专利名称：金标试条定量测试方法及系统的制作方法
金标试条具有快速、操作简便、廉价、可单个测量、一步完成等优点，是21世纪生化检验POCT(Point of Care Testing即床边检验)发展方向之一。但目前仅能以目测有否显色进行定性测试，因此大大限制了试条的应用范围。以HCG(绒毛膜促性腺素)试条为例，目前只能定性判断有否怀孕。而先兆流产、异位妊娠、药物引流、某些妇产科疾病、术后治疗过程等都需要跟踪HCG指标变化。又如甲胎蛋白(AFP)是人胎发育早期的一种主要血清蛋白，羊水中AFP高于正常值时提示胎儿畸形、死胎、无脑儿、开放性神经管缺损等；血清中AFP高于正常值时提示机体发生肝癌或卵黄束肿瘤。因此，AFP的测定，在临床中有特别重要的辅助诊断价值。如何实现定量测试，近年来人们在这方面做了大量工作，我国发明专利(申请号为98112724.X，公开号为CN1259668A)公开了一种“单克隆抗体免疫层析一步法定量检测吗啡的方法及试纸”，该专利是用胶体金试纸一步法半定量检测吗啡的含量，其方法为待检液中吗啡和标记在胶体金表面的吗啡与精确定量呈横条状点定于层析膜上的吗啡单克隆抗体发生竞争性结合，而显示于层析膜上的条纹数量，以确定待检液中吗啡的含量，条纹数越多，待检液中吗啡的含量越高。由于没有专用检测设备，仅靠条纹数量进行半定量检测，其测试值是不连续的，因此大大影响了测试的准确性。目前国外许多大公司投入大量人力物力进行定量方面的研究，但是由于金标试条显色仅为一条细线，光能量的变化极为微弱；同时当被检试液滴到金标试条上，试液和胶体金在吸附膜的渗透过程中不为恒定值，且纸条厚薄不均匀等，使背景为变数；而且温度、抗原抗体亲和力、吸附膜特性、试条的批内和批间差异等因素都会影响显色结果；这给定量检测带来很大困难，因此国外迄今仍处于研究阶段，未见金标试条的定量检测产品销售，也未见到有关报道。
为了克服上述不足，本发明的目的是提供一种金标试条定量测试方法及系统，使其在检测时能对背景的诸多干扰信号自动进行补偿，并得出试液浓度变化趋势及范围，大大提高了定量检测结果的准确性。
本发明的方法是通过下述步骤来实现的。
1、将被测试液滴入金标试条；2、启动定时装置，设定试条反应时间为3～10分钟；3、定时结束，采集背景初值；4、用动态背景补偿法，即通过动态背景补偿电路，使每一根试条在测试时背景值均相等，将补偿后的金标试条背景值输入单片机；5、采集金标试条测试线值并输入单片机；6、单片机对其接收的信息进行处理、运算，得出被测试液的浓度值。
本发明的定量测试系统包含金标试条、电源、机械扫描系统及依次连接的传感器、光电探测器、模/数转换器、单片机、接口电路、显示器，其特征是所采用的传感器是光纤传感器，它是由入射光纤和接收光纤组成，在光纤传感器及模/数转换器之间连接一动态背景补偿电路，动态背景补偿电路是由依次连接的电位调整电路、光电探测器及射极跟随器组成，电源对上述各部件供电。
本发明在测试过程中能对金标试条不断变化的背景值自动进行补偿，使背景每次采集所反应的电位值均相等，保证了测试线所对应的峰值电位的基准线均相同，从而达到较高的重复性。本系统操作简便、结果准确、稳定可靠、可单个测量、一步完成、价格低廉，特别适合急诊和普查粗筛使用。如若采用AFP金标试条定量测试系统这一快速简便的检测新方法，就可将母血清AFP测定列入产前常规检查，这对早期发现胎儿畸形，及时终止妊娠，降低围产儿死亡率起到积极作用。这为实现我国“十五”期间人人享有初级卫生保健的目标，对优生优育提高国民素质具有极其重要的意义。同时金标试条的品种越来越多，如肝炎有HBsAg、HBsAb、HCV等；妇儿保健有HCG、LH、AFP等；还有幽门螺旋杆菌HP、爱滋病毒HIV、前列腺PSA等等，由于测试原理、测量方法相同，因此极易推广出系列金标试条定量测试系统。
以下将通过具体实施例对本发明做进一步的详细描述。
图1为本发明的定量测试系统的电路框图。
图2为图1中动态背景补偿电路框图。
图3为图1中动态背景补偿电路原理图一。
图4为图1中动态背景补偿电路原理图二。
本发明的方法是通过如下步骤来实现的1、将被测试液(尿液、血清、血液或唾液等)100μl，缓慢滴入金标试条；2、启动单片机内的定时装置，设定试条的反应时间为约5分钟；3、定时结束，采集背景初值通过光纤传感器、光电探测器采集背景初值；4、用动态补偿法，即通过动态背景补偿电路，使每一根试条在测试时背景值均为1，并将其输入单片机；5、采集金标试条测试线值通过光纤传感器、光电探测器采集金标试条测试线值，并将其输入单片机；6、单片机对其接收信息进行处理、运算，得出待测液浓度值。
7、读取IC卡中存储的金标试条待测液浓度值与吸光度之间的关系曲线，从中得出金标试条测试线上反应的待测液浓度值。
8、由显示器显示待测液的浓度值。
如图1至图4所示，本发明的定量测试系统是由金标试条、机械扫描系统、控制电路、光纤传感器、光电探测器、背景补偿电路、模/数转换器、单片机、IC卡、接口、显示器、键盘、打印机及电源组成，电源分别对上述各部件供电，金标试条作为生物传感部分，待测液中抗原浓度不同在其测试条上将呈现相应不同颜色；机械扫描系统用于带动金标试条运行；光纤传感器是由入射光纤和接收光纤组成，它可将金标试条背景和测试线信息转化来的吸光度值传送给光电探测器，光纤传感器、光电探测器、模/数转换器、单片机、显示器、接口电路、键盘，打印机依次串接，单片机是系统的控制和信号处理中心，由单片机输出的信息通过控制电路控制机械扫描系统正确运行，在光纤传感器和单片机之间连接一背景补偿电路，它是由依次连接的电位调整电路、光电探测器及射极跟随器组成，如图3所示，电位调整电路由多圈电位器W、限流电阻R组成，它可用于调整背景值，其背景值可设定为1，光电探测器是硅光敏三极管3DU31，射极跟随器采用集成电路LM324，由电源提供电压给多圈电位器W和限流电阻R，以及作为光电探测器的硅光敏三极管3DU31的集电极电源，硅光敏三极管3DU31的信号输出至射极跟随器采用集成电路LM324，从而完成动态背景补偿。图4为动态补偿电路原理图二，如图4所示，电位调整电路是由单片机80C51、数字电位器X9312及限流电阻R1组成，光电探测器是一硅光敏三极管Q，射极跟随器是由三极管T及电阻R2组成。为了方便地更换金标试条的品种及补偿金标试条的批间差异，在单片机上连接有IC卡，IC卡内存储金标试条待测液浓度值与吸光度之间的关系曲线，测试不同品种的金标试条可更换不同的IC卡。本系统的工作原理是将待测液滴入金标试条，由键盘发出命令，单片机启用内部定时器，定时结束，通过控制电路使机械扫描系统带动金标试条运动，光纤传感器将接收到的背景信息传送给光电探测器，光电探测器将光信号转换为模拟信号，单片机启用背景补偿电路对该电信号进行补偿，补偿后的值经过A/D转换存入单片机，机械系统继续运行，光纤传感器将接收到的测试线信息送光电探测器，再直接通过A/D转换进入单片机，单片机将采集到的背景信息和测试线信息进行处理，取IC卡信息，求出吸光度所对应的待检浓度值并显示。
权利要求
1.一种金标试条定量测试方法，其特征是它包括如下步骤1)将被测试液滴入金标试条；2)启动定时装置，设定试条的反应时间为3～10分钟；3)定时结束，采集背景初值；4)用动态背景补偿法，即通过动态背景补偿电路，使每一根试条在测试时背景值均相等，将补偿后的金标试条背景值输入单片机；5)采集金标试条测试线值并输入单片机；6)单片机对其接收信息进行处理、运算，得出待测液浓度值。
2.根据权利要求1所述的金标试条定量测试方法，其特征是通过光纤传感器及光电探测器采集金标试条背景初值和测试线值。
3.根据权利要求1所述的金标试条定量测试方法，其特征是将金标试条待测试液与吸光度之间的关系曲线存储于单片机内。
4.根据权利要求1所述的金标试条定量测试方法，其特征是将金标试条待测试液与吸光度之间的关系曲线存储于IC卡内。
5.一种金标试条定量测试系统，它包含金标试条、电源、机械扫描系统、控制电路及依次连接的传感器、光电探测器、模/数转换器、单片机、接口电路、显示器，其特征是所采用的传感器是光纤传感器，它是由入射光纤和接收光纤组成，在光纤传感器及模/数转换器之间连接一动态背景补偿电路，动态背景补偿电路是由依次连接的电位调整电路、光电探测器及射极跟随器组成，电源对上述各部件供电。
6.根据权利要求5所述的金标试条定量测试系统，其特征是有一IC卡，它与单片机相连。
7.根据权利要求5所述的金标试条定量测试系统，其特征是电位调整电路是由多圈电位器W和限流电阻R组成。
8.根据权利要求5所述的金标试条定量测试系统，其特征是光电探测器是一硅光敏三极管3DU31。
9.根据权利要求5所述的金标试条定量测试系统，其特征是射极跟随器采用集成电路LM324。
全文摘要
本发明提供一种金标试条定量测试方法及系统，它包含金标试条、电源、机械扫描系统、控制电路及依次连接的传感器、光电探测器、模/数转换器、单片机、接口、显示器，其特征是在光纤传感器及模/数转换器之间连接一动态背景补偿电路，使该电路在检测时能自动补偿背景的诸多干扰信号，并得出待测液浓度变化趋势及范围，大大提高了定量检测结果的准确性，本发明适用于检测各种金标试条，其操作简便、准确、稳定可靠，易于推广使用。
文档编号G01N33/543GK1451963SQ0210869
公开日2003年10月29日 申请日期2002年4月17日 优先权日2002年4月17日
发明者杜民, 方志成 申请人:福州大学