温度之间的对应关系,以得到试纸条周围的环境温度T0,并且控制模块判断环境温度T0与所述多个预设温度之一是否相等:
在环境温度T0与所述多个预设温度之一相等的情况下,控制模块从存储模块调取环境温度T0下的发光探针发光强度-发光探针浓度校准曲线L0;
在环境温度T0与所述多个预设温度中任一个均不相等的情况下,控制模块选择与环境温度T0上下相邻的预设温度T1与预设温度T2,并从储存模块调取预设温度T1下的发光探针发光强度-发光探针浓度校准曲线L1、以及预设温度T2下的发光探针发光强度-发光探针浓度校准曲线L2,控制模块通过预设温度T1下的发光探针发光强度-发光探针浓度校准曲线L1和预设温度T2下的发光探针发光强度-发光探针浓度校准曲线L2模拟出环境温度T0下的发光探针发光强度-发光探针浓度校准曲线L0;
控制模块根据环境温度T0下的发光探针发光强度-发光探针浓度校准曲线L0和获得的试纸条的发光区域的发光信息,拟合得到试纸条的发光区域的发光探针浓度值,并通过输出模块将试纸条的发光区域的发光探针浓度值输出。
2、根据条款1所述的免疫层析试纸条即时检测系统,其中:控制模块利用预设温度T1下的发光探针发光强度-发光探针浓度校准曲线L1、得到预设温度T1下n个发光探针浓度值对应的n个发光探针发光强度值,利用预设温度T2下的发光探针发光强度-发光探针浓度校准曲线L2、得到预设温度T2下所述n个发光探针浓度值对应的n发光探针发光强度值,控制模块从预设温度T1下的所述n个发光探针浓度值和对应的n个发光探针发光强度值、和预设温度T2下的所述n个发光探针浓度值和对应的n个发光探针发光强度值,通过线性内插法得到环境温度T0下的所述n个发光探针浓度值和对应的发光探针发光强度值,其中,n为大于1的整数。
3、根据条款2所述的免疫层析试纸条即时检测系统,其中:控制模块从环境温度T0下的所述n个发光探针浓度值和对应的发光探针发光强度值,通过使用对数logit-log4p模型或样条曲线Spline函数模拟出环境温度T0下的发光探针发光强度-发光探针浓度的校准曲线L0。
4、根据条款1所述的免疫层析试纸条即时检测系统,其中:感温图案由感温变色油墨制成。
5、根据条款4所述的免疫层析试纸条即时检测系统,其中:感温变色油墨包括胆甾型液晶感温油墨。
6、根据条款4所述的免疫层析试纸条即时检测系统,其中:感温图案包括多个邻接的小块,每个小块因感温变色油墨的材料配比不同而在各自不同的临界温度变色。
7、根据条款1所述的免疫层析试纸条即时检测系统,其中:发光信息包括试纸条上的荧光探针发出的荧光的发光强度。
8、根据条款1所述的免疫层析试纸条即时检测系统,其中:发光信息包括试纸条上的长余辉发光探针发出的余辉的发光强度。
9、根据条款1-8中任一项所述的免疫层析试纸条即时检测系统,其中:试纸条的卡壳设有识别码,所述识别码包含与标本样品绑定的溯源数据。
10、根据条款9所述的免疫层析试纸条即时检测系统,其中:采集组件构造成还采集试纸条的识别码信息,并且控制模块从识别码信息识别试纸条的溯源数据。
11、根据条款9所述的免疫层析试纸条即时检测系统,其中:识别码是二维码或者条形码。
12、根据条款1-8中任一项所述的免疫层析试纸条即时检测系统,其中:第一通信组件和第二通信模块是配合使用的无线通信器件或者有线通信器件。
13、根据条款1-8中任一项所述的免疫层析试纸条即时检测系统,其中:采集组件包括光源、滤波片和摄像头,光源构造成对试纸条发送激发光,并且摄像头构造成透过滤波片对试纸条拍摄彩色照片。
14、根据条款13所述的荧光免疫层析试纸条即时检测系统,其中:试纸条放置成与摄像头和滤波片相对,并且光源设置成偏离摄像头和滤波片、以及试纸条之间的彼此相对的路径。
15、根据条款13所述的免疫层析试纸条即时检测系统,其中:光源为带有光阑的LED灯。
16、根据条款13所述的免疫层析试纸条即时检测系统,其中:摄像头为广角数字摄像头。
17.根据条款1-8中任一项所述的免疫层析试纸条即时检测系统,其中:信息采集装置包括上壳体和下壳体,上壳体和下壳体配合在一起以在内部形成避光的空腔。
18、根据条款17所述的免疫层析试纸条即时检测系统,其中:避光空腔内设置有支撑架,并且支撑架固定在下壳体上。
19、根据条款18所述的免疫层析试纸条即时检测系统,其中:支撑架包括多个隔层,所述多个隔层构造成支撑信息采集装置的多个零件。
20.根据条款17所述的荧光免疫层析试纸条即时检测系统,其中:信息采集装置包括试纸条接收槽,所述试纸条接收槽固定至上壳体或下壳体,并且在相应壳体上开口,以接收插入的试纸条。
21.根据条款1-8中任一项所述的荧光免疫层析试纸条即时检测系统,其中:信息采集装置包括电源组件,所述电源组件对信息采集装置供电。
22、根据条款1-8中任一项所述的免疫层析试纸条即时检测系统,其中:信息采集装置的长度不大于10cm,宽度不大于8cm,高度不大于10cm。
23、根据条款1-8中任一项所述的免疫层析试纸条即时检测系统,其中:计算装置是安装有检测程序的移动终端,或者计算装置的一部分设置在安装有检测程序的移动终端中、另一部分设置在与移动终端连通的服务器中。
24、根据条款1-8中任一项所述的免疫层析试纸条即时检测系统,其中:试纸条包括卡壳和设置在卡壳内的硝酸纤维素膜,卡壳具有沿轴向间隔开的上样口和显示口,显示口为所述发光区域。
25、一种利用免疫层析试纸条即时检测系统对试纸条进行即时检测方法,其中,所述方法包括以下步骤:
将试纸条插入信息采集装置中,并且在计算装置中开启检测命令;
信息采集装置对试纸条发送激发光,并采集试纸条的发光区域的发光信息和感温图案信息,所述发光信息包括试纸条的发光区域的发光强度;
计算装置通过信息采集装置和计算装置之间的无线方式连通或有线方式连通获得试纸条的发光区域的发光信息和感温图案信息;
计算装置基于预设的感温图案信息和环境温度之间的对应关系,得到试纸条周围的环境温度T0,并且计算装置判断环境温度T0与所述多个预设温度之一是否相等:
在环境温度T0与所述多个预设温度之一相等的情况下,计算装置调取环境温度T0下的发光探针发光强度-发光探针浓度校准曲线L0;
在环境温度T0与所述多个预设温度中任一个均不相等的情况下,计算装置选择与环境温度T0上下相邻的预设温度T1与预设温度T2,并调取预设温度T1下的发光探针发光强度-发光探针浓度校准曲线L1、以及预设温度T2下的发光探针发光强度-发光探针浓度校准曲线L2,计算装置通过预设温度T1下的发光探针发光强度-发光探针浓度校准曲线L1和预设温度T2下的发光探针发光强度-发光探针浓度校准曲线L2模拟出环境温度T0下的发光探针发光强度-发光探针浓度校准曲线L0;
计算装置根据环境温度T0下的发光探针发光强度-发光探针浓度校准曲线L0和获得的试纸条的发光区域的发光信息,拟合得到试纸条的发光区域的发光探针浓度值,并将试纸条的发光区域的发光探针浓度值输出。
26、根据条款25所述的检测方法,其中:信息采集装置在发送激发光期间采集试纸条的识别码信息,并且计算装置从识别码信息识别试纸条的溯源数据,并将试纸条的溯源数据输出。
27、根据条款25或26所述的检测方法,其中:所述免疫层析试纸条即时检测系统是根据条款1-24中任一项所述的免疫层析试纸条即时检测系统。
28、一种免疫层析试纸条即时检测方法,其中,所述方法包括以下步骤:
接收试纸条的发光区域的发光信息和感温图案信息;
基于预设的感温图案信息和环境温度之间的对应关系,得到试纸条周围的环境温度T0,并且判断环境温度T0与多个预设温度之一是否相等:
在环境温度T0与所述多个预设温度之一相等的情况下,调取预设的环境温度T0下的发光探针发光强度-发光探针浓度校准曲线L0;
在环境温度T0与所述多个预设温度中任一个均不相等的情况下,选择与环境温度T0上下相邻的预设温度T1与预设温度T2,并调取预设温度T1下的发光探针发光强度-发光探针浓度校准曲线L1、以及预设温度T2下的发光探针发光强度-发光探针浓度校准曲线L2,通过预设温度T1下的发光探针发光强度-发光探针浓度校准曲线L1和预设温度T2下的发光探针发光强度-发光探针浓度校准曲线L2模拟出环境温度T0下的发光探针发光强度-发光探针浓度校准曲线L0;
根据环境温度T0下的发光探针发光强度-发光探针浓度校准曲线L0和获得的试纸条的发光区域的发光信息,拟合得到试纸条的发光区域的发光探针浓度值,并将试纸条的发光区域的发光探针浓度值输出。
29、根据条款28所述的检测方法,其中:利用预设温度T1下的发光探针发光强度-发光探针浓度校准曲线L1、得到预设温度T1下n个发光探针浓度值对应的n个发光探针发光强度值,利用利用预设温度T2下的发光探针发光强度-发光探针浓度校准曲线L2、得到预设温度T2下所述n个发光探针浓度值对应的n个发光探针发光强度值,从预设温度T1下的所述n个发光探针浓度值和对应的发光探针发光强度值、和预设温度T2下的所述n个发光探针浓度值和对应的发光探针发光强度值,通过线性内插法得到环境温度T0下的所述n个发光探针浓度值和对应的发光探针发光强度值,其中,n为大于1的整数。
30、根据条款28所述的检测方法,其中:从环境温度T0下的所述n个发光探针浓度值和对应的n个发光探针发光强度值,通过使用对数logit-log4p模型或样条曲线Spline函数模拟出环境温度T0下的发光探针发光强度-发光探针浓度的校准曲线L0。
31、根据条款28-30中任一项所述的检测方法,其中:接收试纸条的识别码信息,并且从识别码信息识别试纸条的溯源数据,并将试纸条的溯源数据输出。
32、一种计算装置,其中,所述计算装置包括:
一个或多个处理器;以及
一个或多个存储模块,所述一个或多个存储模块被配置为存储一系列计算机可执行的指令以及与所述一系列计算机可执行的指令相关联的计算机可访问的数据,
其中,当所述一系列计算机可执行的指令被所述一个或多个处理器执行时,使得所述一个或多个处理器进行如条款28-31中任一项所述的方法。
33、一种非临时性计算机可读存储介质,其中,所述非临时性计算机可读存储介质上存储有一系列计算机可执行的指令,当所述一系列计算机可执行的指令被一个或多个计算装置执行时,使得所述一个或多个计算装置进行如条款28-31中任一项所述的方法。
34、一种用于免疫层析试纸条即时检测的信息采集装置,其中,所述信息采集装置包括:
上壳体和下壳体,所述上壳体和下壳体配合在一起以在内部形成避光空腔;
试纸条接收槽,所述试纸条接收槽位于避光空腔内,并且构造成在上壳体或下壳体上开口以接收插入的试纸条,试纸条包括具有长余辉发光探针的发光区域;和
采集组件,所述采集组件位于避光空腔内,并且包括对插入的试纸条发送激发光的光源、滤波片、和对试纸条进行拍摄的摄像头,滤波片包括由红外截止滤光片和全光谱光学玻璃构成的双滤光片切换器,并且双滤光片切换器能够在红外截止滤光片和全光谱光学玻璃之间切换,
其中,双滤光片切换器构造成在长余辉发光探针的激发期将滤波片切换到红外截止滤光片,以将高强度的激发光过滤掉,并且摄像头能够透过红外截止滤光片对试纸条拍摄彩色照片;并且在长余辉发光探针的余辉期将滤波片切换到全光谱光学玻璃,从而摄像头能够透过全光谱光学玻璃对试纸条拍摄彩色照片。
35、根据条款34所述的信息采集装置,其中,试纸条接收槽设置成与摄像头和滤波片相对,并且光源设置成偏离摄像头和滤波片、以及试纸条接收槽之间的彼此相对的路径。
36、根据条款34所述的信息采集装置,其中,光源是带有光阑的LED灯。
37、根据条款34所述的信息采集装置,其中,摄像头是广角数字摄像头。
38、根据条款34所述的信息采集装置,其中,滤波片和摄像头的组合为IR-Cut摄像头。
39、根据条款34-38中任一项所述的信息采集装置,其中,信息采集装置还包括位于避光空腔内的通信组件,所述通信组件构造成将拍摄的彩色照片发送至与信息采集装置分离开的计算装置。
40、根据条款39所述的信息采集装置,其中,通信组件是无线通信组件或有线通信组件。
41、根据条款34-38中任一项所述的信息采集装置,其中,信息采集装置还包括对其供电的电源组件。
42、根据条款34-38中任一项所述的信息采集装置,其中,信息采集装置还包括支撑架,所述支撑架位于避光空腔内,并且固定在下壳体上。
43、根据条款42所述的信息采集装置,其中,支撑架包括多个隔层,所述多个隔层构造成支撑采集组件。
44、根据条款34-38中任一项所述的信息采集装置,其中,信息采集装置还包括感温图案,所述感温图案设置在下壳体上或者下壳体的支撑架上,并且能够被摄像头拍摄彩色照片。
45、根据条款44所述的信息采集装置,其中:感温图案由感温变色油墨制成。
46、根据条款45所述的信息采集装置,其中:感温变色油墨包括胆甾型液晶感温油墨。
47、根据条款44所述的信息采集装置,其中:感温图案设置为多个邻接的小块,每个小块因感温变色油墨的材料配比不同而在各自不同的临界温度变色。
48、根据条款34-38中任一项所述的信息采集装置,其中,信息采集装置的长度不大于10cm,宽度不大于8cm,高度不大于10cm。
49、一种用于测试标本样品的试纸条,其中,所述试纸条包括卡壳,所述卡壳上设有能够采集试纸条周围的环境温度的感温图案。
50、根据条款49所述的试纸条,其中,感温图案由感温变色油墨制成。
51、根据条款50所述的试纸条,其中:感温变色油墨包括胆甾型液晶感温油墨。
52、根据条款50所述的试纸条,其中:感温图案包括多个小块,每个小块因感温变色油墨的材料配比不同而在各自不同的临界温度变色。
53、根据条款52所述的试纸条,其中:所述多个小块按照临界温度的高低顺序进行排列。
54、根据条款53所述的试纸条,其中:感温图案为矩形,并且所述多个小块按照多行多列的方式进行排列。
55、根据条款53所述的试纸条,其中:感温图案为一字型,并且所述多个小块按照一行的方式进行排列。
56、根据条款53所述的试纸条,其中:感温图案为环形,并且所述多个小块排列成环形。
57、根据条款49所述的试纸条,其中:感温图案通过印刷或粘贴设置在卡壳上。
58、根据条款49-57中任一项所述的试纸条,其中:所述卡壳上还设有与感温图案相邻的识别码,所述识别码包含与标本样品绑定的溯源数据。
59、根据条款58所述的试纸条,其中:识别码是二维码或者条形码。
60、根据条款58所述的试纸条,其中:识别码通过印刷或粘贴设置在卡壳上。
61、根据条款49-57中任一项所述的试纸条,其中:试纸条还包括位于卡壳内的硝酸纤维素膜,并且试纸条具有沿轴向间隔开的上样口和显示口。
62、根据条款61所述的试纸条,其中:感温图案设置在卡壳上位于显示口远离上样口的一侧。
63、根据条款61所述的试纸条,其中:显示口包括在显示口区域中露出的硝酸纤维素膜和测试用的T线和C线。
本公开的主题技术的其它特征和优点将在下面的描述中阐述,并且部分地将从所述描述显而易见,或者可以通过实践本公开的主题技术来学习。通过在书面说明书及其权利要求书以及附图中特别指出的结构,将实现和获得本公开的主题技术的优点。
应当理解,前述一般性描述和以下详细描述都是示例性和说明性的,并且旨在提供对要求保护的本公开的主题技术的进一步说明。
附图说明
在结合附图阅读下文的具体实施方式后,将更好地理解本公开的多个方面,在附图中:
图1示出根据本公开实施例的免疫层析试纸条即时检测系统的示意图;
图2示出待由图1的免疫层析试纸条即时检测系统检测的试纸条的正视图;
图3和4示出图1的免疫层析试纸条即时检测系统信息采集装置的分解立体图和组装立体图;
图5示出长余辉发光探针的发光特性曲线图;
图6示出IR-Cut摄像头的不同角度的立体图;和
图7示出图的1的免疫层析试纸条即时检测系统的检测方法的流程图。
具体实施方式
以下将参照附图描述本公开,其中的附图示出了本公开的若干实施例。然而应当理解的是,本公开可以以多种不同的方式呈现出来,并不局限于下文描述的实施例;事实上,下文描述的实施例旨在使本公开的公开更为完整,并向本领域技术人员充分说明本公开的保护范围。还应当理解的是,本文公开的实施例能够以各种方式进行组合,从而提供更多额外的实施例。
应当理解的是,在所有附图中,相同的附图标记表示相同的元件。在附图中,为清楚起见,某些特征的尺寸可以进行变形。
应当理解的是,说明书中的用辞仅用于描述特定的实施例,并不旨在限定本公开。说明书使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)除非另外定义,均具有本领域技术人员通常理解的含义。为简明和/或清楚起见,公知的功能或结构可以不再详细说明。
说明书使用的单数形式“一”、“所述”和“该”除非清楚指明,均包含复数形式。说明书使用的用辞“包括”、“包含”和“含有”表示存在所声称的特征,但并不排斥存在一个或多个其它特征。说明书使用的用辞“和/或”包括相关列出项中的一个或多个的任意和全部组合。说明书使用的用辞“在X和Y之间”和“在大约X和Y之间”应当解释为包括X和Y。本说明书使用的用辞“在大约X和Y之间”的意思是“在大约X和大约Y之间”,并且本说明书使用的用辞“从大约X至Y”的意思是“从大约X至大约Y”。
在说明书中,称一个元件位于另一元件“上”、“附接”至另一元件、“连接”至另一元件、“耦合”至另一元件、或“接触”另一元件等时,该元件可以直接位于另一元件上、附接至另一元件、连接至另一元件、联接至另一元件或接触另一元件,或者可以存在中间元件。相对照的是,称一个元件“直接”位于另一元件“上”、“直接附接”至另一元件、“直接连接”至另一元件、“直接耦合”至另一元件或、或“直接接触”另一元件时,将不存在中间元件。在说明书中,一个特征布置成与另一特征“相邻”,可以指一个特征具有与相邻特征重叠的部分或者位于相邻特征上方或下方的部分。
在说明书中,诸如“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“高”、“低”等的空间关系用辞可以说明一个特征与另一特征在附图中的关系。应当理解的是,空间关系用辞除了包含附图所示的方位之外,还包含装置在使用或操作中的不同方位。例如,在附图中的装置倒转时,原先描述为在其它特征“下方”的特征,此时可以描述为在其它特征的“上方”。装置还可以以其它方式定向(旋转90度或在其它方位),此时将相应地解释相对空间关系。
本说明书描述的系统还可利用一个或多个控制模块来接收信息并变换所接收的信息以生成输出。该控制模块可包括任意类型的计算装置、计算电路或者任意类型的处理器或能够执行存储在存储模块中的一系列指令的处理电路。该控制模块可包括多个处理器和/或多核中央处理单元(CPU)并且可包括任意类型的处理器,诸如微处理器、数字信号处理器、微控制模块等。该控制模块还可包括存储模块以存储数据和/或算法以执行一系列指令。
本说明书描述的任意方法、程序、算法或编码可以转换成或表达为编程语言或计算机程序。“编程语言”和“计算机程序”是用以将指令指定给计算机的任意语言,并且包括(但不限于)这些语言和它们的派生物:汇编语言、Basic、批处理文件、BCPL、C、C+、C++、Delphi、Fortran、Java、JavaScript、机器代码、操作系统命令语言、Pascal、Perl、PL1、脚本语言、Visual Basic、其自身指定程序的元语言,以及第一代、第二代、第三代、第四代和第五代计算机语言。同样包括的是数据库和其他数据模式,以及任意其他元语言。为了这种定义的目的,不在被解译、编译的语言之间或者是使用编译和解译这两种方法的语言之间进行区分。为了这种定义的目的,不在程序的编译版本和源版本之间进行区分。因此,参考编程语言可存在于一个以上状态(诸如源状态、编译状态、对象状态或链接状态)中的程序是参考任意和所有这种状态。该定义还包含有效指令和这些指令的意图。
本说明书描述的任意方法、程序、算法或代码可包含在一个或多个机器可读媒介或存储模块上。术语“存储模块”可包括提供(例如,存储和/或传送)以由诸如处理器、计算机或数字处理设备的机器可读格式的信息的机构。例如,存储模块可包括只读存储模块(ROM)、随机存取存储模块(RAM)、磁盘存储介质、光学存储介质、闪存设备或任意其他易失性或非易失性存储设备。包含在其上的代码或指令可由载波信号、红外信号、数字信号和其他相似的信号表示。
图1示出根据本公开实施例的免疫层析试纸条即时检测系统1的示意图。如图所示,检测系统1包括单独的信息采集装置2和计算装置3。信息采集装置2和计算装置3分离开,并且通过无线方式或有线方式彼此连通。信息采集装置2从试纸条4采集各种信息(例如发光信息、感温图案信息、识别码信息等),并将采集到的信息发送给计算装置3。计算装置3对接收到的信息进行处理,并将处理结果(例如发光探针浓度、样品溯源数据等)输出。
检测系统1检测的试纸条4是接收完标本样品进行测试后的试纸条。如图2所示,试纸条4可以包括卡壳41和设置在卡壳41内的硝酸纤维素膜42。试纸条4具有沿轴向间隔开的上样口43和显示口44。上样口43用于接收样品(例如尿液、血清等),并且样品中的待检测物质及其发光结合物通过硝酸纤维素膜42的毛细作用传递至显示口44。在一些实施例中,试纸条4上免疫反应的待检测物质为抗原,并且待检测物质的发光结合物是所述抗原与发光探针表面偶联的抗体相结合而产生的。
显示口44包括在显示口区域中露出的硝酸纤维素膜42和测试用的T线和C线45,并且传递过来的待检测物质及其发光结合物到达T线和C线45时发生免疫反应而被偶联固定。显示口44作为信息采集装置2采集发光信息的发光区域。显示口44包含发光探针,例如荧光探针或者长余辉发光探针。荧光探针在受到激发光激发期间产生荧光;而长余辉发光探针在受到激发光激发后产生余辉,激发光关闭后余辉发光可持续例如100ms以上。发光信息可以是荧光探针发出的荧光的信息(例如发光强度),也可以是长余辉发光探针发出的余辉的信息(例如发光强度)。
识别码46设置在卡壳41上(例如通过印刷或粘贴),并且作为信息采集装置2采集识别码信息的区域。在一些实施例中,识别码46可以在卡壳41上位于显示口44远离上样口43的一侧。在一些实施例中,识别码46可以是二维码或者条形码。
感温图案47设置在卡壳41上(例如通过印刷或粘贴),并且作为信息采集装置2采集感温图案信息的区域。在一些实施例中,感温图案47可以在卡壳41上位于显示口44远离上样口43的一侧,并且与识别码46相邻。在一些实施例中,感温图案47由感温变色油墨制成,例如胆甾型液晶感温油墨。感温变色油墨在试纸条4测试温度范围内具有较高灵敏度,并且在不同的测试温度下显示不同的颜色,例如1℃的温度变化足以产生能够识别的颜色差异。在一些实施例中,感温图案47设置为多个小块。每个小块因感温变色油墨的材料配比不同而在不同临界温度变色,因此可以按临界温度的高度顺序进行排列。例如,感温图案47可以为矩形,并且多个小块按照多行多列的方式进行排列;感温图案47可以为一字型,并且多个小块按照一行的方式进行排列;感温图案47可以为环形,并且多个小块排列成环形。在一些实施例中,感温图案47可以设置在信息采集装置2(例如在信息采集装置2的如下详述的支撑架上或下壳体)上、而非试纸条4上。
图3和4示出信息采集装置2的分解立体图和组装立体图(已除去上壳体)。如图所示,信息采集装置2包括上壳体21和下壳体22,上壳体21和下壳体22配合在一起以在内部形成避光的空腔。支撑架23位于避光的空腔内,并且固定在下壳体22上。支撑架23包括多个隔层,以用于支撑采集组件24、通信组件25、电源组件27、和/或试纸条接收槽28中的一个或多个零件。试纸条接收槽28用于接收插入的试纸条4。采集组件24对试纸条4发送激发光,并在激发期间和/或激发后采集试纸条4的各种信息(例如发光信息、感温图案信息、识别码信息等)。发光信息分别包括荧光探针的荧光强度信息或长余辉发光探针的长余辉发光强度信息。在一种实施例中,发光信息包括荧光探针的荧光强度信息,荧光强度测试时光源处于开启状态,采集装置采集到的是荧光强度信息+感温图案信息+识别码信息,优选地分多次采集分别获得三种信息,更优选地一次同时获得三种信息。在另一种实施例中,发光信息包括长余辉发光探针的长余辉发光强度信息,优选地在激发光激发的同时采集感温图案信息+识别码信息,待光源关闭之后采集长余辉发光强度信息。通信组件25将采集到的信息发送至计算装置3。电源组件27用于对信息采集装置2供电。
采集组件24包括光源241、滤波片242和摄像头243。光源241用于对试纸条4发送激发光。滤波片242用于过滤背景光和散射光。摄像头243通过拍摄彩色照片来采集发光区域的发光信息、试纸条4上的感温图案信息和识别码信息等。在一些实施例中,试纸条接收槽28可以设置成与摄像头243和滤波片242彼此相对;光源241可以设置成偏离摄像头243和滤波片242、以及试纸条接收槽28之间的彼此相对的路径。在一些实施例中,光源241、滤波片242和摄像头243均放置在支撑架23上。在一些实施例中,光源241可以是带有光阑的LED灯。在一些实施例中,摄像头243可以是广角数字摄像头,例如CCD摄像头或者CMOS摄像头等。
在一些实施例中,当显示口44包含长余辉发光探针时,滤波片242可以包括由红外截止滤光片和全光谱光学玻璃构成的双滤光片切换器,并且该双滤光片切换器可以在红外截止滤光片和全光谱光学玻璃之间来回切换。如图5所示,长余辉发光探针激发分为两个阶段,第一阶段是光源241打开以向长余辉发光探针发送激发光的激发期,第二阶段是光源241关闭后长余辉发光探针发出余辉的余辉期。在激发期,双滤光片切换器将滤波片242切换到红外截止滤光片,以将高强度的激发光衰减或过滤掉,从而保护摄像头243的探测器,并且采集识别码信息和感温图案信息。在余辉期,长余辉发光探针发出余辉,并且双滤光片切换器将滤波片242切换到全光谱光学玻璃,以采集长余辉发光探针发出的余辉信息。在一些实施例中,带有双滤光片切换器的滤波片242和摄像头243的组合可以为图6所示的IR-Cut摄像头。IR-Cut摄像头为市场出售的成品镜头,售价仅有十几元,相对现有仪器中对于较短余辉收集使用的高精度摄像头,成本降低了几百至几千倍。
返回图3和图4,通信组件25将采集组件24采集到的信息发送至计算装置3。通信组件25可以是与计算装置3上的通信组件配合使用的无线通信器件(例如WIFI、蓝牙等)或者有线通信器件(例如通过USB口)。
电源组件27用于对采集组件24、通信组件25等进行供电。电源组件27可以包括内置电源(包括充电板、锂电池等),和/或外置电源(例如通过USB口)。
试纸条接收槽28固定至上壳体21或下壳体22,并且在相应壳体上开口,以用于接收插入的试纸条4。
在一些实施例中,信息采集装置2的长度可以不大于10cm,宽度可以不大于8cm,高度可以不大于10cm。
返回图1,计算装置3包括控制模块31、存储模块32、输出模块33和通信模块34。存储模块32存储有感温图案信息和环境温度T0之间的对应关系,并且存储有多个预设温度下发光探针发光强度-发光探针浓度的校准曲线L。通信模块34为与通信组件25相配合的无线通信模块或有线通信模块。控制模块31通过通信模块34和通信组件25的连通获取感温图案信息和发光信息。控制模块31从存储模块32调取感温图案信息和环境温度之间的对应关系,以得到试纸条4周围的环境温度T0。控制模块31根据环境温度T0从存储模块32调取一个或多个预设温度下发光探针发光强度-发光探针浓度的校准曲线L。控制模块31基于上述校准曲线L,通过发光信息中的发光强度得到试纸条4的发光探针浓度。控制模块32将试纸条4的发光探针浓度通过输出模块33输出。
在一些实施例中,计算装置3可以是安装有检测程序的移动终端(例如手机、平板电脑等),或者计算装置3的一部分设置在安装有检测程序的移动终端中、另一部分设置在与移动终端连通的服务器中。
在一些实施例中,控制模块31还通过通信模块34和通信组件25的连通获取识别码信息,识别出试纸条4的溯源数据,并将溯源数据存储至存储模块32。输出模块33可以将存储的试纸条4的溯源数据输出。
图7示出了免疫层析试纸条即时检测系统1的检测方法的流程图。如图所示,在S1步骤,将试纸条4插入信息采集装置2的试纸条接收槽28中,并且在计算装置3的检测程序中开启检测命令。
在S2步骤,计算装置3的控制模块31通过通信模块34和通信组件25之间的连通将检测开启命令发送至信息采集装置2的采集组件24。采集组件24的光源241打开,并为试纸条4提供激发光。在显示口44含有荧光探针的情况下,摄像头243在激发期间对试纸条4拍摄彩色照片。在显示口44含有长余辉发光探针的情况下,滤波片242包括由红外截止滤光片和全光谱光学玻璃构成的双滤光片切换器。由此,在激发期,双滤光片切换器将滤波片242切换到红外截止滤光片,以保护摄像头243的探测器,并对试纸条4拍摄第一彩色照片;在余辉期,长余辉发光探针发出余辉,并且双滤光片切换器将滤波片242切换到全光谱光学玻璃,以对试纸条4拍摄第二彩色照片。第一彩色照片采集试纸条4上的感温图案信息和识别码信息,并且第二彩色照片采集试纸条4的显示口44的发光信息。彩色照片经光电信号转化后得到电信号,并通过通信模块34和通信组件25之间的连通将感温图案信息和识别码信息、以及发光信息输出至计算装置3的控制模块31。
在S3步骤,控制模块31从采集的识别码信息识别试纸条4的溯源数据,并将溯源数据输出至存储模块32。
在S4步骤,控制模块31从存储模块32调取感温图案信息和环境温度之间的对应关系,并且从采集的感温图案信息识别试纸条4周围的环境温度T0。控制模块31包括温度校准的功能。控制模块31判断该环境温度T0与校准曲线L对应的预设温度是否相等。如果环境温度T0与多个预设温度之一相等,则控制模块31从储存模块32调取环境温度T0下发光探针发光强度-发光探针浓度的校准曲线L0。如果环境温度T0与所有预设温度均不相等,则控制模块31选择与环境温度T0上下相邻的两个预设温度T1与预设温度T2,并从储存模块32调取预设温度T1下发光探针发光强度-发光探针浓度的校准曲线L1、以及预设温度T2下发光探针发光强度-发光探针浓度的校准曲线L2。控制模块31利用校准曲线L1、得到预设温度T1下n个(n为大于1的整数,例如至少5个)发光探针浓度值对应的发光探针发光强度值,利用校准曲线L2、得到预设温度T2下n个发光探针浓度值对应的发光探针发光强度值。控制模块31利用一定的算法(例如线性内插法)从预设温度T1和T2下的n个发光探针浓度值和对应的发光探针发光强度值,得到环境温度T0下的n个发光探针浓度值和对应的发光探针发光强度值,由此模拟出环境温度T0下发光探针发光强度-发光探针浓度的校准曲线L0,例如通过线性模拟软件,诸如使用对数logit-log4p模型或样条曲线Spline函数。
控制模块31根据环境温度T0下发光探针发光强度-发光探针浓度的校准曲线L0和测得的发光探针发光强度,拟合得到发光探针浓度。
在S5步骤,输出模块33将发光探针浓度和/或溯源数据输出,例如显示在计算装置3的显示屏上。
举例说明,预设温度可以例如包括10℃、20℃、25℃、30℃、35℃、37℃、39℃与42℃等。在如上预设温度下分别测量至少5个发光探针浓度下的发光探针发光强度,将测得的点通过线性模拟软件模拟,得到如上预设温度(例如包括10℃、20℃、25℃、30℃、35℃、37℃、39℃与42℃)下发光探针发光强度-发光探针浓度的校准曲线L,并储存在储存模块32中。之后,如图6所示,控制模块31从储存模块32调取与感温图案信息对应的环境温度,并且得到环境温度为27℃。环境温度27℃与任一个预设温度都不相等,因此,控制模块31选择与环境温度27℃上下相邻的预设温度25℃和30℃,并从储存模块32调取预设温度25℃下发光探针发光强度-发光探针浓度的校准曲线L1、预设温度30℃下发光探针发光强度-发光探针浓度的校准曲线L2。控制模块31利用校准曲线L1得到预设温度25℃下6个发光探针浓度对应的6个发光探针发光强度,利用校准曲线L2得到预设温度30℃下6个发光探针浓度对应的6个发光探针发光强度。控制模块31从上述数据利用线性内插法计算得到27℃度下6个发光探针浓度对应的6个发光探针发光强度,并通过对数logit-log4p模型或样条曲线Spline函数模拟出27℃下发光探针发光强度-发光探针浓度的校准曲线L0。控制模块31根据校准曲线L0和测得的发光探针发光强度,拟合得到发光探针浓度。输出模块33将发光探针浓度和/或溯源数据显示在计算装置3的显示屏上。
根据本公开实施例的免疫层析试纸条即时检测系统测量速度快,并且测量较为精确。
根据本公开实施例的免疫层析试纸条即时检测系统的信息采集装置省去了占用空间较大的处理器和扫描装置,可以将装置做到仅有手掌大小,极大程度地增加其便利性。
根据本公开实施例的免疫层析试纸条即时检测系统将处理工作交由手机中的处理器来完成。手机也是5G、大数据和人工智能等未来通讯、网络和信息处理核心技术的终端,采用该类型终端有利于将免疫检测数据直接与这些技术对接。
根据本公开实施例的免疫层析试纸条即时检测系统采用感温变色油墨测量环境温度。感温变色油墨对温度较为敏感(温度分辨率小于1℃),可以真实、有效与可重复地进行温度辨识。感温变色油墨可以便捷地印刷在试纸条上,并且采集感温图案信息的过程可以与采集发光信息的过程同时进行。
根据本公开实施例的免疫层析试纸条即时检测系统预存了多个预设温度下待检试纸条的发光探针发光强度-发光探针浓度的校准曲线,并且采用线性内插法和线性模拟软件得到环境温度下的校准曲线。根据实际的对比试验,本公开在发光探针浓度测量的准确度上得到了显著提高。
虽然已经描述了本公开的示范实施例,但是本领域技术人员应当理解的是,在本质上不脱离本公开的精神和范围的情况下能够对本公开的示范实施例进行多种变化和改变。因此,所有变化和改变均包含在权利要求所限定的本公开的保护范围内。本公开由附加的权利要求限定,并且这些权利要求的等同物也包含在内。
Claims (15)
1.一种用于免疫层析试纸条即时检测的信息采集装置,其特征在于,所述信息采集装置包括:
上壳体和下壳体,所述上壳体和下壳体配合在一起以在内部形成避光空腔;
试纸条接收槽,所述试纸条接收槽位于避光空腔内,并且构造成在上壳体或下壳体上开口以接收插入的试纸条,试纸条包括具有长余辉发光探针的发光区域;和
采集组件,所述采集组件位于避光空腔内,并且包括对插入的试纸条发送激发光的光源、滤波片、和对试纸条进行拍摄的摄像头,滤波片包括由红外截止滤光片和全光谱光学玻璃构成的双滤光片切换器,并且双滤光片切换器能够在红外截止滤光片和全光谱光学玻璃之间切换,
其中,双滤光片切换器构造成在长余辉发光探针的激发期将滤波片切换到红外截止滤光片,以将高强度的激发光过滤掉,并且摄像头能够透过红外截止滤光片对试纸条拍摄彩色照片;并且在长余辉发光探针的余辉期将滤波片切换到全光谱光学玻璃,从而摄像头能够透过全光谱光学玻璃对试纸条拍摄彩色照片。
2.根据权利要求1所述的信息采集装置,其特征在于,试纸条接收槽设置成与摄像头和滤波片相对,并且光源设置成偏离摄像头和滤波片、以及试纸条接收槽之间的彼此相对的路径。
3.根据权利要求1所述的信息采集装置,其特征在于,光源是带有光阑的LED灯。
4.根据权利要求1所述的信息采集装置,其特征在于,摄像头是广角数字摄像头。
5.根据权利要求1所述的信息采集装置,其特征在于,滤波片和摄像头的组合为IR-Cut摄像头。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的信息采集装置,其特征在于,信息采集装置还包括位于避光空腔内的通信组件,所述通信组件构造成将拍摄的彩色照片发送至与信息采集装置分离开的计算装置。
7.根据权利要求6所述的信息采集装置,其特征在于,通信组件是无线通信组件或有线通信组件。
8.根据权利要求1-5中任一项所述的信息采集装置,其特征在于,信息采集装置还包括对其供电的电源组件。
9.根据权利要求1-5中任一项所述的信息采集装置,其特征在于,信息采集装置还包括支撑架,所述支撑架位于避光空腔内,并且固定在下壳体上。
10.根据权利要求9所述的信息采集装置,其特征在于,支撑架包括多个隔层,所述多个隔层构造成支撑采集组件。
11.根据权利要求1-5中任一项所述的信息采集装置,其特征在于,信息采集装置还包括感温图案,所述感温图案设置在下壳体上或者下壳体的支撑架上,并且能够被摄像头拍摄彩色照片。
12.根据权利要求11所述的信息采集装置,其特征在于:感温图案由感温变色油墨制成。
13.根据权利要求12所述的信息采集装置,其特征在于:感温变色油墨包括胆甾型液晶感温油墨。
14.根据权利要求11所述的信息采集装置,其特征在于:感温图案设置为多个邻接的小块,每个小块因感温变色油墨的材料配比不同而在各自不同的临界温度变色。
15.根据权利要求1-5中任一项所述的信息采集装置,其特征在于,信息采集装置的长度不大于10cm,宽度不大于8cm,高度不大于10cm。
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