荧光生物检测系统技术方案

荧光生物检测系统，包括发光模块、荧光接收模块和数据处理模块，在发光模块与荧光接收模块之间设有比色皿，比色皿内盛放有上转换荧光材料标记的检测试液；所述发光模块包括红外激发光源，所述红外激发光源发出的激发光束通过激发光路照射于盛放有检测试液的比色皿上，所述检测试液发出的荧光通过接收光路由荧光接收模块接收，所述激发光路与所述接收光路成直线或者直角设置；荧光接收模块为光强传感器，所述光强传感器的输出端连接数据处理模块。本发明专利技术基于上转换荧光技术即可实现对多种被检液中待检目标菌浓度的实时定量检测，整个检测系统无需免疫层析试纸，且激发光路和接收光路的设置更为简便。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及生物检测
，具体涉及基于上转换荧光标记技术、对多种被检 液中特定目标菌浓度进行实时定量检测的生物检测系统。
技术介绍
上转换荧光技术是基于上转换荧光材料的标记技术。所谓上转换，是指长波长辐 射通过上转换焚光材料(Up-ConvertingPhosphor,以下简称UCP)转换成短波长福射，UCP 是由几种稀土元素掺杂于某些晶体的晶格中构成的，其主要成分包括主基质、吸收子、发射 子，在红外光激发下，UCP发射波长远短于激发光的可见光。将UCP制备成纳米级颗粒，标记 于生物分子，在长波长光源激发下，发出可见荧光，根据荧光的有无及强弱，可判断被检生 物分子的属性和含量。以UCP作为标记物的生物检测技术可对被检物进行无损伤检测，且具有检测灵活、 灵敏度高、使用安全等优点，同时，UCP标记物可与仪器结合对目标被检物进行多重定量检 测。现有技术中，已经有使用UCP标记物与免疫层析试纸技术相结合的检测系统，其采用激 发光源对带有多个功能带的试纸条进行照明，由成像系统和图像接收器接收试纸条上荧光 图像，由图像处理系统对所接收的荧光图像进行分析处理，这种检测系统存在如下缺陷:第 一，需要设计特定结构的试纸条，试纸条包括多个功能带，需要对多个功能带采集信号进行 处理，试纸条结构复杂，制备繁琐;第二，由于试纸条是非透明的，由激发光源与试纸条之间 的激发光路到试纸条与图像接收器之间的接收光路，二个光路之间必然存在一个以试纸条 为转折点的折射角，且为了能够照明试纸条的多个功能带，需要两个夹角存在特定的数学 关系，使得激发光路和接收光路的设置受限;第三，使用免疫层析试纸条，UCP与生物活性分 子的结合物与被检物通过免疫反应固定于固相载体的表面，需要设置专门的固相载体;第 四，试纸条为一次性使用产品，不能重复使用。
技术实现思路
本申请人针对现有技术中的上述缺点进行改进，提供一种荧光生物检测系统，其 基于上转换荧光技术即可实现对多种被检液中待检目标菌浓度的实时定量检测，整个检测 系统无需免疫层析试纸，且激发光路和接收光路的设置更为简便。本专利技术的技术方案如下：荧光生物检测系统，包括发光模块、荧光接收模块和数据处理模块，在发光模块与 荧光接收模块之间设有比色皿，比色皿内盛放有上转换荧光材料标记的检测试液;所述发 光模块包括红外激发光源，所述红外激发光源发出的激发光束通过激发光路照射于盛放有 检测试液的比色皿上，所述检测试液发出的荧光通过接收光路由荧光接收模块接收，所述 激发光路与所述接收光路成直线或者直角设置;荧光接收模块为光强传感器，所述光强传 感器的输出端连接数据处理模块。其进一步技术方案为： 所述检测试液由上转换荧光探针与病菌特异性适配体结合物、磁性探针与病菌特 异性适配体结合物、待测病菌组成。 所述上转换荧光探针由上转换荧光材料经过氨基化和亲和素化制得，所述上转换 荧光材料为NaYo. 78F4:Ybo.2，Ero.02纳米颗粒。 所述磁性探针为亲和素化的磁珠，所述磁珠以六水合氯化高铁为铁源、1，6-己二 胺作为氨基功能化试剂通过水热一一溶剂热方法合成。所述数据处理模块包括放大电路模块、抗干扰模块、单片机信号处理模块、液晶显 示模块，所述放大电路模块用于放大接收的荧光信号，抗干扰模块用于将所述光强传感器 输出的电压信号转换为电流信号传输，并在线路终端又转换为电压信号，所述单片机信号 处理模块进行数据运算处理经将结果通过所述液晶显示模块进行实时显示。所述数据处理模块包括通信模块，所述通信模块用于单片机与上位机之间的远程 通信。所述红外激发光源采用980nm近红外光。 本专利技术的技术效果： 相较于现有的采用免疫层析试纸条的检测系统，本专利技术采用比色皿盛放检测试 液，通过比色皿来实现液相光谱检测，一方面，由于比色皿为透明的，且比色皿不存在免疫 层析试纸的多个功能带需要照明的要求，相较于传统非透明试纸条的检测系统中激光光路 与接收光路特定夹角的限制条件，本专利技术中红外光激发光路与荧光接收光路二者之间不再 受到光学检测上的限制，本专利技术所述检测系统中，所述激发光路与接收光路采用180°直线 设置或者直角设置，在同样光学检测功能的前提下，使得整个检测系统中的红外激发光源、 比色皿、荧光接收模块三者的设置更为简便;第二，现有的免疫层析试纸检测系统需要设计 特定结构的试纸条，试纸条包括多个功能带，需要对多个功能带采集信号进行处理，试纸条 结构复杂，制备繁琐，且UCP结合物与被检物通过免疫反应固定于固相载体的表面，需要设 置专门的固相载体，本专利技术采用比色皿省却了结构复杂、制作繁琐的免疫层析试纸，整个检 测系统结构简单，制作更为简便;第三，传统免疫层析试纸条为一次性使用产品，重复检测 需要不断更换及安装新的试纸条，而本专利技术使用比色皿，对比色皿清洗之后，即可进行重复 使用。 本专利技术所述检测系统与传统平板菌落计数法相比，对被测试液中待检目标菌浓度 的定量检测，更为快速、可靠，且稳定性好。【附图说明】 图1为本专利技术实施例一的原理示意图。 图2为本专利技术实施例二的原理示意图。图3为沙门氏菌检测荧光强度一一浓度标准回归曲线。图4为金黄色葡萄球菌检测荧光强度一一浓度标准回归曲线。其中：1、发光模块;2、荧光接收模块;3、数据处理模块;4、比色皿。【具体实施方式】下面结合附图，说明本专利技术的【具体实施方式】。见图1、图2，本专利技术包括发光模块1、荧光接收模块2和数据处理模块3，在发光模块 1与荧光接收模块2之间设有比色皿4,比色皿4内盛放有上转换荧光材料标记的检测试液； 发光模块1包括红外激发光源，所述红外激发光源发出的激发光束通过激发光路照射于盛 放有检测试液的比色皿4上，所述检测试液发出的荧光通过接收光路由荧光接收模块2接 收，所述激发光路与所述接收光路成直线或者直角设置;荧光接收模块2为光强传感器，所 述光强传感器的输出端连接数据处理模块3。具体地，所述数据处理模块3包括放大电路模块、抗干扰模块、单片机信号处理模 块、液晶显示模块，所述放大电路模块用于放大接收的荧光信号，所述抗干扰模块用于将光 强传感器输出的电压信号转换为电流信号传输，并在线路终端又转换为电压信号输出，所 述单片机信号处理模块进行数据运算处理经将结果通过液晶显示模块进行实时显示。进一步地，所述数据处理模块3包括通信模块，所述通信模块用于单片机与上位机 之间的远程通信。检测时，将盛放有上转换荧光材料标记的检测试液的比色皿4安置好后，通过红外 光源激发，比色皿4中检测试液产生与待测病菌浓度呈一定函数关系的荧光，所述荧光被荧 光接收模块2检测接收转换成电信号，然后通过所述放大电路模块进行所述电信号的放大 处理，同时考虑线路干扰，放大的电当前第1页1 2 3 本文档来自技高网...

【技术保护点】
荧光生物检测系统，包括发光模块(1)、荧光接收模块(2)和数据处理模块(3)，其特征在于：在发光模块(1)与荧光接收模块(2)之间设有比色皿(4)，比色皿(4)内盛放有上转换荧光材料标记的检测试液；所述发光模块(1)包括红外激发光源，所述红外激发光源发出的激发光束通过激发光路照射于盛放有检测试液的比色皿(4)上，所述检测试液发出的荧光通过接收光路由荧光接收模块(2)接收，所述激发光路与所述接收光路成直线或者直角设置；荧光接收模块(2)为光强传感器，所述光强传感器的输出端连接数据处理模块(3)。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王周平，吴世嘉，戴邵亮，段诺，李琪，夏雨，马小媛，
申请(专利权)人：江南大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32