一种宽波段时间分辨荧光免疫分析装置及分析方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种宽波段时间分辨荧光免疫分析装置及方法，装置包括用于发射激发光的光源；还包括光路模块、载样模块、光谱探测器和脉冲发生器，光路模块包括用于将光源发射的激发光传输至标记物并将标记物被激发后发射的荧光信号传输至光谱探测器的滤光组件；载样模块包括驱动电机和POCT检测卡；POCT检测卡用于承载一个或者多个待测样品；驱动电机用于驱动POCT检测卡运动，使待测样品位于激发光的光路上；光谱探测器用于接收荧光信号；脉冲发生器分别与驱动电机、光源和光谱探测器连接，用于控制驱动电机、光源和光谱探测器的工作时序。本发明专利技术可同时对多种标记物进行宽波段发光光谱测量，简化测试流程，缩短测试时长。

【技术实现步骤摘要】
一种宽波段时间分辨荧光免疫分析装置及分析方法
本专利技术涉及一种时间分辨荧光免疫测试系统，具体涉及一种宽波段时间分辨荧光免疫分析装置及分析方法，属于荧光免疫分析

技术介绍
荧光免疫分析技术将荧光技术的高度敏感性与免疫学技术的高度特异性结合，为免疫学、临床组织化学和实验室诊断提供了一项不可取代的检测技术。目前荧光免疫分析仪除用于细菌、病毒、原虫、蠕虫以及真菌等的鉴定和相关疾病诊断外，还广泛用于血清抗体、病理学抗体、抗体及补体的鉴定和定位、自身免疫疾病诊断、免疫复合物的病理等研究领域。在生物荧光检测过程中，常由于生物流体和血清中的许多复合物和蛋白本身存在的短时荧光而造成背景信号干扰，导致荧光检测的灵敏度严重下降。结合稀土离子标记物长寿命发光特点的时间分辨荧光分析法应运而生，其原理是以稀土元素作为荧光标记物，利用这类物质具有较长荧光寿命和较窄特征发射谱带的特点，在短寿命宽带背景荧光完全衰退后再进行测定，有效消除背景荧光的干扰。目前时间分辨荧光免疫分析仪的测量方法通常是根据目标物质在特定波长下进行单点荧光寿命及光谱定量测量，而实际情况中往往需要测定复杂化合物中多个成分，就需要反复设定波长进行多次测量，工作繁复且测试时间长；脉冲光源频率固定，无法根据实际测试时不同背景的荧光寿命相应地调节测定时间，造成检测结果存在误差；并且无法对标记物同时进行紫外-近红外宽波段的时间分辨光谱分析工作。为满足日益增长的实际测试需求，亟需设计一种能同时对多标记对象进行宽波段时间分辨光谱分析工作，并能通过调节脉冲频率、宽度和延时实现宽波段荧光免疫分析的装置，以适应较为广泛的生物荧光标记材料和检测技术研究和应用需求。
技术实现思路
本申请的目的在于，提供一种宽波段的时间分辨荧光免疫分析装置及检测方法，以解决现有时间分辨荧光免疫分析装置存在的适用波长范围短、测样时间长和检测结果有误差的技术问题。针对现有技术中存在的上述问题，本专利技术提供了一种宽波段时间分辨荧光免疫分析装置及检测方法，能同时对多标记物进行宽波段时间分辨光谱分析，光源脉冲特性可调，适配多种光源，可从多方向接入光源，在多种检测模式下进行待测样品的荧光检测和免疫分析，以适应多研究领域较为广泛的科研和检测应用。本专利技术的宽波段时间分辨荧光免疫分析装置，包括：光源，所述光源用于发射激发光；光路模块，所述光路模块包括滤光组件；所述滤光组件用于将光源发射的激发光传输至标记物并将标记物被激发后发射的荧光信号传输至光谱探测器；载样模块，所述载样模块包括驱动电机和与所述驱动电机连接的POCT检测卡；所述POCT检测卡用于承载一个或者多个利用标记物标记的待测样品；所述驱动电机用于驱动所述POCT检测卡运动，使所述待测样品位于所述滤光组件传输的所述激发光的光路上；光谱探测器，所述光谱探测器用于接收经由所述滤光组件输出的所述荧光信号；脉冲发生器，所述脉冲发生器分别与所述驱动电机、所述光源和所述光谱探测器连接，用于控制所述驱动电机、所述光源和所述光谱探测器的工作时序。优选地，所述滤光组件包括二向色镜筒、二向色镜、滤光片、凸透镜和透镜套筒；所述二向色镜与竖直方向呈45°安装在所述二向色镜筒上，用于反射所述激发光和和透射所述荧光信号；所述滤光片安装在所述二向色镜筒上，用于滤除所述标记物发射的荧光信号中的背景光；所述二向色镜筒旋转安装在所述光路模块上，所述凸透镜设置在所述透镜套筒内，位于所述激发光的路径上，用于将所述激发光汇聚于所述待测样品上。优选地，所述光路模块还包括分光组件；所述分光组件包括装配在一起的分光顶板、分光底板和分光箱体，所述分光组件上开设有装配孔，所述滤光组件设置于所述分光组件内。优选地，所述光路模块还包括支撑组件；所述支撑组件与所述分光组件连接，用于调节所述分光组件的位置。本专利技术还提供了一种荧光免疫分析方法，所述方法包括时间分辨荧光光谱分析方法、稳态常规荧光光谱分析方法、延时荧光光谱分析方法、下转换荧光光谱分析方法和上转换荧光光谱分析方法中的一种；所述时间分辨荧光光谱分析方法，包括下列步骤：步骤1、确定待测样品中各标记物种类及其特征波长分别记做λ1，λ2，λ3，…，λn，选择相应波长范围的所述光源和所述光谱探测器，所述n＝1，2，3...；步骤2、确定待测样品背景的荧光寿命记做τ，各标记物的荧光寿命分别记做β1，β2，β3，…，βn，选择合适积分时间的所述光谱探测器，所述光谱探测器的积分时间记做t’，t’≤min(β1，β2，β3，…，βn)；步骤3、将所述光源和所述光谱探测器安装在所述光路模块上，旋转所述滤光组件，使所述二向色镜正对所述光源；步骤4、由所述脉冲发生器设定所述驱动电机、所述光源和所述光谱探测器的工作时序；步骤5、同时对多标记物进行宽波段时间分辨的光谱分析。优选地，所述设定所述驱动电机、所述光源和所述光谱探测器的工作时序包括：由所述脉冲发生器输出一路单脉冲信号供给所述驱动电机，所述单脉冲信号的脉冲周期记作△T’，脉冲高电平持续时间记作T’，所述T’＞0；由所述脉冲发生器供给所述光源的一个脉冲高电平持续时间记作T，所述T＞0，将所述光源接收到的脉冲高电平分别记做T1，T2，T3，…，Tn，所述Tn＝T；由所述脉冲发生器供给所述光谱探测器的一个脉冲高电平持续时间记作t，所述t＞0，将所述光谱探测器接收到的脉冲高电平分别记做t1，t2，t3，…，tn，所述tn＝t；所述光谱探测器接收到脉冲高电平被触发，在一个积分时间t’内采集标记物受激发后发射的荧光信号，将所述光谱探测器被脉冲高电平t1，t2，t3，…，tn触发的积分时间分别记做t’1，t’2，t’3，…，t’n，所述t’n＝t’；所述T’，T，t，t’符合以下规则：①所述光源和所述光谱探测器接收到的脉冲高电平以及所述光谱探测器积分时间的发生时间符合Tn，tn，t’n，Tn+1，…的先后顺序，并且所述tn在Tn结束后延时△tn时间发生，所述△tn符合△tn≥0，并且△tn≤△tn+1，所述Tn+1在t’n结束后延时αn时间发生，所述αn≥0，并且αn≥αn+1；②当所述αn≤0时，所述光源和所述光谱探测器的工作持续时间记为△T；此时所述脉冲发生器重置，重新为所述驱动电机、所述光源和所述光谱探测器提供工作脉冲信号；③所述光源在一个工作脉冲时间△T内接收到的第一个脉冲高电平信号T1在所述驱动电机接收到的脉冲高电平信号T’结束之后延时μ时间发生，所述μ≥0。优选地，所述同时对多标记物进行宽波段时间分辨的光谱分析，包括：①将待测样品置于所述POCT检测卡上；②启动所述脉冲发生器，分别为所述驱动电机、所述光源和所述光谱探测器提供工作脉冲信号；③所述驱动电机接收到来自所述脉冲发生器发出的高电平信号T’开始工作，控制所述POCT检测卡开始运动T’时间后停止，承载着待测样品的所述POCT检测卡在第一位置停本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种宽波段时间分辨荧光免疫分析装置，其特征在于，所述装置包括：/n光源，所述光源用于发射激发光；/n光路模块，所述光路模块包括滤光组件；所述滤光组件用于将光源发射的激发光传输至标记物并将标记物被激发后发射的荧光信号传输至光谱探测器；/n载样模块，所述载样模块包括驱动电机和与所述驱动电机连接的POCT检测卡；所述POCT检测卡用于承载一个或者多个利用标记物标记的待测样品；所述驱动电机用于驱动所述POCT检测卡运动，使所述待测样品位于所述滤光组件传输的所述激发光的光路上；/n光谱探测器，所述光谱探测器用于接收经由所述滤光组件输出的所述荧光信号；/n脉冲发生器，所述脉冲发生器分别与所述驱动电机、所述光源和所述光谱探测器连接，用于控制所述驱动电机、所述光源和所述光谱探测器的工作时序。/n

【技术特征摘要】
1.一种宽波段时间分辨荧光免疫分析装置，其特征在于，所述装置包括：
光源，所述光源用于发射激发光；
光路模块，所述光路模块包括滤光组件；所述滤光组件用于将光源发射的激发光传输至标记物并将标记物被激发后发射的荧光信号传输至光谱探测器；
载样模块，所述载样模块包括驱动电机和与所述驱动电机连接的POCT检测卡；所述POCT检测卡用于承载一个或者多个利用标记物标记的待测样品；所述驱动电机用于驱动所述POCT检测卡运动，使所述待测样品位于所述滤光组件传输的所述激发光的光路上；
光谱探测器，所述光谱探测器用于接收经由所述滤光组件输出的所述荧光信号；
脉冲发生器，所述脉冲发生器分别与所述驱动电机、所述光源和所述光谱探测器连接，用于控制所述驱动电机、所述光源和所述光谱探测器的工作时序。


2.根据权利要求1所述的宽波段时间分辨荧光免疫分析装置，其特征在于，所述滤光组件包括二向色镜筒、二向色镜、滤光片、凸透镜和透镜套筒；
所述二向色镜与竖直方向呈45°安装在所述二向色镜筒上，用于反射所述激发光和和透射所述荧光信号；
所述滤光片安装在所述二向色镜筒上，用于滤除所述标记物发射的荧光信号中的背景光；
所述二向色镜筒旋转安装在所述光路模块上，所述凸透镜设置在所述透镜套筒内，为位于所述激发光的路径上，用于将所述激发光汇聚于所述待测样品上。


3.根据权利要求2所述的宽波段时间分辨荧光免疫分析装置，其特征在于，所述光路模块还包括分光组件；
所述分光组件包括装配在一起的分光顶板、分光底板和分光箱体，所述分光组件上开设有装配孔，所述滤光组件设置于所述分光组件内。


4.根据权利要求3所述的宽波段时间分辨荧光免疫分析装置，其特征在于，所述光路模块还包括支撑组件；
所述支撑组件与所述分光组件连接，用于调节所述分光组件的位置。


5.一种应用如权利要求4所述装置的荧光免疫分析方法，其特征在于，所述方法包括时间分辨荧光光谱分析方法、稳态常规荧光光谱分析方法、延时荧光光谱分析方法、下转换荧光光谱分析方法和上转换荧光光谱分析方法中的一种；所述时间分辨荧光光谱分析方法，包括下列步骤：
步骤1、确定待测样品中各标记物种类及其特征波长分别记做λ1，λ2，λ3，…，λn，选择相应波长范围的所述光源和所述光谱探测器，所述n＝1，2，3...；
步骤2、确定待测样品背景的荧光寿命记做τ，各标记物的荧光寿命分别记做β1，β2，β3，…，βn，选择合适积分时间的所述光谱探测器，所述光谱探测器的积分时间记做t’，t’≤min(β1，β2，β3，…，βn)；
步骤3、将所述光源和所述光谱探测器安装在所述光路模块上，旋转所述滤光组件，使所述二向色镜正对所述光源；
步骤4、由所述脉冲发生器设定所述驱动电机、所述光源和所述光谱探测器的工作时序；
步骤5、同时对多标记物进行宽波段时间分辨的光谱分析。


6.根据权利要求5所述的宽波段时间分辨荧光免疫分析方法，其特征在于，所述设定所述驱动电机、所述光源和所述光谱探测器的工作时序包括：
由所述脉冲发生器输出一路单脉冲信号供给所述驱动电机，所述单脉冲信号的脉冲周期记作△T’，脉冲高电平持续时间记作T’，所述T’＞0；
由所述脉冲发生器供给所述光源的一个脉冲高电平持续时间记作T，所述T＞0，将所述光源接收到的脉冲高电平分别记做T1，T2，T3，…，Tn，所述Tn＝T；
由所述脉冲发生器供给所述光谱探测器的一个脉冲高电平持续时间记作t，所述t＞0，将所述光谱探测器接收到的脉冲高电平分别记做t1，t2，t3，…，tn，所述tn＝t；所述光谱探测器接收到脉冲高电平被触发，在一个积分时间t’内采集标记物受激发后发射的荧光信号，将所述光谱探测器...

【专利技术属性】
技术研发人员：周山勇，马恩，黄丽冰，杨鸿艺，叶斯哲，张云，陈卓，陈学元，
申请(专利权)人：中国科学院福建物质结构研究所，
类型：发明
国别省市：福建;35