基于量子點(diǎn)熒光標(biāo)記的便攜式生化快速檢測(cè)系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及生化樣品檢測(cè)儀器領(lǐng)域，尤其是涉及了一種基于量子點(diǎn)熒光標(biāo)記的便攜式生化快速檢測(cè)系統(tǒng)，將量子點(diǎn)熒光標(biāo)記分析方法結(jié)合機(jī)械電子控制形成一套自動(dòng)化檢測(cè)裝置系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]熒光是一種光致發(fā)光的現(xiàn)象。當(dāng)光源照射某些物質(zhì)，也就是所謂的熒光素時(shí)，熒光素會(huì)發(fā)出不同波長(zhǎng)的被激發(fā)光；當(dāng)撤去光源后，熒光素發(fā)出的被激發(fā)光也會(huì)消失。用熒光素通過(guò)一定手段標(biāo)記待測(cè)物，然后以熒光素所發(fā)射的熒光強(qiáng)度與待測(cè)物濃度之間的線(xiàn)性關(guān)系為依據(jù)，就是所謂的熒光光譜分析法的檢測(cè)原理。
[0003]熒光光譜分析法相較于其他方法雖然有靈敏度高、特異性好以及檢測(cè)快速等優(yōu)點(diǎn)，但熒光素本身的性質(zhì)會(huì)對(duì)檢測(cè)結(jié)果造成比較大的影響，熒光壽命較短或者與背景光波長(zhǎng)相近，都會(huì)對(duì)最后的檢測(cè)結(jié)果產(chǎn)生負(fù)面影響。
[0004]量子點(diǎn)作為一種新興的熒光標(biāo)記材料，相較于傳統(tǒng)材料，有許多優(yōu)點(diǎn)。比如它具有很寬的激發(fā)光譜和較窄的發(fā)射光譜，因此可以使用同一激發(fā)光源同時(shí)激發(fā)多種量子點(diǎn)，各自發(fā)射出不同波長(zhǎng)的熒光，然后同時(shí)進(jìn)行檢測(cè)。量子點(diǎn)同時(shí)有比較大的斯托克斯位移，能明顯避免激發(fā)光與發(fā)射光之間的光譜峰值重疊。另外，量子點(diǎn)有比較長(zhǎng)的熒光壽命，而且有比較好的生物相容性。
[0005]例如在多元食源性病菌的快速檢測(cè)中，利用量子點(diǎn)作為標(biāo)記物，采用熒光免疫分析的方法已取得比較好的實(shí)驗(yàn)室成果。比如Yang和Li (2006)利用兩種發(fā)射波長(zhǎng)分別為525nm和705nm的量子點(diǎn)分別標(biāo)記大腸桿菌和沙門(mén)氏菌抗體進(jìn)行檢測(cè)，Wang等(2011)用發(fā)射光波長(zhǎng)為530nm，580nm，620nm的三種量子點(diǎn)作為焚光標(biāo)記物，同時(shí)對(duì)鼠傷寒沙門(mén)氏菌、大腸桿菌0157:H7和單增李斯特菌檢測(cè)，都有比較好的檢測(cè)效果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的，在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種以量子點(diǎn)為標(biāo)記物，基于熒光分析方法，結(jié)合機(jī)械電子與計(jì)算機(jī)軟件控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的對(duì)一種或多種生化混合樣品進(jìn)行快速檢測(cè)的裝置系統(tǒng)。
[0007]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案主要包含:
[0008]本發(fā)明包括熒光檢測(cè)模塊、光纖控制模塊、自動(dòng)進(jìn)樣模塊、旋轉(zhuǎn)檢測(cè)臺(tái)模塊、電機(jī)控制模塊和上位機(jī)模塊，熒光檢測(cè)模塊、光纖控制模塊、自動(dòng)進(jìn)樣模塊、旋轉(zhuǎn)檢測(cè)臺(tái)模塊和電機(jī)控制模塊組成檢測(cè)臺(tái)裝置，電機(jī)控制模塊分別與與光纖控制模塊、自動(dòng)進(jìn)樣模塊和旋轉(zhuǎn)檢測(cè)臺(tái)模塊相連，熒光檢測(cè)模塊與光纖控制模塊連接，上位機(jī)模塊分別與熒光檢測(cè)模塊和電機(jī)控制模塊連接，上位機(jī)模塊采用計(jì)算機(jī)。
[0009]所述的旋轉(zhuǎn)檢測(cè)臺(tái)模塊包括一次性注射器固定盤(pán)、圓柱連接件、一次性試管固定盤(pán)、旋轉(zhuǎn)檢測(cè)臺(tái)定位銷(xiāo)、第二光電開(kāi)關(guān)、第二光電開(kāi)關(guān)固定座、旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)塊、推力球軸承、推力球軸承鋼球保持架固定環(huán)和旋轉(zhuǎn)檢測(cè)臺(tái)驅(qū)動(dòng)電機(jī)；旋轉(zhuǎn)檢測(cè)臺(tái)驅(qū)動(dòng)電機(jī)固定安裝在檢測(cè)臺(tái)底座中部底面，旋轉(zhuǎn)檢測(cè)臺(tái)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出軸向上穿過(guò)檢測(cè)臺(tái)底座的通孔與呈方體的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)塊同軸固定連接，旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)塊套裝在一次性試管固定盤(pán)底面中心的方孔中，一次性試管固定盤(pán)與檢測(cè)臺(tái)底座頂面之間連接有推力球軸承，推力球軸承外周?chē)ㄟ^(guò)推力球軸承鋼球保持架固定環(huán)徑向限位固定；一次性試管固定盤(pán)頂部沿圓周間隔均布豎直裝有多根一次性試管，一次性試管固定盤(pán)頂部中心經(jīng)圓柱連接件與一次性注射器固定盤(pán)同軸固定連接，一次性注射器固定盤(pán)上沿圓周間隔均布豎直裝有與各個(gè)一次性試管對(duì)應(yīng)的一次性注射器，一次性注射器針頭向下插入到一次性試管中；第二光電開(kāi)關(guān)位于一次性試管固定盤(pán)一側(cè)方，第二光電開(kāi)關(guān)通過(guò)第二光電開(kāi)關(guān)固定座固定裝在檢測(cè)臺(tái)底座上，旋轉(zhuǎn)檢測(cè)臺(tái)定位銷(xiāo)沿徑向固定安裝在一次性試管固定盤(pán)底部的周面，旋轉(zhuǎn)檢測(cè)臺(tái)定位銷(xiāo)與第二光電開(kāi)關(guān)配合，光纖控制模塊和自動(dòng)進(jìn)樣模塊安裝在一次性試管固定盤(pán)周?chē)鷤?cè)方的檢測(cè)臺(tái)底座上。
[0010]所述的自動(dòng)進(jìn)樣模塊包含直線(xiàn)導(dǎo)軌、升降滑塊、一次性注射器壓縮推進(jìn)板、升降滑塊定位觸發(fā)板、第三光電開(kāi)關(guān)、第三光電開(kāi)關(guān)固定盤(pán)、第四光電開(kāi)關(guān)、第四光電開(kāi)關(guān)固定盤(pán)、自動(dòng)進(jìn)樣模塊驅(qū)動(dòng)電機(jī)和絲桿；自動(dòng)進(jìn)樣模塊驅(qū)動(dòng)電機(jī)固定安裝在檢測(cè)臺(tái)底座底面，自動(dòng)進(jìn)樣模塊驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出軸向上穿過(guò)檢測(cè)臺(tái)底座的通孔與絲桿同軸固定連接，絲桿側(cè)方豎直平行安裝有直線(xiàn)導(dǎo)軌，絲桿上套有升降滑塊嵌入直線(xiàn)導(dǎo)軌中上下移動(dòng)，升降滑塊側(cè)面固定連接有升降滑塊定位觸發(fā)板與一次性注射器壓縮推進(jìn)板；第三光電開(kāi)關(guān)、第四光電開(kāi)關(guān)分別通過(guò)第三光電開(kāi)關(guān)固定盤(pán)、第四光電開(kāi)關(guān)固定盤(pán)固定安裝在檢測(cè)臺(tái)機(jī)架上，并位于升降滑塊定位觸發(fā)板同一側(cè)方，升降滑塊定位觸發(fā)板與第三光電開(kāi)關(guān)和第四光電開(kāi)關(guān)配合；一次性注射器壓縮推進(jìn)板頂部朝向旋轉(zhuǎn)檢測(cè)臺(tái)模塊設(shè)有延伸桿，延伸桿正下方為一次性注射器所在的工位，延伸桿用于擠壓一次性注射器。
[0011]所述的光纖控制模塊包括第一光電開(kāi)關(guān)、第一光電開(kāi)關(guān)固定座、光纖檢測(cè)頭安裝座、光纖、光纖檢測(cè)頭安裝座定位螺栓和光纖檢測(cè)頭驅(qū)動(dòng)電機(jī)，光纖檢測(cè)頭驅(qū)動(dòng)電機(jī)固定安裝在檢測(cè)臺(tái)底座底面，光纖檢測(cè)頭驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出軸向上穿過(guò)檢測(cè)臺(tái)底座的通孔與光纖檢測(cè)頭安裝座同軸固定連接，光纖檢測(cè)頭安裝座上部通過(guò)光纖檢測(cè)頭安裝座水平安裝有光纖，光纖檢測(cè)頭安裝座下部水平安裝有與光纖平行的光纖檢測(cè)頭安裝座定位螺栓，第一光電開(kāi)關(guān)通過(guò)第一光電開(kāi)關(guān)固定座安裝在光纖檢測(cè)頭安裝座側(cè)方，光纖檢測(cè)頭安裝座定位螺栓與第一光電開(kāi)關(guān)配合。
[0012]當(dāng)所述光纖檢測(cè)頭安裝座定位螺栓由光纖檢測(cè)頭驅(qū)動(dòng)電機(jī)帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)到第一光電開(kāi)關(guān)所在的檢測(cè)口時(shí)，光纖對(duì)準(zhǔn)旋轉(zhuǎn)檢測(cè)臺(tái)模塊上的一次性試管。
[0013]所述焚光檢測(cè)模塊包含焚光激發(fā)光源、焚光檢測(cè)器，焚光激發(fā)光源和焚光檢測(cè)器與光纖控制模塊的光纖連接。
[0014]所述光纖控制模塊的光纖為Y型光纖，光纖分叉的兩端分別連接熒光激發(fā)光源與熒光檢測(cè)器，集合的一端對(duì)準(zhǔn)旋轉(zhuǎn)檢測(cè)臺(tái)模塊上盛放待測(cè)液的一次性試管底部。
[0015]所述的電機(jī)控制模塊包括電機(jī)控制器和三個(gè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，電機(jī)控制器與三個(gè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器相連，三個(gè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器分別與本發(fā)明光纖控制模塊、自動(dòng)進(jìn)樣模塊和旋轉(zhuǎn)檢測(cè)臺(tái)模塊中的三臺(tái)電機(jī)相連。
[0016]所述的電機(jī)控制器輸出PffM脈沖至電機(jī)驅(qū)動(dòng)器進(jìn)而控制電機(jī)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。
[0017]上位機(jī)模塊作為整個(gè)檢測(cè)體統(tǒng)的主要軟件組成部分，通過(guò)USB或者UART等方式與檢測(cè)臺(tái)裝置進(jìn)行通信，控制整個(gè)檢測(cè)流程的進(jìn)行，并接收檢測(cè)得到的光譜數(shù)據(jù)，然后對(duì)此進(jìn)行分析處理，最后得出檢測(cè)結(jié)果。上位機(jī)模塊一方面通過(guò)控制電機(jī)控制模塊進(jìn)而控制自動(dòng)進(jìn)樣模塊、光纖控制模塊和旋轉(zhuǎn)檢測(cè)臺(tái)模塊中的三個(gè)電機(jī)工作。另一方面，控制熒光檢測(cè)模塊動(dòng)作，包括采集光譜信號(hào)，然后接收所得光譜數(shù)據(jù)并進(jìn)行濾波、尋峰等分析處理，得出檢測(cè)結(jié)果實(shí)時(shí)顯示并生成檢測(cè)結(jié)果輸出。
[0018]本發(fā)明具有的有益效果是:
[0019]1、本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了量子點(diǎn)熒光標(biāo)記法檢測(cè)流程的自動(dòng)化。操作簡(jiǎn)單便捷，減少了人為操作可能帶來(lái)的誤差與交叉感染。
[0020]2、本發(fā)明所使用的注射器和試管均為一次性，避免了生化檢測(cè)中因?yàn)榍逑磸氐纵^為困難而容易留下殘留的問(wèn)題，提高了檢測(cè)的準(zhǔn)確度。
[0021]3、本發(fā)明旋轉(zhuǎn)檢測(cè)臺(tái)模塊可實(shí)現(xiàn)多份樣品共同檢測(cè)，提高了檢測(cè)效率。
[0022]4、本發(fā)明以激發(fā)光譜很寬而發(fā)射光譜較窄的量