发明名称 上转换发光免疫层析检测装置和检测方法
摘要 一种上转换发光免疫层析检测装置和检测方法,检测装置包括照明单元、成像单元、控制单元、试纸条和试纸条承载框,该发明试纸条上的光功率密度较均匀,提高了检测结果的准确性。
申请公布号 CN105092836B 申请公布日期 2017.04.05
申请号 CN201510428562.0 申请日期 2015.07.20
申请人 中国科学院上海光学精密机械研究所 发明人 黄立华;胡卓非;凌丽青;郭凯;黄惠杰
分类号 G01N33/558(2006.01)I 主分类号 G01N33/558(2006.01)I
代理机构 上海新天专利代理有限公司 31213 代理人 张泽纯;张宁展
主权项 一种利用上转换发光免疫层析检测装置对待测试纸条上转换发光的检测方法,所述的上转换发光免疫层析检测装置,包括照明单元、成像单元、控制单元、待测试纸条和试纸条承载框,所述的照明单元包括2n个LED模组,n为大于零的整数,每个LED模组由一个LED、一个散热片、一个聚光透镜和一个柱面镜组成,2n个LED模组分为两部分,每部分均包括n个LED模组,而且镜像分布在所述的待测试纸条的检测带和质控带的等距离线的两侧,在每个LED模组中,所述的散热片紧贴在LED后部助其散热,LED发出的光依次通过所述的聚光透镜和所述的柱面镜后投射在所述的待测试纸条上,每个LED模组中,LED位于所述的聚光透镜的前焦面上,所述的聚光透镜将LED的出射光进行会聚以减小其发散角,所述的柱面镜的母线方向与待测试纸条上功能带的长轴方向平行,所述的柱面镜将LED经过所述的聚光透镜会聚后的光进一步地沿着试纸条功能带的长轴方向进行一维会聚,从而使得LED发出的光照射到所述的待测试纸条上的光斑的长轴方向与试纸条功能带的长轴方向一致,而且,所述的镜像分布在待测试纸条检测带与质控带的等距离线两侧的每个LED模组投射在待测试纸条上的光斑均覆盖了待测试纸条上的检测带和质控带区域;所述的成像单元包括前透镜组、滤光片、后透镜组和图像传感器,所述的待测试纸条位于所述的成像单元的物面上,所述的图像传感器位于所述的成像单元的像面上,所述的待测试纸条的功能带上发出的光依次通过所述的前透镜组、所述的滤光片和所述的后透镜组后最终成像在所述的图像传感器的光敏面上,所述的滤光片用于滤除所述的照明单元中LED的出射光而只允许UCP颗粒发出的可见光通过,所述的图像传感器能响应所述的待测试纸条功能带上UCP颗粒发出的可见光,亦能响应 所述的照明单元中LED的出射光;所述的图像传感器在所述的控制单元控制下输出所述的待测试纸条的发光图像;所述的控制单元的功能是:控制所述的LED模组中的各个LED的光功率;采集所述的图像传感器输出的发光图像;开展数据处理并得到滴加在所述的待测试纸条上的目标被检物的浓度;所述的试纸条承载框用于承载待测试纸条,使所述的待测试纸条位于所述的成像单元的物面上,所述的试纸条承载框的表面与所述的成像单元的光轴垂直,所述的待测试纸条检测带和质控带的等距离线的中点位于所述的成像单元的光轴上,特征在于该方法包括如下步骤:1)、微调所述的照明单元中各个LED的出射光功率,使所述的待测试纸条上光功率密度分布均匀性调整至可接受的范围内:①将激发光斑均匀性校正试纸条放置在所述的试纸条承载框上,并将所述的滤光片从所述的成像单元中取出;②所述的控制单元采集所述的激发光斑均匀性校正试纸条图像;③以所述的激发光斑均匀性校正试纸条图像的中心像素的灰度值作为基准,使得图像中每个像素点的灰度值除以中心像素点的灰度值,得到均匀性校正相对图像,所述的激发光斑均匀性校正试纸条图像的中心像素是指该图像中位于中心位置的像素;④使均匀性校正相对图像中每个像素的相对灰度值减去1,获得相对偏差图像数据,如果对应像素点的相对偏差图像数据大于e%或者小于‑e%,则微调距离此像素最近的LED的出射光功率;⑤再次采集所述的激发光斑均匀性校正试纸条的图像;⑥重复上述③、④和⑤,直到相对偏差图像数据中每个像素对应的相对偏差图像数据值均处于[‑e%,e%]之间;⑦所述的控制单元保存均匀性校正相对图像,将所述的滤光片放进所述的成像单元内,并使所述的滤光片的光轴与所述的成像单元的光轴重合;2)、对所述的待测试纸条进行检测:①将所述的激发光斑均匀性校正试纸条从所述的试纸条承载框上取下,将所述的待测试纸条放置在所述的试纸条承载框上;②所述的控制单元采集所述的待测试纸条图像;③所述的控制单元将采集到的所述的待测试纸条的图像除以所述的控制单元保存的均匀性校正相对图像得到待测试纸条均匀性补偿图像,计算待测试纸条均匀性补偿图像中检测带区域和质控带区域的灰度值均值,分别记为S<sub>T</sub>和S<sub>C</sub>,并计算待测试纸条均匀性补偿图像中检测带和质控带两区域之外的像素点的灰度值的均值N<sub>b</sub>,根据公式<img file="FDA0001178144750000031.GIF" wi="189" he="85" />得到检测结果,最后将检测结果保存或输出。
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