專利名稱：納米金定量檢測分析儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于光學(xué)檢測儀，特別是涉及一種適用于醫(yī)學(xué)檢測用納米金免疫層析/滲濾的定量分析儀器。
背景技術(shù)：
納米金免疫層析/滲濾是近年來生命科學(xué)領(lǐng)域迅速發(fā)展起來的一項高新技術(shù)，在世界范圍內(nèi)廣泛應(yīng)用于臨床診斷和科學(xué)研究，同時亦可應(yīng)用于環(huán)保監(jiān)測、刑事偵察、海關(guān)檢查、動植物檢驗等眾多領(lǐng)域。納米金免疫層析/滲濾是在面積不大的硝酸纖維膜上點陣排列一系列可尋址的生物識別分子，這些分子在相同的條件下進行結(jié)合或反應(yīng)，這就需要圖像攝取儀器進行基片圖像的采集，并通過相應(yīng)軟件精確的提取微弱的生物信號。目前最新的納米金定量檢測分析儀存在一系列不足之處，具體如下。1、不能供肉眼觀察和檢查免疫層析/滲濾圖像。2、用移動鏡頭的方式來實現(xiàn)對免疫層析/滲濾膜的掃描，這樣容易影響光學(xué)系統(tǒng)的精度。3、用光電倍增管作為共焦光路的探測器，導(dǎo)致光路復(fù)雜、造價昂貴。4、沒有完整的納米金免疫層析/滲濾圖像處理系統(tǒng)。而目前市場上，納米金免疫層析/滲濾圖像分析儀器還屬于初創(chuàng)階段，特別是對大量納米金免疫層析/滲濾圖像的處理，其工作繁瑣復(fù)雜，尤其在應(yīng)對大量樣本檢測時，費用過高，有待改進。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種操作簡單、成本低廉、檢測效率高的納米金定量檢測分析儀。為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，采用的技術(shù)方案如下。一種納米金定量檢測分析儀，該檢測分析儀包括機械傳動系統(tǒng)、微光檢測系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、軟件分析系統(tǒng)及電源系統(tǒng)，所述機械傳動系統(tǒng)設(shè)置有存放檢測樣品的樣品盤以及驅(qū)動樣品盤到適合微光檢測系統(tǒng)攝影位置的絲桿及導(dǎo)軌，所述微光檢測系統(tǒng)由攝像頭及相應(yīng)處理電路構(gòu)成，實現(xiàn)對檢測樣品進行攝像及處理，所述軟件分析系統(tǒng)包括上位機系統(tǒng)和下位機系統(tǒng)，下位機系統(tǒng)采用圖像攝取儀獲取微光檢測系統(tǒng)的攝像數(shù)據(jù)，并通過有線或無線連接方式發(fā)送給作為上位機系統(tǒng)的PC機，所述電源系統(tǒng)為整個檢測分析儀供電，所述控制系統(tǒng)控制電源系統(tǒng)的恒壓供電。上述技術(shù)方案中，所述機械傳動系統(tǒng)、微光檢測系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、電源系統(tǒng)及軟件分析系統(tǒng)的下位機系統(tǒng)設(shè)置在一個機殼內(nèi)部。進一步地，所述機械傳動系統(tǒng)由一組絲杠、兩個單向?qū)к?、一個樣品盤組成，所述單向?qū)к壥沟脭z像頭上下移動，所述絲杠實現(xiàn)攝像頭的上下調(diào)焦定位，所述樣品盤通過直線滑軌單向進出殼體。所述機殼在對應(yīng)樣品盤后端的部位設(shè)有可調(diào)磁力擋塊以實現(xiàn)樣品盤沿直線滑軌推進出機殼的密閉定位。所述微光檢測系統(tǒng)由攝像頭、放大電路、A/D電路、DSP電路組成，其中放大電路、 A/D電路、DSP電路集成在一塊電路板上，微光檢測系統(tǒng)所需光源由環(huán)形發(fā)光二極管提供， 并采用均光罩進行均度處理。所述控制系統(tǒng)采用微處理器，并通過USB接口電路與軟件分析系統(tǒng)進行雙工通信，所述控制系統(tǒng)一方面對備用電池進行充放電調(diào)節(jié)，另一方面控制恒壓供電。所述軟件分析系統(tǒng)，由上位PC機和下位機組成，其上位PC機軟件圖像分析數(shù)據(jù)來自于下位機圖像攝取儀，圖像攝取儀與PC機采用USB通信的方式進行數(shù)據(jù)通信，通過顯示器就可以看到圖像。上位機軟件處理圖像時采用了中值濾波增強圖像，既平滑了樣點內(nèi)部灰度值，又保留了圖像樣點邊緣的特征。本發(fā)明抓住納米金免疫層析/滲濾分析技術(shù)的本質(zhì)，以技術(shù)操作簡單、降低成本、 檢測效率高為目標(biāo)，采用全新的技術(shù)結(jié)構(gòu)，開發(fā)出讀取納米金免疫層析/滲濾圖像的處理系統(tǒng)，整合機械傳動系統(tǒng)、微光檢測系統(tǒng)、電源及控制系統(tǒng)、軟件分析系統(tǒng)五部分，和現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明除具有儀器結(jié)構(gòu)簡單外，還具有測試線性范圍寬、開放性的優(yōu)勢。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明的又一結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為本發(fā)明的又一結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為本發(fā)明的控制電路配置圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步的說明。本發(fā)明包括軟件系統(tǒng)(上位機系統(tǒng)和下位機系統(tǒng))、控制系統(tǒng)(包括充放電控制和微處理器控制)、機械傳動系統(tǒng)、微光檢測系統(tǒng)及電路系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)如附圖1-3所示。其中，機械傳動系統(tǒng)由一組絲杠2、兩個單向?qū)к?、一個定向樣品盤6組成，通過兩個單向?qū)蜍?確保攝像頭4上下精密移動以保證攝像頭4調(diào)整到最佳位置，一組絲杠 2對攝像頭4上下進行調(diào)焦定位固定，待測板放入樣品盤6卡槽內(nèi)，推動前蓋7復(fù)位到機殼 1內(nèi)密閉，到達規(guī)定位置以保證樣品盤6準(zhǔn)確地送至規(guī)定位置以便進行圖像攝取操作。微光檢測系統(tǒng)由攝像頭4、無高亮點均光罩5、放大電路、A/D轉(zhuǎn)換電路、DSP電路和數(shù)據(jù)傳輸線組成。其放大電路、A/D轉(zhuǎn)換電路、DSP電路等集成在一塊電路板上，光源由環(huán)形發(fā)光二極管提供，采用均光罩5進行均度處理，提供無高亮反光點均勻照明，攝像頭4采用 CMOS感光元件，5玻軍工鏡頭，采用免驅(qū)芯片，整個微光檢測系統(tǒng)密封在密閉機殼1內(nèi)?？刂葡到y(tǒng)以芯片PIC16F873微處理器為核心，通過USB接口將測試數(shù)據(jù)傳輸給 PC機處理以便讓用戶了解結(jié)果。樣品通過鏡頭(LENS)生成的光學(xué)圖像投射到圖像傳感器表面上，然后轉(zhuǎn)為電信號，經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換后變?yōu)閿?shù)字圖像信號，再送到數(shù)字信號處理芯片(DSP)中加工處理。微處理芯片PIC16F873是整個下位機的控制核心，一方面將測試數(shù)據(jù)傳輸給PC機處理，以便讓用戶了解結(jié)果；另一方面充電定時控制。如果電池電壓高于某值則先放電，直到電池電壓低于該值時停止放電，開始定時充電。在定時充電期間若電池電壓高于另一值則停止充電。通過對充電電池進行檢測和充放電控制，保障集成電路板供電穩(wěn)定可靠。本發(fā)明的控制電路配置如附圖4所示。所述的軟件分析系統(tǒng)，由上位PC機和下位機組成，其上位機軟件圖像分析數(shù)據(jù)來自于下位機圖像攝取儀，圖像攝取儀與PC機采用USB通信的方式進行數(shù)據(jù)通信，通過顯示器就可以看到圖像。上位機軟件處理圖像時采用了中值濾波增強圖像，既平滑了樣點內(nèi)部灰度值，又保留了圖像樣點邊緣的特征。本發(fā)明的工作過程是當(dāng)檢測基片放入樣品盤復(fù)位后，來自控制系統(tǒng)的信號驅(qū)動微光檢測系統(tǒng)光源發(fā)出的光均勻照射樣品，經(jīng)過微光檢測系統(tǒng)進行圖像攝取后，將數(shù)據(jù)送入上位PC機。
權(quán)利要求
1.一種納米金定量檢測分析儀，其特征在于該檢測分析儀包括機械傳動系統(tǒng)、微光檢測系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、軟件分析系統(tǒng)及電源系統(tǒng)，所述機械傳動系統(tǒng)設(shè)置有存放檢測樣品的樣品盤以及驅(qū)動樣品盤到適合微光檢測系統(tǒng)攝影位置的絲桿及導(dǎo)軌，所述微光檢測系統(tǒng)由攝像頭及相應(yīng)處理電路構(gòu)成，實現(xiàn)對檢測樣品進行攝像及處理，所述軟件分析系統(tǒng)包括上位機系統(tǒng)和下位機系統(tǒng)，下位機系統(tǒng)采用圖像攝取儀獲取微光檢測系統(tǒng)的攝像數(shù)據(jù)，并通過有線或無線連接方式發(fā)送給作為上位機系統(tǒng)的PC機，所述電源系統(tǒng)為整個檢測分析儀供電，所述控制系統(tǒng)控制電源系統(tǒng)的恒壓供電。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米金定量檢測分析儀，其特征在于所述機械傳動系統(tǒng)、微光檢測系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、電源系統(tǒng)及軟件分析系統(tǒng)的下位機系統(tǒng)設(shè)置在一個機殼內(nèi)部。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的納米金定量檢測分析儀，其特征在于所述機械傳動系統(tǒng)由一組絲杠、兩個單向?qū)к?、一個樣品盤組成，所述單向?qū)к壥沟脭z像頭上下移動，所述絲杠實現(xiàn)攝像頭的上下調(diào)焦定位，所述樣品盤通過直線滑軌單向進出殼體。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的納米金定量檢測分析儀，其特征在于所述機殼在對應(yīng)樣品盤后端的部位設(shè)有可調(diào)磁力擋塊以實現(xiàn)樣品盤沿直線滑軌推進出機殼的密閉定位。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的納米金定量檢測分析儀，其特征在于所述微光檢測系統(tǒng)由攝像頭、放大電路、A/D電路、DSP電路組成，其中放大電路、A/D電路、DSP電路集成在一塊電路板上，微光檢測系統(tǒng)所需光源由環(huán)形發(fā)光二極管提供，并采用均光罩進行均度處理。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的納米金定量檢測分析儀，其特征在于所述控制系統(tǒng)采用微處理器，并通過USB接口電路與軟件分析系統(tǒng)進行雙工通信，所述控制系統(tǒng)一方面對備用電池進行充放電調(diào)節(jié)，另一方面控制恒壓供電。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的納米金定量檢測分析儀，其特征在于所述上位機軟件采用中值濾波對圖像進行處理，以平滑圖像樣點內(nèi)部的灰度值，同時保留圖像樣點邊緣的特征。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種納米金定量檢測分析儀，包括機械傳動系統(tǒng)、微光檢測系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、軟件分析系統(tǒng)及電源系統(tǒng)，所述機械傳動系統(tǒng)設(shè)置有存放檢測樣品的樣品盤以及驅(qū)動樣品盤到適合微光檢測系統(tǒng)攝影位置的絲桿及導(dǎo)軌，所述微光檢測系統(tǒng)由攝像頭及相應(yīng)處理電路構(gòu)成，實現(xiàn)對檢測樣品進行攝像及處理，所述軟件分析系統(tǒng)包括上位機系統(tǒng)和下位機系統(tǒng)，下位機系統(tǒng)采用圖像攝取儀獲取微光檢測系統(tǒng)的攝像數(shù)據(jù)，并通過有線或無線連接方式發(fā)送給作為上位機系統(tǒng)的PC機，所述電源系統(tǒng)為整個檢測分析儀供電，所述控制系統(tǒng)控制電源系統(tǒng)的恒壓供電。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，測試線性范圍寬、開放性強。
文檔編號G01N21/84GK102297866SQ20111020360
公開日2011年12月28日 申請日期2011年7月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月20日
發(fā)明者伯曉晨, 朱坤, 王升啟, 肖瑞 申請人:中國人民解放軍軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院放射與輻射醫(yī)學(xué)研究所, 深圳市普瑞康生物技術(shù)有限公司