一種基于磁富集和全內(nèi)反射的光學(xué)檢測(cè)儀的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種基于磁富集和全內(nèi)反射的光學(xué)檢測(cè)儀，其特征在于，其包括：電控雙磁場(chǎng)富集分離系統(tǒng)、光學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)和恒溫加熱系統(tǒng)，所述電控雙磁場(chǎng)富集分離系統(tǒng)用于產(chǎn)生交替的磁場(chǎng)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)芯片上磁粒子的雙向驅(qū)動(dòng)和富集；所述光學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)采用全內(nèi)反射檢測(cè)技術(shù)，以實(shí)現(xiàn)光學(xué)圖像的檢測(cè)和分析處理；所述恒溫加熱系統(tǒng)包括溫度傳感器和加熱片，用于控制檢測(cè)環(huán)境的溫度。本發(fā)明的檢測(cè)儀采用電控雙磁場(chǎng)技術(shù)、全內(nèi)反射光學(xué)檢測(cè)技術(shù)和圖像分析軟件技術(shù)，實(shí)現(xiàn)樣品中低濃度物質(zhì)的自動(dòng)快速檢測(cè)，儀器便攜、一步操作、簡(jiǎn)單快捷。
【專利說(shuō)明】
一種基于磁富集和全內(nèi)反射的光學(xué)檢測(cè)儀
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于生物醫(yī)學(xué)檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于磁富集和全內(nèi)反射的光學(xué)檢測(cè)儀。
【背景技術(shù)】
[0002]樣品中(尤其是血液樣品中)低濃度物質(zhì)檢測(cè)，通常采用免疫檢測(cè)技術(shù)。為了減少干擾，首先需要對(duì)血液樣品進(jìn)行離心分離、去除血細(xì)胞等前處理步驟，這樣就增加了檢測(cè)時(shí)間和檢測(cè)步驟。為了增加檢測(cè)的準(zhǔn)確性和靈敏性，很多免疫反應(yīng)采用磁粒子分離技術(shù)將低濃度的待檢測(cè)物從樣品中分離出來(lái)，也需要將磁粒子復(fù)合物通過(guò)離心分離出來(lái)并進(jìn)行洗滌，檢測(cè)靈敏度高，但是步驟繁瑣。而且，使用的儀器龐大而昂貴，操作復(fù)雜，成本高，并且需要專業(yè)的檢驗(yàn)人員來(lái)操作，限制了檢測(cè)時(shí)間和檢測(cè)場(chǎng)所，無(wú)法用于基層和現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)。
[0003]尿微量白蛋白(urinary microalbumin，英文縮寫(xiě):mAlb)的增高多見(jiàn)于糖尿病腎病、高血壓、妊娠子癇前期，是腎損傷的早期敏感指標(biāo)。如果在體檢后發(fā)現(xiàn)尿中的微量白蛋白在20mg/L-200mg/L范圍內(nèi)，就屬于微量白蛋白尿，如果患者能夠經(jīng)過(guò)規(guī)范的修復(fù)腎單位，逆轉(zhuǎn)纖維化治療，尚可徹底修復(fù)腎小球，消除蛋白尿。而當(dāng)尿中微量白蛋白超過(guò)200mg/L時(shí)，此時(shí)證明腎病患者已有大量白蛋白漏出，腎病發(fā)展離不可逆期只有一步之遙，如果不及時(shí)進(jìn)行醫(yī)治，就會(huì)進(jìn)入尿毒癥期。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]有鑒于此，本發(fā)明的目的是制備一種基于磁富集和全內(nèi)反射的光學(xué)檢測(cè)儀。本發(fā)明的檢測(cè)儀采用電控雙磁場(chǎng)技術(shù)、全內(nèi)反射光學(xué)檢測(cè)技術(shù)和圖像分析軟件技術(shù)，實(shí)現(xiàn)樣品中低濃度物質(zhì)的自動(dòng)快速檢測(cè)，儀器便攜、一步操作、簡(jiǎn)單快捷。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種基于磁富集和全內(nèi)反射的光學(xué)檢測(cè)儀，其包括:電控雙磁場(chǎng)富集分離系統(tǒng)、光學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)和恒溫加熱系統(tǒng)，所述電控雙磁場(chǎng)富集分離系統(tǒng)用于產(chǎn)生交替的磁場(chǎng)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)芯片上磁粒子的雙向驅(qū)動(dòng)和富集;所述光學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)采用全內(nèi)反射檢測(cè)技術(shù)，以實(shí)現(xiàn)光學(xué)圖像的檢測(cè)和分析處理;所述恒溫加熱系統(tǒng)包括溫度傳感器和加熱片，用于控制檢測(cè)環(huán)境的溫度。
[0006]所述電控雙磁場(chǎng)富集分離系統(tǒng)是通過(guò)放置在檢測(cè)芯片上下兩側(cè)的(小型加強(qiáng))磁柱或者磁片，交替加電/斷電產(chǎn)生交替的磁場(chǎng)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)芯片上磁粒子的雙向驅(qū)動(dòng)和富集。優(yōu)選地，所述電控雙磁場(chǎng)富集分離系統(tǒng)包括:電源、電磁控制電路程序以及兩個(gè)相同的(小型)磁柱。
[0007]其中，所述電磁控制電路程序可以實(shí)現(xiàn)按照設(shè)定的頻率分別給兩個(gè)磁柱加電產(chǎn)生磁性和去電消除磁性，從而實(shí)現(xiàn)磁粒子的分離和富集。
[0008]優(yōu)選地，所述加電的時(shí)間范圍是0.1?30秒;循環(huán)周期為O?100個(gè)周期；用于磁粒子分離的最后次停留時(shí)間是0.5?100s;加電的強(qiáng)度為0.1?50V。更優(yōu)選地，所述加電的時(shí)間范圍是2?10秒;循環(huán)周期為5?20個(gè)周期；用于磁粒子分離的最后次停留時(shí)間是5?20s。
[0009]在一較佳的實(shí)例中，其中兩個(gè)小型磁柱位于檢測(cè)芯片的兩側(cè)，需要匹配光學(xué)檢測(cè)池合適的小線圈，為了實(shí)現(xiàn)最小的磁體產(chǎn)生最大的磁場(chǎng)，小型磁柱是可被加電產(chǎn)生磁場(chǎng)和去電消除磁場(chǎng)的線圈，并具有加強(qiáng)磁性的鐵芯或者鈷鎳鐵芯。
[0010]所述光學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)采用全內(nèi)反射檢測(cè)技術(shù)，其包括發(fā)射光路和檢測(cè)光路兩部分。
[0011]其中，所述發(fā)射光路主要為光源發(fā)射模塊，其包含光源控制電路板及程序、LED或者激光平行光源。
[0012]其中光源控制電路板及程序可以對(duì)LED或者激光的強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)定，其中電流調(diào)整范圍優(yōu)選O?ImA;通過(guò)按鍵輸入或上位計(jì)算機(jī)由RS485接口修改LED電流數(shù)值，進(jìn)而改變光源的光亮度。
[0013]所述LED或者激光平行光源包括擴(kuò)束鏡和光闌等部件，光源的發(fā)散角、光斑等參數(shù)可通過(guò)準(zhǔn)直、光闌等方式來(lái)調(diào)節(jié)，形成一束均勻的平行光。
[0014]其中，所述激光平行光源采用紅色平行光束，波長(zhǎng)優(yōu)選600?650nm。
[0015]其中，所述檢測(cè)光路包括光學(xué)檢測(cè)模塊、圖像識(shí)別軟件、顯微鏡頭或遠(yuǎn)心鏡頭。
[0016]其中，所述光學(xué)檢測(cè)模塊可以采用CCD、CM0S、發(fā)光二極管或光電倍增管等來(lái)進(jìn)行光學(xué)圖像檢測(cè)，其中優(yōu)選CCD相機(jī)，更優(yōu)選CCD相機(jī)的像素在100萬(wàn)像素以上；同時(shí)需要配合顯微鏡頭或者遠(yuǎn)心鏡頭進(jìn)行圖像的拍攝。本發(fā)明優(yōu)選光學(xué)采集速率和分辨率達(dá)到可檢測(cè)微米尺寸的圖像。
[0017]在一較佳的實(shí)例中，所述發(fā)射光路和檢測(cè)光路的核心采集部分采用暗盒進(jìn)行封閉，暗盒進(jìn)行內(nèi)壁發(fā)黑處理，消除雜散光干擾，入射角度和接受光路的角度隨芯片材料變化而不同，材料確定，角度固定。
[0018]其中，優(yōu)選地，所述圖像識(shí)別軟件采用MATLAB或C等軟件實(shí)現(xiàn)對(duì)圖像的顯示、存儲(chǔ)和灰度識(shí)別分析對(duì)比以及尺度分析。
[0019]所述恒溫加熱系統(tǒng)包括溫度傳感器和加熱片。恒溫加熱系統(tǒng)通過(guò)溫度傳感器和加熱片控制檢測(cè)環(huán)境的溫度，優(yōu)選控制在37°C恒溫狀態(tài)，以使免疫反應(yīng)在特定溫度環(huán)境下進(jìn)行，消除溫度造成的反應(yīng)差異誤差。
[0020]溫度傳感器實(shí)時(shí)獲取反應(yīng)區(qū)域溫度數(shù)據(jù)，然后采用PID算法計(jì)算出加熱片電壓輸出變化量，并由加熱片驅(qū)動(dòng)電路輸出調(diào)整后的加熱電壓，實(shí)現(xiàn)對(duì)區(qū)域溫度的精確控制。
[0021]本發(fā)明在檢測(cè)時(shí)，具體操作優(yōu)選為:加入芯片，預(yù)熱儀器，設(shè)置磁場(chǎng)和光源的合適數(shù)值，加入樣品，儀器自動(dòng)開(kāi)始進(jìn)入檢測(cè)模式，檢測(cè)完畢，圖像拍攝，軟件識(shí)別圖像，并根據(jù)預(yù)標(biāo)定值，計(jì)算出樣品中的待測(cè)物濃度，顯示數(shù)值。
[0022]在本發(fā)明中，檢測(cè)樣品可以是全血、血漿、血清、尿液、唾液、體液等。本發(fā)明采用免疫檢測(cè)原理，適用于樣品中含量低的待檢物。在芯片上固定多種抗體，檢測(cè)儀可以實(shí)現(xiàn)一個(gè)芯片上一次檢測(cè)多個(gè)指標(biāo)。
[0023]適用于本發(fā)明檢測(cè)儀的芯片可以是高透明的塑料材料、玻璃或水晶材料等。
[0024]本發(fā)明具有下述有益效果:
[0025](I)本發(fā)明采用電控雙磁場(chǎng)富集分離模式，有效提高了反應(yīng)速度，簡(jiǎn)化了實(shí)驗(yàn)步驟，實(shí)現(xiàn)了一步式檢測(cè)。
[0026](2)本發(fā)明采用的全內(nèi)反射光學(xué)檢測(cè)技術(shù)結(jié)合磁粒子技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了儀器的便攜式設(shè)計(jì)，儀器簡(jiǎn)便有效，利于現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)，因此具有非常好的應(yīng)用前景。
【附圖說(shuō)明】
[0027]圖1顯示的是本發(fā)明的光學(xué)檢測(cè)儀的系統(tǒng)框圖。
[0028]圖2顯示的是本發(fā)明的光學(xué)檢測(cè)儀在工作時(shí)實(shí)現(xiàn)磁富集和分離檢測(cè)的原理圖。
[0029]圖3顯示的是本發(fā)明的光學(xué)檢測(cè)儀在工作時(shí)集成磁分離和全內(nèi)反射的檢測(cè)原理圖。
[0030]圖4顯示的是本發(fā)明的光學(xué)檢測(cè)儀的系統(tǒng)硬件框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0031]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合具體實(shí)施例，并參照附圖，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。
[0032]實(shí)施例1
[0033]本發(fā)明的基于磁富集和全內(nèi)反射的光學(xué)檢測(cè)儀，其包括:電控雙磁場(chǎng)富集分離系統(tǒng)、光學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)和恒溫加熱系統(tǒng)，電控雙磁場(chǎng)富集分離系統(tǒng)用于產(chǎn)生交替的磁場(chǎng)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)芯片上磁粒子的雙向驅(qū)動(dòng)和富集;光學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)采用全內(nèi)反射檢測(cè)技術(shù)，以實(shí)現(xiàn)光學(xué)圖像的檢測(cè)和分析處理;恒溫加熱系統(tǒng)包括溫度傳感器和加熱片，用于控制檢測(cè)環(huán)境的溫度。
[0034]電控雙磁場(chǎng)富集分離系統(tǒng)包括:電源、電磁控制電路程序以及兩個(gè)相同的小型磁柱，通過(guò)交替加電/斷電產(chǎn)生交替的磁場(chǎng)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)芯片上磁粒子的雙向驅(qū)動(dòng)和富集。
[0035]其中，電磁控制電路程序可以實(shí)現(xiàn)按照設(shè)定的頻率分別給兩個(gè)磁柱加電產(chǎn)生磁性和去電消除磁性，從而實(shí)現(xiàn)磁粒子的分離和富集。
[0036]光學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)采用全內(nèi)反射檢測(cè)技術(shù)，其包括發(fā)射光路和檢測(cè)光路兩部分。發(fā)射光路主要為光源發(fā)射模塊，其包含光源控制電路板及程序、LED或者激光平行光源。其中光源控制電路板及程序可以對(duì)LED或者激光的強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)定;通過(guò)按鍵輸入或上位計(jì)算機(jī)由RS485接口修改LED電流數(shù)值，進(jìn)而改變光源的光亮度。
[0037]LED或者激光平行光源包括擴(kuò)束鏡和光闌等部件，光源的發(fā)散角、光斑等參數(shù)可通過(guò)準(zhǔn)直、光闌等方式來(lái)調(diào)節(jié)，形成一束均勾的平行光。
[0038]激光平行光源采用紅色平行光束。檢測(cè)光路包括光學(xué)檢測(cè)模塊、圖像識(shí)別軟件、顯微鏡頭。其中，光學(xué)檢測(cè)模塊采用CCD相機(jī)，像素在100萬(wàn)像素以上；同時(shí)需要配合顯微鏡頭進(jìn)行圖像的拍攝。圖像識(shí)別軟件采用MATLAB或C等軟件實(shí)現(xiàn)對(duì)圖像的顯示、存儲(chǔ)和灰度識(shí)別分析對(duì)比以及尺度分析。
[0039]恒溫加熱系統(tǒng)通過(guò)溫度傳感器和加熱片控制檢測(cè)環(huán)境的溫度在37°C恒溫狀態(tài)，以使免疫反應(yīng)在特定溫度環(huán)境下進(jìn)行，消除溫度造成的反應(yīng)差異誤差。
[0040]溫度傳感器實(shí)時(shí)獲取反應(yīng)區(qū)域溫度數(shù)據(jù)，然后采用PID算法計(jì)算出加熱片電壓輸出變化量，并由加熱片驅(qū)動(dòng)電路輸出調(diào)整后的加熱電壓，實(shí)現(xiàn)對(duì)區(qū)域溫度的精確控制。
[0041 ]在檢測(cè)時(shí)，具體操作為:加入芯片，預(yù)熱儀器，設(shè)置磁場(chǎng)和光源的合適數(shù)值，加入樣品，儀器自動(dòng)開(kāi)始進(jìn)入檢測(cè)模式，檢測(cè)完畢，圖像拍攝，軟件識(shí)別圖像，并根據(jù)預(yù)標(biāo)定值，計(jì)算出樣品中的待測(cè)物濃度，顯示數(shù)值。
[0042]具體地可參見(jiàn)圖1和圖4所示，圖1為本發(fā)明的光學(xué)檢測(cè)儀的系統(tǒng)框圖，圖4為硬件框圖。在工作時(shí)，光學(xué)檢測(cè)儀主要由檢測(cè)芯片1、控制電路2、光源3、電磁線圈4-1和4-2、檢測(cè)攝像頭5、上位計(jì)算機(jī)6等構(gòu)成。
[0043]開(kāi)機(jī)后，預(yù)熱自啟動(dòng)，完成儀器自檢工作，包括電磁驅(qū)動(dòng)電路2-1驅(qū)動(dòng)電磁線圈4-1和4-1進(jìn)行磁場(chǎng)驅(qū)動(dòng)掃描、光源驅(qū)動(dòng)電路2-2進(jìn)行光源3亮度校準(zhǔn)、溫控電路2-3進(jìn)行區(qū)域恒溫自檢、指示燈2-4提示、控制電路2通過(guò)通訊接口 7與上位計(jì)算機(jī)6和攝像頭5完成參數(shù)設(shè)定等工作。
[0044]進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，將檢測(cè)芯片I放置到儀器芯片托架上，區(qū)域恒溫控制電路2-3驅(qū)動(dòng)加熱片將檢測(cè)芯片I升溫至37°C，滴加樣品(含mAlb，尿微量白蛋白)1滴至檢測(cè)芯片I的樣品池1-2，虹吸作用下樣品經(jīng)通道1-3進(jìn)入反應(yīng)池1-1，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)進(jìn)樣。
[0045]芯片通道1-3位置旁有光學(xué)探測(cè)器，捕捉樣品通過(guò)時(shí)光信號(hào)的變化，并觸發(fā)檢測(cè)，實(shí)現(xiàn)儀器檢測(cè)自啟動(dòng)。
[0046]檢測(cè)啟動(dòng)后，進(jìn)入反應(yīng)池1-1的樣品待測(cè)物與反應(yīng)池中的抗mAlb-納米磁粒子進(jìn)行結(jié)合反應(yīng)，形成mAl b-抗mAl b-納米磁粒子復(fù)合物?？刂齐娐?中的電磁線圈驅(qū)動(dòng)電路2-1將電控雙磁場(chǎng)富集分離模式開(kāi)啟，交替給上電磁線圈4-1和下電磁線圈4-2上電，形成方向上下交替變換的磁場(chǎng)。在變換磁場(chǎng)的作用下，抗mAlb-納米磁粒子在反應(yīng)池1-1中上下運(yùn)動(dòng)，增加了與樣品中mAlb的接觸，提高了反應(yīng)結(jié)合速度，可縮短反應(yīng)時(shí)間。
[0047]mAlb-抗mAlb-納米磁粒子復(fù)合物受到交替的磁場(chǎng)作用，會(huì)碰撞到反應(yīng)池1-1底部，將與牢固固定在反應(yīng)池1-1底部的配對(duì)抗體相結(jié)合，形成抗體2-mAlb-抗mAlb-納米磁粒子復(fù)合物，從而使磁粒子固定在反應(yīng)池1-1底部的表面上。
[0048]反應(yīng)三分鐘后，mAlb-抗mAlb-納米磁粒子復(fù)合物被固定在反應(yīng)池底部，數(shù)量趨于穩(wěn)定，停止變換磁場(chǎng)方向，上電磁線圈4-1保持上電，磁場(chǎng)方向維持向上。在向上磁場(chǎng)力的作用下，多余的未被固定的磁粒子將被吸至反應(yīng)池1-1上側(cè)。
[0049]與待測(cè)物結(jié)合的mAlb-抗mAlb-納米磁粒子復(fù)合物通過(guò)雙抗結(jié)合作用固定在反應(yīng)池1-1下側(cè)，其密度與待測(cè)物的濃度成正比。由于磁粒子固定在反應(yīng)池1-1底部，將破壞反應(yīng)池1-1底部全內(nèi)反射界面。原先光源3的發(fā)射光束在反應(yīng)池1-1底部的界面發(fā)生全反射，此時(shí)由于固定磁力子的存在，反射光將被削弱，反射光強(qiáng)與固定磁粒子的數(shù)量存在反比關(guān)系。
[0050]在向上磁場(chǎng)作用10秒鐘后，未固定的磁粒子基本被吸至上層。將攝像頭5開(kāi)啟圖像采集，捕捉拍攝反應(yīng)池1-1底部的磁粒子全內(nèi)反射圖像，并發(fā)送至上位計(jì)算機(jī)6進(jìn)行軟件識(shí)別和分析，獲得反射光強(qiáng)信息，進(jìn)一步計(jì)算得出樣品中mAlb的濃度，并顯示檢測(cè)結(jié)果。
[0051]圖2和圖3為本發(fā)明的光學(xué)檢測(cè)儀在工作時(shí)實(shí)現(xiàn)磁富集和分離檢測(cè)的原理圖。首先將兩種反應(yīng)物(例如抗體I結(jié)合磁粒子形成復(fù)合磁微粒子固定在芯片內(nèi)的上方;抗體2固定在芯片內(nèi)的下方)分別固定在芯片內(nèi)表面膜上，然后加入待測(cè)樣品，樣品中的抗原與芯片上的復(fù)合磁微粒子發(fā)生結(jié)合反應(yīng);通過(guò)電控雙磁場(chǎng)按照一定頻率分別給上下兩個(gè)磁線圈加電，產(chǎn)生上下變換的磁場(chǎng)，下磁場(chǎng)作用時(shí)，結(jié)合抗原的復(fù)合磁微粒子加速向芯片下方移動(dòng)，與抗體2結(jié)合，形成牢固的結(jié)合物，附著在芯片下方。上磁場(chǎng)作用時(shí)，將未結(jié)合的復(fù)合磁微粒子吸引至芯片上方。上下磁場(chǎng)分別反復(fù)施加，加速抗原——復(fù)合磁微粒子與下方抗體的結(jié)合和分離，抗體-磁粒子在反應(yīng)池中上下運(yùn)動(dòng)，增加了與樣品中待測(cè)物質(zhì)的接觸，提高了反應(yīng)結(jié)合速度，大大減少了反應(yīng)時(shí)間。反應(yīng)充分后再施加上磁場(chǎng)作用，將未結(jié)合的多余的復(fù)合磁微粒子吸引至芯片上方，反應(yīng)的抗原-復(fù)合磁微粒子則通過(guò)抗體2結(jié)合作用留在芯片下方，形成磁微粒子聚集，由于抗原濃度不同，由磁微粒子形成聚集區(qū)的灰度值會(huì)隨之變化，待測(cè)物的濃度與最終被固定在反應(yīng)池底側(cè)的納米磁粒子密度成正比。光源發(fā)出的會(huì)聚平行光通過(guò)芯片的光學(xué)角度面進(jìn)入芯片后，聚集的磁粒子引起表面膜的折射率變化，全反射后光線照射到CCD面陣或者其它光學(xué)元件接收器上，實(shí)時(shí)地記錄整個(gè)反應(yīng)過(guò)程的信號(hào)變化，就可以用采集到的不同灰度的CCD圖像或者其它光學(xué)圖像，采用相應(yīng)的軟件處理，模數(shù)轉(zhuǎn)化為得出光強(qiáng)數(shù)據(jù)曲線，經(jīng)過(guò)標(biāo)定后，獲得被測(cè)物的濃度等參數(shù)。
[0052]以上所述的具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。例如:磁線圈的外觀種類、光學(xué)器件的種類、不同的光路制備方式等。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于磁富集和全內(nèi)反射的光學(xué)檢測(cè)儀，其特征在于，其包括:電控雙磁場(chǎng)富集分離系統(tǒng)、光學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)和恒溫加熱系統(tǒng)，所述電控雙磁場(chǎng)富集分離系統(tǒng)用于產(chǎn)生交替的磁場(chǎng)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)芯片上磁粒子的雙向驅(qū)動(dòng)和富集;所述光學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)采用全內(nèi)反射檢測(cè)技術(shù)，以實(shí)現(xiàn)光學(xué)圖像的檢測(cè)和分析處理;所述恒溫加熱系統(tǒng)包括溫度傳感器和加熱片，用于控制檢測(cè)環(huán)境的溫度。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于磁富集和全內(nèi)反射的光學(xué)檢測(cè)儀，其特征在于，所述電控雙磁場(chǎng)富集分離系統(tǒng)是通過(guò)放置在檢測(cè)芯片上下兩側(cè)的磁柱或者磁片，交替加電/斷電產(chǎn)生交替的磁場(chǎng)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)芯片上磁粒子的雙向驅(qū)動(dòng)和富集;優(yōu)選地，所述電控雙磁場(chǎng)富集分離系統(tǒng)包括電源、電磁控制電路程序以及兩個(gè)相同的磁柱。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于磁富集和全內(nèi)反射的光學(xué)檢測(cè)儀，其特征在于，其中，所述電磁控制電路程序?qū)崿F(xiàn)按照設(shè)定的頻率分別給兩個(gè)磁柱加電產(chǎn)生磁性和去電消除磁性，從而實(shí)現(xiàn)磁粒子的分離和富集； 優(yōu)選地，所述加電的時(shí)間范圍是0.1?30秒;循環(huán)周期為O?100個(gè)周期；用于磁粒子分離的最后次停留時(shí)間是0.5?100s;加電的強(qiáng)度為0.1?50V; 更優(yōu)選地，所述加電的時(shí)間范圍是2?10秒;循環(huán)周期為5?20個(gè)周期；用于磁粒子分離的最后次停留時(shí)間是5?20s。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于磁富集和全內(nèi)反射的光學(xué)檢測(cè)儀，其特征在于，所述光學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)采用全內(nèi)反射檢測(cè)技術(shù)，其包括發(fā)射光路和檢測(cè)光路兩部分。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于磁富集和全內(nèi)反射的光學(xué)檢測(cè)儀，其特征在于，其中，所述發(fā)射光路為光源發(fā)射模塊，其包含光源控制電路板及程序、LED或者激光平行光源。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于磁富集和全內(nèi)反射的光學(xué)檢測(cè)儀，其特征在于，所述光源控制電路板及程序可以對(duì)LED或者激光的強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)定，其中電流調(diào)整范圍優(yōu)選O?1mA。7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于磁富集和全內(nèi)反射的光學(xué)檢測(cè)儀，其特征在于，所述激光平行光源采用紅色平行光束，波長(zhǎng)優(yōu)選600?650nm。8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于磁富集和全內(nèi)反射的光學(xué)檢測(cè)儀，其特征在于，其中，所述檢測(cè)光路包括光學(xué)檢測(cè)模塊、圖像識(shí)別軟件、顯微鏡頭或遠(yuǎn)心鏡頭。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的基于磁富集和全內(nèi)反射的光學(xué)檢測(cè)儀，其特征在于，所述光學(xué)檢測(cè)模塊采用CCD、CMOS、發(fā)光二極管或光電倍增管來(lái)進(jìn)行光學(xué)圖像檢測(cè)，其中優(yōu)選CCD相機(jī)，更優(yōu)選CCD相機(jī)的像素在100萬(wàn)像素以上； 所述圖像識(shí)別軟件采用MATLAB或C軟件實(shí)現(xiàn)對(duì)圖像的顯示、存儲(chǔ)和灰度識(shí)別分析對(duì)比以及尺度分析。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于磁富集和全內(nèi)反射的光學(xué)檢測(cè)儀，其特征在于，所述恒溫加熱系統(tǒng)通過(guò)溫度傳感器和加熱片控制檢測(cè)環(huán)境的溫度，優(yōu)選控制在37°C恒溫狀態(tài)。
【文檔編號(hào)】G01N33/53GK105929149SQ201610266441
【公開(kāi)日】2016年9月7日
【申請(qǐng)日】2016年4月26日
【發(fā)明人】劉春秀, 賈建, 蔡浩原, 劉昶
【申請(qǐng)人】中國(guó)科學(xué)院電子學(xué)研究所