一种基于正交m序列调制的离散三维荧光光谱快速测量方法及测量系统

摘要

一种基于正交m序列调制的离散三维荧光光谱快速测量方法及测量系统，该方法采用5个分别经5个正交伪随机序列调制且不同波长LED作为激发光源，采用5个探测器分别探测5个不同波长的荧光，测量时5个不同波长LED同时激发，5个探测器同时探测，经过一次激发过程，即可测量得到每个激发波长激发产生的5个不同波长的荧光信号序列，实现5激发/5发射波长同时测量，该系统包括正交m序列发生单元、光源驱动单元、LED光源阵列、样品池、多通道荧光探测单元、数据采集单元及数据处理与分析单元。本发明利用正交m序列的自相关特性和正交性，能够实现多激发/发射波长同时测量，有效克服流动或者悬浮被测对象的测量偏差，并快速准确计算离散三维荧光光谱。

主权项

一种基于正交m序列调制的离散三维荧光光谱快速测量方法，其特征在于：该测量方法包括以下内容：①在激发端，采用5个不同波长的LED(L₁～L₅)作为激发光源，每个LED采用一个m序列进行调制，且5个m序列(S₁～S₅)相互正交；②5个经调制的LED激发样品，诱导产生分别与5个LED(L₁～L₅)对应的调制荧光光谱序列(S_f1～S_f5)；③在发射端，选取λ₁，λ₂，λ₃，λ₄，λ₅ 5个发射波长，分别由探测器APD₁，APD₂，APD₃，APD₄，APD₅完成探测，波长的选择通过窄带滤光片实现；④探测器APD_i探测到的荧光信号序列F_i是由5个LED激发光源(L₁～L₅)激发产生的、波长为λ_i的荧光信号序列之和，其中i∈(1,2,3,4,5)。F_i＝S_f1(λ_i)+S_f2(λ_i)+S_f3(λ_i)+S_f4(λ_i)+S_f5(λ_i)    (1)其中，在式(1)中，S_f1(λ_i)，S_f2(λ_i)，S_f3(λ_i)，S_f4(λ_i)，S_f5(λ_i)分别为由5个不同波长的LED(L₁～L₅)激发产生的波长为λ_i的荧光信号序列，i∈(1,2,3,4,5)，通过解析F_i，可获得S_f1(λ_i)，S_f2(λ_i)，S_f3(λ_i)，S_f4(λ_i)，S_f5(λ_i)，i∈(1,2,3,4,5)；⑤对5个正交m序列(S₁～S₅)进行移相，使之分别与LED激发光源(L₁～L₅)诱导产生的荧光信号序列S_f1(λ_i)，S_f2(λ_i)，S_f3(λ_i)，S_f4(λ_i)，S_f5(λ_i)同步；⑥最后采用矩阵式计算方式，将荧光信号序列F_i与m序列(S₁～S₅)进行互相关运算，求出各荧光序列的荧光强度，获得5激发/5发射波长离散三维荧光光谱。