熒光生物檢測系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及生物檢測技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及基于上轉(zhuǎn)換熒光標記技術(shù)、對多種被檢 液中特定目標菌濃度進行實時定量檢測的生物檢測系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 上轉(zhuǎn)換熒光技術(shù)是基于上轉(zhuǎn)換熒光材料的標記技術(shù)。所謂上轉(zhuǎn)換，是指長波長輻 射通過上轉(zhuǎn)換焚光材料(Up-ConvertingPhosphor,以下簡稱UCP)轉(zhuǎn)換成短波長福射，UCP 是由幾種稀土元素摻雜于某些晶體的晶格中構(gòu)成的，其主要成分包括主基質(zhì)、吸收子、發(fā)射 子，在紅外光激發(fā)下，UCP發(fā)射波長遠短于激發(fā)光的可見光。將UCP制備成納米級顆粒，標記 于生物分子，在長波長光源激發(fā)下，發(fā)出可見熒光，根據(jù)熒光的有無及強弱，可判斷被檢生 物分子的屬性和含量。
[0003]以UCP作為標記物的生物檢測技術(shù)可對被檢物進行無損傷檢測，且具有檢測靈活、 靈敏度高、使用安全等優(yōu)點，同時，UCP標記物可與儀器結(jié)合對目標被檢物進行多重定量檢 測?，F(xiàn)有技術(shù)中，已經(jīng)有使用UCP標記物與免疫層析試紙技術(shù)相結(jié)合的檢測系統(tǒng)，其采用激 發(fā)光源對帶有多個功能帶的試紙條進行照明，由成像系統(tǒng)和圖像接收器接收試紙條上熒光 圖像，由圖像處理系統(tǒng)對所接收的熒光圖像進行分析處理，這種檢測系統(tǒng)存在如下缺陷:第 一，需要設(shè)計特定結(jié)構(gòu)的試紙條，試紙條包括多個功能帶，需要對多個功能帶采集信號進行 處理，試紙條結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制備繁瑣;第二，由于試紙條是非透明的，由激發(fā)光源與試紙條之間 的激發(fā)光路到試紙條與圖像接收器之間的接收光路，二個光路之間必然存在一個以試紙條 為轉(zhuǎn)折點的折射角，且為了能夠照明試紙條的多個功能帶，需要兩個夾角存在特定的數(shù)學(xué) 關(guān)系，使得激發(fā)光路和接收光路的設(shè)置受限;第三，使用免疫層析試紙條，UCP與生物活性分 子的結(jié)合物與被檢物通過免疫反應(yīng)固定于固相載體的表面，需要設(shè)置專門的固相載體;第 四，試紙條為一次性使用產(chǎn)品，不能重復(fù)使用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本申請人針對現(xiàn)有技術(shù)中的上述缺點進行改進，提供一種熒光生物檢測系統(tǒng)，其 基于上轉(zhuǎn)換熒光技術(shù)即可實現(xiàn)對多種被檢液中待檢目標菌濃度的實時定量檢測，整個檢測 系統(tǒng)無需免疫層析試紙，且激發(fā)光路和接收光路的設(shè)置更為簡便。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案如下：
[0006]熒光生物檢測系統(tǒng)，包括發(fā)光模塊、熒光接收模塊和數(shù)據(jù)處理模塊，在發(fā)光模塊與 熒光接收模塊之間設(shè)有比色皿，比色皿內(nèi)盛放有上轉(zhuǎn)換熒光材料標記的檢測試液;所述發(fā) 光模塊包括紅外激發(fā)光源，所述紅外激發(fā)光源發(fā)出的激發(fā)光束通過激發(fā)光路照射于盛放有 檢測試液的比色皿上，所述檢測試液發(fā)出的熒光通過接收光路由熒光接收模塊接收，所述 激發(fā)光路與所述接收光路成直線或者直角設(shè)置;熒光接收模塊為光強傳感器，所述光強傳 感器的輸出端連接數(shù)據(jù)處理模塊。
[0007]其進一步技術(shù)方案為：
[0008] 所述檢測試液由上轉(zhuǎn)換熒光探針與病菌特異性適配體結(jié)合物、磁性探針與病菌特 異性適配體結(jié)合物、待測病菌組成。
[0009] 所述上轉(zhuǎn)換熒光探針由上轉(zhuǎn)換熒光材料經(jīng)過氨基化和親和素化制得，所述上轉(zhuǎn)換 熒光材料為NaYo. 78F4:Ybo.2，Ero.02納米顆粒。
[0010] 所述磁性探針為親和素化的磁珠，所述磁珠以六水合氯化高鐵為鐵源、1，6-己二 胺作為氨基功能化試劑通過水熱一一溶劑熱方法合成。
[0011]所述數(shù)據(jù)處理模塊包括放大電路模塊、抗干擾模塊、單片機信號處理模塊、液晶顯 示模塊，所述放大電路模塊用于放大接收的熒光信號，抗干擾模塊用于將所述光強傳感器 輸出的電壓信號轉(zhuǎn)換為電流信號傳輸，并在線路終端又轉(zhuǎn)換為電壓信號，所述單片機信號 處理模塊進行數(shù)據(jù)運算處理經(jīng)將結(jié)果通過所述液晶顯示模塊進行實時顯示。
[0012]所述數(shù)據(jù)處理模塊包括通信模塊，所述通信模塊用于單片機與上位機之間的遠程 通信。
[0013]所述紅外激發(fā)光源采用980nm近紅外光。
[0014] 本發(fā)明的技術(shù)效果：
[0015] 相較于現(xiàn)有的采用免疫層析試紙條的檢測系統(tǒng)，本發(fā)明采用比色皿盛放檢測試 液，通過比色皿來實現(xiàn)液相光譜檢測，一方面，由于比色皿為透明的，且比色皿不存在免疫 層析試紙的多個功能帶需要照明的要求，相較于傳統(tǒng)非透明試紙條的檢測系統(tǒng)中激光光路 與接收光路特定夾角的限制條件，本發(fā)明中紅外光激發(fā)光路與熒光接收光路二者之間不再 受到光學(xué)檢測上的限制，本發(fā)明所述檢測系統(tǒng)中，所述激發(fā)光路與接收光路采用180°直線 設(shè)置或者直角設(shè)置，在同樣光學(xué)檢測功能的前提下，使得整個檢測系統(tǒng)中的紅外激發(fā)光源、 比色皿、熒光接收模塊三者的設(shè)置更為簡便;第二，現(xiàn)有的免疫層析試紙檢測系統(tǒng)需要設(shè)計 特定結(jié)構(gòu)的試紙條，試紙條包括多個功能帶，需要對多個功能帶采集信號進行處理，試紙條 結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制備繁瑣，且UCP結(jié)合物與被檢物通過免疫反應(yīng)固定于固相載體的表面，需要設(shè) 置專門的固相載體，本發(fā)明采用比色皿省卻了結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制作繁瑣的免疫層析試紙，整個檢 測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，制作更為簡便;第三，傳統(tǒng)免疫層析試紙條為一次性使用產(chǎn)品，重復(fù)檢測 需要不斷更換及安裝新的試紙條，而本發(fā)明使用比色皿，對比色皿清洗之后，即可進行重復(fù) 使用。
[0016] 本發(fā)明所述檢測系統(tǒng)與傳統(tǒng)平板菌落計數(shù)法相比，對被測試液中待檢目標菌濃度 的定量檢測，更為快速、可靠，且穩(wěn)定性好。
【附圖說明】
[0017] 圖1為本發(fā)明實施例一的原理示意圖。
[0018] 圖2為本發(fā)明實施例二的原理示意圖。
[0019 ]圖3為沙門氏菌檢測熒光強度一一濃度標準回歸曲線。
[0020]圖4為金黃色葡萄球菌檢測熒光強度一一濃度標準回歸曲線。
[0021 ]其中：1、發(fā)光模塊;2、熒光接收模塊;3、數(shù)據(jù)處理模塊;4、比色皿。
【具體實施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖，說明本發(fā)明的【具體實施方式】。
[0023]見圖1、圖2，本發(fā)明包括發(fā)光模塊1、熒光接收模塊2和數(shù)據(jù)處理模塊3，在發(fā)光模塊 1與熒光接收模塊2之間設(shè)有比色皿4,比色皿4內(nèi)盛放有上轉(zhuǎn)換熒光材料標記的檢測試液； 發(fā)光模塊1包括紅外激發(fā)光源，所述紅外激發(fā)光源發(fā)出的激發(fā)光束通過激發(fā)光路照射于盛 放有檢測試液的比色皿4上，所述檢測試液發(fā)出的熒光通過接收光路由熒光接收模塊2接 收，所述激發(fā)光路與所述接收光路成直線或者直角設(shè)置;熒光接收模塊2為光強傳感器，所 述光強傳感器的輸出端連接數(shù)據(jù)處理模塊3。
[0024]具體地，所述數(shù)據(jù)處理模塊3包括放大電路模塊、抗干擾模塊、單片機信號處理模 塊、液晶顯示模塊，所述放大電路模塊用于放大接收的熒光信號，所述抗干擾模塊用于將光 強傳感器輸出的電壓信號轉(zhuǎn)換為電流信號傳輸，并在線路終端又轉(zhuǎn)換為電壓信號輸出，所 述單片機信號處理模塊進行數(shù)據(jù)運算處理經(jīng)將結(jié)果通過液晶顯示模塊進行實時顯示。
[0025]進一步地，所述數(shù)據(jù)處理模塊3包括通信模塊，所述通信模塊用于單片機與上位機 之間的遠程通信。
[0026]檢測時，將盛放有上轉(zhuǎn)換熒光材料標記的檢測試液的比色皿4安置好后，通過紅外 光源激發(fā)，比色皿4中檢測試液產(chǎn)生與待測病菌濃度呈一定函數(shù)關(guān)系的熒光，所述熒光被熒 光接收模塊2檢測接收轉(zhuǎn)換成電信號，然后通過所述放大電路模塊進行所述電信號的放大 處理，同時考慮線路干擾，放大的電