專利名稱：金標試條定量測試方法及系統的制作方法
金標試條具有快速、操作簡便、廉價、可單個測量、一步完成等優(yōu)點，是21世紀生化檢驗POCT(Point of Care Testing即床邊檢驗)發(fā)展方向之一。但目前僅能以目測有否顯色進行定性測試，因此大大限制了試條的應用范圍。以HCG(絨毛膜促性腺素)試條為例，目前只能定性判斷有否懷孕。而先兆流產、異位妊娠、藥物引流、某些婦產科疾病、術后治療過程等都需要跟蹤HCG指標變化。又如甲胎蛋白(AFP)是人胎發(fā)育早期的一種主要血清蛋白，羊水中AFP高于正常值時提示胎兒畸形、死胎、無腦兒、開放性神經管缺損等；血清中AFP高于正常值時提示機體發(fā)生肝癌或卵黃束腫瘤。因此，AFP的測定，在臨床中有特別重要的輔助診斷價值。如何實現定量測試，近年來人們在這方面做了大量工作，我國發(fā)明專利(申請?zhí)枮?8112724.X，公開號為CN1259668A)公開了一種“單克隆抗體免疫層析一步法定量檢測嗎啡的方法及試紙”，該專利是用膠體金試紙一步法半定量檢測嗎啡的含量，其方法為待檢液中嗎啡和標記在膠體金表面的嗎啡與精確定量呈橫條狀點定于層析膜上的嗎啡單克隆抗體發(fā)生競爭性結合，而顯示于層析膜上的條紋數量，以確定待檢液中嗎啡的含量，條紋數越多，待檢液中嗎啡的含量越高。由于沒有專用檢測設備，僅靠條紋數量進行半定量檢測，其測試值是不連續(xù)的，因此大大影響了測試的準確性。目前國外許多大公司投入大量人力物力進行定量方面的研究，但是由于金標試條顯色僅為一條細線，光能量的變化極為微弱；同時當被檢試液滴到金標試條上，試液和膠體金在吸附膜的滲透過程中不為恒定值，且紙條厚薄不均勻等，使背景為變數；而且溫度、抗原抗體親和力、吸附膜特性、試條的批內和批間差異等因素都會影響顯色結果；這給定量檢測帶來很大困難，因此國外迄今仍處于研究階段，未見金標試條的定量檢測產品銷售，也未見到有關報道。
為了克服上述不足，本發(fā)明的目的是提供一種金標試條定量測試方法及系統，使其在檢測時能對背景的諸多干擾信號自動進行補償，并得出試液濃度變化趨勢及范圍，大大提高了定量檢測結果的準確性。
本發(fā)明的方法是通過下述步驟來實現的。
1、將被測試液滴入金標試條；2、啟動定時裝置，設定試條反應時間為3～10分鐘；3、定時結束，采集背景初值；4、用動態(tài)背景補償法，即通過動態(tài)背景補償電路，使每一根試條在測試時背景值均相等，將補償后的金標試條背景值輸入單片機；5、采集金標試條測試線值并輸入單片機；6、單片機對其接收的信息進行處理、運算，得出被測試液的濃度值。
本發(fā)明的定量測試系統包含金標試條、電源、機械掃描系統及依次連接的傳感器、光電探測器、模/數轉換器、單片機、接口電路、顯示器，其特征是所采用的傳感器是光纖傳感器，它是由入射光纖和接收光纖組成，在光纖傳感器及模/數轉換器之間連接一動態(tài)背景補償電路，動態(tài)背景補償電路是由依次連接的電位調整電路、光電探測器及射極跟隨器組成，電源對上述各部件供電。
本發(fā)明在測試過程中能對金標試條不斷變化的背景值自動進行補償，使背景每次采集所反應的電位值均相等，保證了測試線所對應的峰值電位的基準線均相同，從而達到較高的重復性。本系統操作簡便、結果準確、穩(wěn)定可靠、可單個測量、一步完成、價格低廉，特別適合急診和普查粗篩使用。如若采用AFP金標試條定量測試系統這一快速簡便的檢測新方法，就可將母血清AFP測定列入產前常規(guī)檢查，這對早期發(fā)現胎兒畸形，及時終止妊娠，降低圍產兒死亡率起到積極作用。這為實現我國“十五”期間人人享有初級衛(wèi)生保健的目標，對優(yōu)生優(yōu)育提高國民素質具有極其重要的意義。同時金標試條的品種越來越多，如肝炎有HBsAg、HBsAb、HCV等；婦兒保健有HCG、LH、AFP等；還有幽門螺旋桿菌HP、愛滋病毒HIV、前列腺PSA等等，由于測試原理、測量方法相同，因此極易推廣出系列金標試條定量測試系統。
以下將通過具體實施例對本發(fā)明做進一步的詳細描述。


圖1為本發(fā)明的定量測試系統的電路框圖。
圖2為圖1中動態(tài)背景補償電路框圖。
圖3為圖1中動態(tài)背景補償電路原理圖一。
圖4為圖1中動態(tài)背景補償電路原理圖二。
本發(fā)明的方法是通過如下步驟來實現的1、將被測試液(尿液、血清、血液或唾液等)100μl，緩慢滴入金標試條；2、啟動單片機內的定時裝置，設定試條的反應時間為約5分鐘；3、定時結束，采集背景初值通過光纖傳感器、光電探測器采集背景初值；4、用動態(tài)補償法，即通過動態(tài)背景補償電路，使每一根試條在測試時背景值均為1，并將其輸入單片機；5、采集金標試條測試線值通過光纖傳感器、光電探測器采集金標試條測試線值，并將其輸入單片機；6、單片機對其接收信息進行處理、運算，得出待測液濃度值。
7、讀取IC卡中存儲的金標試條待測液濃度值與吸光度之間的關系曲線，從中得出金標試條測試線上反應的待測液濃度值。
8、由顯示器顯示待測液的濃度值。
如圖1至圖4所示，本發(fā)明的定量測試系統是由金標試條、機械掃描系統、控制電路、光纖傳感器、光電探測器、背景補償電路、模/數轉換器、單片機、IC卡、接口、顯示器、鍵盤、打印機及電源組成，電源分別對上述各部件供電，金標試條作為生物傳感部分，待測液中抗原濃度不同在其測試條上將呈現相應不同顏色；機械掃描系統用于帶動金標試條運行；光纖傳感器是由入射光纖和接收光纖組成，它可將金標試條背景和測試線信息轉化來的吸光度值傳送給光電探測器，光纖傳感器、光電探測器、模/數轉換器、單片機、顯示器、接口電路、鍵盤，打印機依次串接，單片機是系統的控制和信號處理中心，由單片機輸出的信息通過控制電路控制機械掃描系統正確運行，在光纖傳感器和單片機之間連接一背景補償電路，它是由依次連接的電位調整電路、光電探測器及射極跟隨器組成，如圖3所示，電位調整電路由多圈電位器W、限流電阻R組成，它可用于調整背景值，其背景值可設定為1，光電探測器是硅光敏三極管3DU31，射極跟隨器采用集成電路LM324，由電源提供電壓給多圈電位器W和限流電阻R，以及作為光電探測器的硅光敏三極管3DU31的集電極電源，硅光敏三極管3DU31的信號輸出至射極跟隨器采用集成電路LM324，從而完成動態(tài)背景補償。圖4為動態(tài)補償電路原理圖二，如圖4所示，電位調整電路是由單片機80C51、數字電位器X9312及限流電阻R1組成，光電探測器是一硅光敏三極管Q，射極跟隨器是由三極管T及電阻R2組成。為了方便地更換金標試條的品種及補償金標試條的批間差異，在單片機上連接有IC卡，IC卡內存儲金標試條待測液濃度值與吸光度之間的關系曲線，測試不同品種的金標試條可更換不同的IC卡。本系統的工作原理是將待測液滴入金標試條，由鍵盤發(fā)出命令，單片機啟用內部定時器，定時結束，通過控制電路使機械掃描系統帶動金標試條運動，光纖傳感器將接收到的背景信息傳送給光電探測器，光電探測器將光信號轉換為模擬信號，單片機啟用背景補償電路對該電信號進行補償，補償后的值經過A/D轉換存入單片機，機械系統繼續(xù)運行，光纖傳感器將接收到的測試線信息送光電探測器，再直接通過A/D轉換進入單片機，單片機將采集到的背景信息和測試線信息進行處理，取IC卡信息，求出吸光度所對應的待檢濃度值并顯示。
權利要求
1.一種金標試條定量測試方法，其特征是它包括如下步驟1)將被測試液滴入金標試條；2)啟動定時裝置，設定試條的反應時間為3～10分鐘；3)定時結束，采集背景初值；4)用動態(tài)背景補償法，即通過動態(tài)背景補償電路，使每一根試條在測試時背景值均相等，將補償后的金標試條背景值輸入單片機；5)采集金標試條測試線值并輸入單片機；6)單片機對其接收信息進行處理、運算，得出待測液濃度值。
2.根據權利要求1所述的金標試條定量測試方法，其特征是通過光纖傳感器及光電探測器采集金標試條背景初值和測試線值。
3.根據權利要求1所述的金標試條定量測試方法，其特征是將金標試條待測試液與吸光度之間的關系曲線存儲于單片機內。
4.根據權利要求1所述的金標試條定量測試方法，其特征是將金標試條待測試液與吸光度之間的關系曲線存儲于IC卡內。
5.一種金標試條定量測試系統，它包含金標試條、電源、機械掃描系統、控制電路及依次連接的傳感器、光電探測器、模/數轉換器、單片機、接口電路、顯示器，其特征是所采用的傳感器是光纖傳感器，它是由入射光纖和接收光纖組成，在光纖傳感器及模/數轉換器之間連接一動態(tài)背景補償電路，動態(tài)背景補償電路是由依次連接的電位調整電路、光電探測器及射極跟隨器組成，電源對上述各部件供電。
6.根據權利要求5所述的金標試條定量測試系統，其特征是有一IC卡，它與單片機相連。
7.根據權利要求5所述的金標試條定量測試系統，其特征是電位調整電路是由多圈電位器W和限流電阻R組成。
8.根據權利要求5所述的金標試條定量測試系統，其特征是光電探測器是一硅光敏三極管3DU31。
9.根據權利要求5所述的金標試條定量測試系統，其特征是射極跟隨器采用集成電路LM324。
全文摘要
本發(fā)明提供一種金標試條定量測試方法及系統，它包含金標試條、電源、機械掃描系統、控制電路及依次連接的傳感器、光電探測器、模/數轉換器、單片機、接口、顯示器，其特征是在光纖傳感器及模/數轉換器之間連接一動態(tài)背景補償電路，使該電路在檢測時能自動補償背景的諸多干擾信號，并得出待測液濃度變化趨勢及范圍，大大提高了定量檢測結果的準確性，本發(fā)明適用于檢測各種金標試條，其操作簡便、準確、穩(wěn)定可靠，易于推廣使用。
文檔編號G01N33/543GK1451963SQ0210869
公開日2003年10月29日 申請日期2002年4月17日 優(yōu)先權日2002年4月17日
發(fā)明者杜民, 方志成 申請人:福州大學