一種用于試紙條快速檢測技術的被檢物濃度計算方法與流程

文檔序號：12174261閱讀：1205來源：國知局

本發明屬于免疫學檢測領域，特別是涉及到一種應用在免疫層析試紙條快速檢測技術中的被檢物濃度的計算方法。

背景技術：

試紙條快速檢測技術是近年來逐漸發展成熟的一項簡便、快速、檢測成本低廉的免疫學檢測技術。在人體外診斷(IVD,in vitro diagnostic products)領域以及動物疫病快速診斷，抗體水平檢測、興奮劑殘留、農藥殘留、獸藥殘留和鎮靜劑殘留快速檢測方面都有大量應用。

尤其在人們備受關注的食品安全檢測領域應用極為廣泛，試紙條快速檢測技術以其檢測快捷性、方便性，在食品安全監管現場就能夠完成對食品的檢測，并分析出其中引發安全問題的具體原因，尤其是在對有毒食品檢測中，能快速的檢測出食品的不安全因素來源，幫助檢測出食品非法添加劑，更有助于受害人的治療。借助先進的快速檢測技術，有效的提高檢測的準確性，阻止有問題的食品流通，保護人民的安全與切身利益，提高了食品安全監管對食品問題的監察能力與范圍。

快速檢測技術的發展也在一定程度上提升了食品安全監管系統的完善程度，在食品流通市場上，有安全問題的食品能夠通過快速檢測技術被食品安全監管的工作人員發現，阻止了不安全食品的進一步流通，保護了人民群眾的利益，為食品市場創造了一個良性發展的環境，促進了社會的和諧。

快速檢測試紙條具備以下優點：

(1)試紙條穩定性好，易保存，易運輸；實驗結果可以長期保存，試劑可放置數年不發生凝聚，在室溫長期保存。實驗結果也可以長期保存。

(2)操作簡便，結果易于觀察判斷。

(3)對操作者無毒性，對環境無污染。試紙條檢測中，沒有諸如放射性同位素、鄰苯二胺等有害物質污染環境以及對操作者造成損害。

(5)靈敏度更好，有利于檢測限的提高，可以更準確的實現食品快檢。

(6)快速：檢測時間只要數分鐘，時間大大縮短；提高了檢測速度，適合于現場快速檢測。

(7)樣本用量極小，可低至數微升。

在試紙條快速檢測技術中，被檢物濃度的計算始終是最重要的步驟，目前，試紙條上所設檢測帶的熒光亮度并不能直觀對應于目標被檢物的濃度，這是由于：(1)不同尺寸的熒光物質顆粒的受激發光效率不同；(2)滴加的被檢樣品量有差異；(3)在免疫反應過程中，熒光物質顆粒會不斷沉積到試紙條表面，減少了檢測帶的絕對熒光物質含量；(4)試紙條盡管材質相同，但不同試紙條的沉積效應也不盡相同。因此，通常在試紙條上還設有與檢測帶反應條件相同的質控帶，采用檢測帶信號T與質控帶信號C的比值T/C作為判斷信息，進行被檢物濃度的計算。

現有技術中有很多獲取T/C比值進行被檢物濃度計算的方法，但是得到的T/C比值的精確度都不盡如人意，甚至影響了后續的濃度計算，這是目前亟需解決的問題。

技術實現要素：

為了解決上述問題，本發明提供了一種用于試紙條快速檢測技術的被檢物濃度計算方法，能夠精準獲得T/C比值并精確計算被檢物濃度。

為達到上述目的，本發明創造的技術方案是這樣實現的：一種用于試紙條快速檢測技術的被檢物濃度計算方法，在通過對標準濃度樣品的檢測，擬合出T/C與目標被檢物濃度之間的標準濃度曲線后，還包括如下步驟：

(1)獲取浸有被檢物的試紙條的照片；

(2)截取照片上包含熒光信號的部分；

(3)對步驟(2)截取到的圖片做灰度處理，得到二維數組；

(4)計算二維數組各行(或列)的平均值，得到一維數組；該一維數組包含了T線和C線的熒光信號強度信息；

(5)對一維數組做去噪處理，濾除噪聲；

(6)消除基線漂移；

(7)尋峰并計算峰面積比值T/C；

(8)將T/C帶入標準濃度曲線，換算濃度值。

進一步的，步驟(1)所述浸有被檢物的試紙條的照片獲取方法為：

(101)對應不同激發光或發射光的試紙條，使用不同的濾光片，在光源下進行拍照；

(102)照片發送至處理程序。

更進一步的，所述處理程序為計算機軟件或應用在手機、平板電腦的APP。

進一步的，步驟(5)所述去噪方法為：使用滑動平均值法、中值法、低通濾波法、高通濾波法中的一種或幾種。

更進一步的，灰度處理采用滑動平均值法。

進一步的，步驟(6)所述消除基線漂移的方法為：

(601)預設一個點，將一維數組數據分為兩個部分，每個部分都包含一個峰，再預設一個峰寬；

(602)分別找到每部分的極大值；

(603)刪除數組中以極大值為中心，峰寬為范圍的數據；

(604)剩下的數據點即為基線；

(605)用最小二乘法、最小絕對殘差或雙平方法做擬合，得到基線函數；

(606)用之前的數據減去基線數據，得到消除基線漂移的數據。

進一步的，步驟(7)所述尋峰并計算峰面積比值T/C的步驟為：

(701)消除基線漂移的數組數據中，預設一個半峰寬度A；

(702)分別把第1、2、3、直至數組結尾的數據點作為起點，取長度為A范圍內的數據，做積分，得到一組積分數據；

(703)積分數據中最大的兩個即為要求的C線和T線信號對應的峰面積值；

(704)計算面積比T/C。

更進一步的，所述積分采用復合梯形法或辛普森法或復合辛普森法。

進一步的，所述標準濃度曲線數學模型為：

四參數Logistic曲線

y＝(A-D)/[1+(x/C’)^B]+D；

其中y為被檢物濃度，x為步驟(7)計算出的T/C；

其他參數為：

A最大反應值；

B斜率；

C’拐點濃度；

D本底。

相對于現有技術，本發明具有以下優勢：本發明通過所述的用于試紙條快速檢測技術的被檢物濃度計算方法，能夠得到精準的檢測帶信號T與質控帶信號C的比值T/C作為判斷信息，代入標準濃度曲線后即得到精確的被檢物濃度，有效的提高檢測的準確性。

附圖說明

構成本發明的一部分的附圖用來提供對本發明的進一步理解，本發明的示意性實施例及其說明用于解釋本發明，并不構成對本發明的不當限定。在附圖中：

圖1為本發明的流程示意圖；

圖2為本發明中消除基線漂移的流程示意圖；

圖3為本發明中尋峰的流程示意圖。

具體實施方式

需要說明的是，在不沖突的情況下，本發明的實施例及實施例中的特征可以相互組合。

下面將參考附圖并結合實施例來詳細說明本發明。

試紙條以其特異、敏感、快速、簡便的優越性，在檢測領域越來越受到人們的關注，它不僅可以定性檢測，也可以定量或半定量檢測。目前應該最廣泛的是膠體金試紙條和熒光試紙條。

膠體金試紙條以紅色的氯金酸作為標記物，用膠體金試紙條進行定性檢測時，目視觀察質控線與檢測線的顏色變化來判斷目標檢測物的含量；用膠體金試紙條進行定性檢測時，一般是應用專用的試紙條圖像處理儀器，采集試紙條的圖像，并對圖像做一系列處理。根據標準品檢測線灰度值與質控線灰度值的比值繪制標準曲線或者計算回歸方程進行待檢物濃度的計算。

熒光試紙條以熒光物質作為標記物，熒光物質在特定波長光的照射下會發出另一種波長的熒光，熒光的強弱代表了檢測物的濃度高低。進行定量檢測時，一般是應用專用的試紙條光密度閱讀儀對檢測線和質控線的光密度掃描，根據標準品光密度值繪制標準曲線或者計算回歸方程進行待檢物濃度的計算。

本實施例中，如圖1所示，具體步驟為：

一、檢測以熒光微球為標記物的試紙條(475nm波長激發光照射，能夠發出545nm的熒光)，激發光設備選擇475nm濾光片，攝像頭選擇545nm濾光片，鹵素燈作為光源，打開，通過操作APP，拍攝照片。

二、截取照片上包含熒光信號的部分；

三、對步驟二截取到的圖片做灰度處理，得到二維數組；

四、計算二維數組各行(或列)的平均值，得到一維數組；該一維數組包含了T線和C線的熒光信號強度信息；

五、對一維數組做去噪處理，濾除噪聲；使用滑動平均值法、中值法、低通濾波法、高通濾波法中的一種或幾種，本實施例中優選使用滑動平均值法；

公式為L為滑動窗口寬度，n為一維數組的第n個數據點。

六、消除基線漂移；

具體流程如圖2所示，在波形中先找出基線，再做擬合，最后用去噪后的數據減去擬合出的基線數據。

基線為峰以外的數據點，由于數據點很多，且趨勢變化比較緩慢，因此不必找得很精確，只要去粗略地去掉峰的數據即可。

步驟為：