專利名稱：一種熒光檢測系統的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及檢測系統領域，尤其涉及一種熒光檢測系統。
背景技術：
免疫標記技術經歷了放射免疫標記，酶免標記，化學發光標記等階段?，F技術應用熒光技術檢測免疫標記，相對之前的技術大大提升了檢測靈敏度。鑭系稀土元素因其有斯托克斯位移大，發射光譜帶窄，半衰期長的特點，成為理想的熒光染料。但現有的一種熒光檢測系統有以下不足現有系統利用小規模集成電路計算機接口電路，其計算和存儲性能無法完成如今對生化檢測智能化控制與數據處理的要求；現有系統體積大，不能滿足廣大臨床醫師，檢驗工作者，執法機關等對檢測儀器的輕便、小巧，可攜帶性及免除采樣的前處理等基本要求；現有系統僅適用液體樣品的應用，對于發展迅速且應用前景極其廣闊的快速診斷來說不能滿足需求；現有系統利用氙燈作為光源,體積龐大,功耗大。這些問題已成為本領域技術人員亟待解決的技術課題。
實用新型內容本實用新型涉及一種熒光檢測系統，用以對樣品中的熒光元素標記進行檢測，并克服現有生化檢測系統智能化控制與數據處理能力的不足，體積大不方便攜帶，僅適用液體樣品和大規模生產質量不穩定等問題。為達到上述目的，本實用新型提供的熒光檢測系統包括控制模塊，用于控制協調其他模塊的工作，所述控制模塊與樣品信息采集模塊、積分球式光學模塊、光電轉化與放大模塊、分析模塊和存儲模塊電連接；樣品信息采集模塊，用于采集樣品信息；積分球式光學模塊，用于光照樣品，收集光信號；光電轉化與放大模塊，用于把積分球式光學模塊傳輸來的光信號轉化為電信號并放大；分析模塊，用于分析光電轉化與放大模塊傳輸來的電信號；存儲模塊，存儲樣品信息和檢測結果。上述樣品信息采集模塊包括掃描器、步進電機、絲桿和滾珠滑動平臺；所述步進電機與絲桿連接；所述絲桿與滾珠滑動平臺連接。上述滾珠活動平臺上設一檢測卡槽。上述存儲模塊包括閃存盤。上述控制模塊包括嵌入式電腦，所述嵌入式電腦用于控制樣品信息采集模塊、積分球式光學模塊、光電轉化與放大模塊和分析模塊的工作。[0021]上述存儲模塊設置在嵌入式電腦中。上述控制模塊包括脈沖發生器，所述脈沖發生器用于控制樣品信息采集模塊、積分球式光學模塊、光電轉化模塊和分析模塊的工作。上述各模塊是由控制模塊同步啟動。上述積分球式光學模塊包括積分球裝置和激發光源。上述激發光源是氘燈、LED發光二極管或激光二極管。更佳的，所述激發光源是LED發光二極管或激光二極管。上述光電轉化與放大模塊包括光敏兀件、微電流放大器和電源，所述光敏兀件接收來自積分球式光學模塊的光信號并將光信號轉化為電信號，然后通過微電流放大器將電信號放大反饋給分析模塊。上述光敏元件是PMT光敏元件。上述分析模塊為相敏/時間分辨放大器。上述熒光檢測系統還包括輸入模塊，所述輸入模塊用于輸入命令并傳輸至控制模塊。上述輸入模塊包括鼠標、鍵盤、光電閱讀器或顯示屏中的至少一種。 上述顯示屏是觸摸式顯示屏。上述熒光檢測系統還包括輸出模塊，所述輸出模塊用于接受采樣信息和檢測結果并輸出，所述輸出模塊包括顯示屏和/或打印機。較佳的，所述顯示屏為觸摸式顯示屏。
圖I為本實用新型熒光檢測系統結構圖。圖2為對以稀土鑭系元素納米粒子為標記物的試紙盒進行測試的本實用新型檢測系統一具體實施方式
的示意圖。圖3為以稀土鑭系元素納米粒子為標記物的試紙盒的條形碼樣例。圖4為本實用新型積分球式光學模塊結構圖。圖5為鑭系銪元素熒光衰變時間圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型一種熒光檢測系統做進一步說明。參見圖1、2，本實用新型一具體實施例中，所述熒光檢測系統由控制模塊、積分球式光學模塊、光電轉化與放大模塊、分析模塊、輸入模塊、輸出模塊和存儲模塊組成。所述控制模塊與樣品信息采集模塊、積分球式光學模塊、光電轉化與放大模塊、分析模塊和存儲模塊電連接。所述控制模塊，控制協調其他模塊的工作，如各模塊的啟動，并收集來自樣品信息收集模塊的樣品采樣信息、來自分析模塊的分析結果和存儲模塊的預存儲信息；控制模塊用脈沖發生器產生的電脈沖對樣品信息采集模塊、積分球式光學模塊、光電轉化與放大模塊、分析模塊的啟動進行同步的控制。在本實施例中控制模塊包括嵌入式電腦和脈沖發生器。所述脈沖發生器同步控制其他模塊的啟動。該嵌入式電腦由上位機及51系列CPU構成的下位機組成，由于引入了嵌入式電腦，而其他現有系統應用小規模集成電路，使得上述應用舉例的計算、存儲和擴展性能遠遠好于其他現有系統。[0041]樣品信息采集模塊，用于采集樣品信息，包括掃描器、步進電機、絲桿和滾珠滑動平臺。步進電機與絲桿通過連軸器連接，絲桿包括螺桿和螺母，螺桿上套接螺母，螺母通過支架與滾珠滑動平臺連接，所述滾珠滑動平臺上設一檢測卡槽。在步進電機帶動下，與步進電機連接的絲桿將旋轉運動，轉化成螺母的水平直線運動，然后螺母帶動精密滾珠滑動平臺也作水平直線運動。通過上述連接關系，在步進電機的帶動下，精密滾珠滑動平臺作水平直線移動。樣品基本信息由掃描器收集。步進電機帶動絲桿和精密滾珠滑動平臺，可以實現對同一樣品的分段多次采樣，獲得多個定量檢測結果，而后求平均值，其檢測結果的精度高。本實例的樣品信息基于條形碼，條形碼貼在樣品盒上，所述掃描器是條形碼掃描儀。該掃描儀用于掃描被測物品上的條形碼。在本實施例中使用光電閱讀器。所述積分球式光學模塊包括積分球裝置和激發光源；所述激發光源是氘燈、LED發光二極管或激光二極管。LED發光二極管或激光二極管作為光源相對于氘燈光源有體積小、功耗小、組裝調試簡單的優點，因此本實用新型優選LED發光二極管或激光二極管。在本實施例中激發光源為單色LED發光二極管，發出紫外光照射測試樣品。光電轉化與放大模塊，用于把積分球式光學模塊傳輸來的光信號轉化為電信號并放大。所述光電轉化與放大模塊包括光敏元件、微電流放大器和電源；所述光敏元件是PMT光敏元件。分析模塊，用于分析電信號；分析模塊采用相敏/時間分辨放大器分析判斷電信號。存儲模塊，用于存儲樣品信息和來自控制模塊的檢測結果；在本實施例中，存儲模塊集成在嵌入式電腦，為了增加儲存容量，還配合一閃存盤使用。當然，也可以采取其他方式，如存儲模塊設置在嵌入式電腦中或可以同時采用嵌入式電腦結合閃存盤，以便獲得更大的存儲空間。該系統還包括輸入模塊，用于輸入命令并傳輸至控制模塊；所述輸入模塊包括鼠標、鍵盤、光電閱讀器和觸摸式顯示屏。該系統還包括輸出模塊，用于接受來自控制模塊的采樣、檢測結果并輸出。所述輸出模塊包括顯示屏和打印機。在另一實施例中，本實用新型輸入模塊和輸出模塊是一體的，即一觸摸式顯示屏。所述觸摸式顯示屏即可以輸入命令和信息，又可以輸出檢測結果等。其余模塊同上個實施例。本領域技術人員可以根據本實用新型的披露作出各種變動，如輸入模塊，為鼠標、鍵盤、光電閱讀器或顯示屏中的至少一種。而輸出模塊則為顯示屏、打印機中的至少一種。本實用新型的優點是I.本實用新型所述的控制模塊采用嵌入式電腦，可以連接閃存盤作為外部存儲，鍵盤、鼠標、打印機、光電閱讀器等作為輸入輸出設備。由于本實用新型的系統引入了嵌入式電腦，而其他現有系統應用小規模集成電路，使得本實用新型的系統的計算、存儲和擴展性能遠遠好于其他現有系統。2.本實用新型所述的積分球式光學模塊中光源選擇靈活，可以是氙燈或LED或激光二極管，克服了其他現有系統只能以氙燈作為光源，從而避免了體積龐大，功耗大，光、機加工加工量大，裝、調工藝復雜，為產品的大規模產業化帶來巨大的不穩定因素等缺點。3.本實用新型采用電子控制的脈沖技術解決了多模塊的同步協同工作問題。使系統結構相對于現有其他系統更加合理，體積更小，功耗更低。4.本實用新型不但可以對試紙盒進行采樣，也可以對試紙條進行采樣，彌補了其他現有系統僅能適用液體樣品的不足。[0055]5.應用本實用新型的系統所占面積只有二十厘米乘以二十厘米。與其他現有系統相比更便于攜帶、便于部署。本實用新型在實際使用中，可應用于定量檢測以熒光標記特別是稀土鑭系元素納米粒子為標記物的固相免疫橫流層析試紙盒，參見圖2。試紙盒包括用于分離紅細胞的全血分離墊；專門用于固定和釋放稀土鑭系元素納米粒子為標記的結合物釋放墊；用于在下游吸收液體的吸收墊，由硝酸纖維素膜或者玻璃纖維膜組成的，帶有檢測線和質控線的反應墊。在試紙盒的背面貼有條形碼(如圖3)，條形碼與檢測項目、定標曲線修正系數、試紙盒的生產參數(如生產日期等參數)相對應。定量檢測時把待測試紙盒放入精密滾珠滑動平臺上的檢測卡槽內。對于檢測來說，每一個批號的試劑都會有相應的檢測項目、定標曲線修正系數、試紙盒的生產參數如生產日期等信息。這些信息被預先設置到光電二進制條形碼中。當檢測開始被執行時，檢測要求被提交給上述實施例中的檢測系統，樣品信息采集模塊和控制模塊通過光電閱讀器讀取試紙盒背面的條形碼后，會對比存儲模塊中是否有該批次定標信息。如果檢測要求不存在，系統提示用戶換成正確的試紙盒進行定量檢測。如果檢測要求存在，試紙盒會被樣品信息采集模塊的掃描平臺送入儀器內部，在步進電機的驅動下，由絲桿拉動精密滾珠滑動平臺做一維水平移動，開始檢測。檢測進行時，在積分球式光學模塊(如圖4)中應用LED光源經積分球照射試紙盒表面。含有稀土鑭系元素的紙盒會受激發光激發，發出滯后的發射熒光，即發射光。發射熒光被連接積分球的光電轉化與放大模塊的接受孔的PMT (光敏元件)探頭連續收集，并轉化為微電信號。微電信號由微電流放大器放大。分析模塊的相敏/時間分辨放大器接受由光電轉化與放大模塊反饋的電信號，分析熒光的強弱，并把結果傳輸至控制模塊。對于同一個位置，同一次激發光照射，由于稀土鑭系兀素的突光衰變時間有1000微秒以上(如圖5)，窗口時間長。在400-800微秒處為較佳的測量窗口?？刂颇K的脈沖發生器控制積分球式光學模塊、光電轉化與放大模塊和分析模塊多次對樣品進行檢測。控制模塊接受來自分析模塊的多次分析結果，通過嵌入式電腦調取存儲模塊中的預存對比數據，得出稀土鑭系元素的含量結果。因此，在同一位置，同一次激發光照射下的多次測量可以大大提聞測量的精度?？刂颇K的脈沖發生器向樣品信息采集模塊的步進電機發出信號，在步進電機驅動下，由絲桿拉動樣品作一維水平移動。同時由控制模塊協同積分球式光學模塊、光電轉化與放大模塊和分析模塊再次對樣品進行檢測。如此不斷重復以上步驟，從而實現了對同一樣品的不同位置進行多次檢測。所以，通過對同一樣品，不同位置的多次檢測，也可以提高測量的精度。樣品檢測完畢后，檢測項目、試紙盒的生產參數、多次測量的稀土鑭系元素含量等檢測結果的均值和分布圖形將被顯示于觸摸式顯示器、并同時由打印機輸出。上述應用舉例采用電子控制的脈沖技術解決了多模塊的同步協同工作問題。使系統結構相對于現有其他系統更加合理，體積更小，功耗更低。上述應用舉例所占面積只有二十厘米乘以二十厘米。與其他現有系統相比更便于攜帶、便于部署。本實用新型信息采集模塊中的掃描器和步進電機均與控制模塊連接。綜上所述，本實用新型所述熒光檢測系統的計算和存儲性能好、擴展性強體積小、光源選擇靈活，解決了現有其他熒光檢測系統的計算和存儲性不足、體積大、僅適用于液體樣品、功耗大的問題具有極大的市場前景。在本實用新型提及的所有文獻都在本申請中引用作為參考，就如同每一篇文獻被 單獨引用作為參考那樣。此外應理解，在閱讀了本實用新型的上述講授內容之后，本領域技術人員可以對本實用新型作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權利要求書所限定的范圍。
權利要求1.一種熒光檢測系統，其特征在于，所述熒光檢測系統包括 控制模塊，用于控制協調其他模塊的工作，所述控制模塊與樣品信息采集模塊、積分球式光學模塊、光電轉化與放大模塊、分析模塊和存儲模塊電連接； 樣品信息采集模塊，用于采集樣品信息； 積分球式光學模塊，用于光照樣品，收集光信號； 光電轉化與放大模塊，用于把積分球式光學模塊傳輸來的光信號轉化為電信號并放大； 分析模塊，用于分析光電轉化與放大模塊傳輸來的電信號； 存儲模塊，存儲樣品信息和檢測結果。
2.如權利要求I所述熒光檢測系統，其特征在于，所述樣品信息采集模塊包括掃描器、步進電機、絲桿和滾珠滑動平臺；所述步進電機與絲桿連接；所述絲桿與滾珠滑動平臺連接。
3.如權利要求I所述熒光檢測系統，其特征在于，所述存儲模塊包括閃存盤。
4.如權利要求I所述熒光檢測系統，其特征在于，所述控制模塊包括嵌入式電腦，所述嵌入式電腦用于控制樣品信息采集模塊、積分球式光學模塊、光電轉化與放大模塊和分析模塊的工作。
5.如權利要求4所述熒光檢測系統，其特征在于，所述存儲模塊設置在嵌入式電腦中。
6.如權利要求I所述熒光檢測系統，其特征在于，所述控制模塊包括脈沖發生器，所述脈沖發生器用于控制樣品信息采集模塊、積分球式光學模塊、光電轉化模塊和分析模塊的工作。
7.如權利要求4所述熒光檢測系統，其特征在于，所述各模塊是由控制模塊同步啟動。
8.如權利要求6所述熒光檢測系統，其特征在于，所述各模塊是由控制模塊同步啟動。
9.如權利要求I所述突光檢測系統，其特征在于，所述積分球式光學模塊包括積分球裝置和激發光源。
10.如權利要求8所述熒光檢測系統，其特征在于，所述激發光源是氘燈或LED發光二極管或激光二極管。
11.如權利要求1-10任一權利要求所述突光檢測系統,其特征在于,所述光電轉化與放大模塊包括光敏元件、微電流放大器和電源，所述光敏元件接收來自積分球式光學模塊的光信號，并將光信號轉化為電信號，然后通過微電流放大器將電信號放大，反饋給分析模塊。
12.如權利要求11所述光電轉化與放大模塊，其特征在于，所述光敏元件是PMT光敏元件。
13.如權利要求I-10或12任一權利要求所述熒光檢測系統，其特征在于，所述分析模塊為相敏/時間分辨放大器。
14.如權利要求11所述熒光檢測系統，其特征在于，所述分析模塊為相敏/時間分辨放大器。
15.如權利要求I-10或12任一權利要求所述熒光檢測系統，其特征在于，所述熒光檢測系統還包括輸入模塊，所述輸入模塊用于輸入命令并傳輸至控制模塊。
16.如權利要求11所述熒光檢測系統，其特征在于，所述熒光檢測系統還包括輸入模塊，所述輸入模塊用于輸入命令并傳輸至控制模塊。
17.如權利要求15所述熒光檢測系統，其特征在于，所述輸入模塊包括鼠標、鍵盤、光電閱讀器或顯示屏中的至少一種。
18.如權利要求16所述熒光檢測系統，其特征在于，所述輸入模塊包括鼠標、鍵盤、光電閱讀器或顯示屏中的至少一種。
19.如權利要求17或18所述所述熒光檢測系統，其特征在于，所述顯示屏是觸摸式顯示屏。
20.如權利要求I-10、12、14、16-18任一權利要求所述熒光檢測系統，其特征在于，所述熒光檢測系統還包括輸出模塊，所述輸出模塊用于接受采樣信息和檢測結果并輸出，所述輸出模塊包括顯示屏和/或打印機。
21.如權利要求11所述熒光檢測系統，其特征在于，所述熒光檢測系統還包括輸出模塊，所述輸出模塊用于接受采樣信息和檢測結果并輸出，所述輸出模塊包括顯示屏和/或打印機。
22.如權利要求13所述熒光檢測系統，其特征在于，所述熒光檢測系統還包括輸出模塊，所述輸出模塊用于接受采樣信息和檢測結果并輸出，所述輸出模塊包括顯示屏和/或打印機。
23.如權利要求15所述熒光檢測系統，其特征在于，所述熒光檢測系統還包括輸出模塊，所述輸出模塊用于接受采樣信息和檢測結果并輸出，所述輸出模塊包括顯示屏和/或打印機。
24.如權利要求19所述熒光檢測系統，其特征在于，所述熒光檢測系統還包括輸出模塊，所述輸出模塊用于接受采樣信息和檢測結果并輸出，所述輸出模塊包括顯示屏和/或打印機。
專利摘要本實用新型提供了一種熒光檢測系統，所述熒光檢測系統包括控制模塊，用于控制協調其他模塊的工作，所述控制模塊與樣品信息采集模塊、積分球式光學模塊、光電轉化與放大模塊、分析模塊和存儲模塊電連接；樣品信息采集模塊，用于采集樣品信息；積分球式光學模塊，用于光照樣品，收集光信號；光電轉化與放大模塊，用于把積分球式光學模塊傳輸來的光信號轉化為電信號并放大；分析模塊，用于分析光電轉化與放大模塊傳輸來的電信號；存儲模塊，存儲樣品信息和檢測結果。本實用新型提供的系統體積小，便于攜帶，且可定量檢測，數據準確。
文檔編號G01N21/64GK202372445SQ20112044328
公開日2012年8月8日 申請日期2011年11月10日 優先權日2011年11月10日
發明者李建國 申請人:李建國