光信号检测装置及系统的制作方法

本实用新型通常涉及特定物质检测领域，更具体地，涉及用于检测与待测物反应后的反应载体的反应区的光信号值的光信号检测装置及系统。

背景技术：

近年来人们越来越重视生活的质量，健康指标下降，食品安全、农药残留等问题的曝光率居高不下，快速检测试纸条的普及让人们可以方便的得到一些健康指标等等的定性结果，然而多数试纸是采取肉眼观察结果，而这些定性结果已不能满足大众的需要，急需发明一种可以用于家庭检测的试纸定量检测装置，从而检测样品中的相关待测物的含量，对于食品安全、农药残留等问题进行监测，从而根据结果选择更加安全健康的生活方式。

目前，对试纸进行定量分析的原理，是在示踪反应发生之后，在一定的光源照射下，通过传感器扫描反应区，获得信号强度曲线并进行数据分析，或者通过图像传感器获得试纸反应区的图像，即对试纸反应区进行拍照，根据图像进行数据处理，最终获得浓度数据。

目前，现有技术中的基于拍照的试纸条定量检测装置，大致分两种：

一种是直接计算出浓度结果的仪器，如CN105911268A中所公开的，仪器包括图像采集单元、控制单元(控制和计算工作)，结果显示单元，进行图像的全部处理直至计算出待测物的浓度。这种仪器的优点是可以直接得出想要的浓度结果，缺点是仪器自身比较复杂，体积较大，成本较高，发展成家庭检测设备的可能性较小。

一种是利用手机拍照，例如CN 106645706A中公开的，不需要设备，即可得到结果，对检测区进行拍照之后，将整张图片发到云端处理器，由云端处理器进行全部的数据处理。拍照主要面临着受不同手机型号、品牌的影响，其拍照效果有着显著的差异，且由于在不同外界光源的影响下拍照效果会有较大的差异。这样就造成了检测结果差异很大。

还有一种是利用仪器拍照，采集图像后直接上传给互联网进行数据处理，这种方法的优点是比较准确，成本比较低。然而该方法也存在缺点，第一，由于要将整张图像上传，数据传输量大，容易丢失，并且延长了检测时间，不够方便快捷。对接收并处理图片的上位机要求配置较高，需要基于高级操作系统的图像处理能力对图像进行处理。同时仪器或手机的相机本身没有处理图片的能力，必须将原始的图片数据传输给上位机，进而造成了传输数据量过大，而延长了检测时间，特别是在低通讯速率的应用场景下，传输完一张能满足检测最低要求的图像数据需要将近1分钟左右的时间。且由于瞬间传输数据量大，难免在传输过程中丢失部分数据，进而造成检测失败。第二，由于目前相机设计原理都是实时采集图像，待试剂规定的反应时间到达时，上位机保存该时间点的图像进行分析和处理。在这个过程中，上位机和仪器中的相机及相关电路都是在一直工作中，造成了整机发热较大，并且耗电极高，无法实现便携。

此外，对于没有缓存装置的光信号检测装置，在整个检测过程中，上位机必须一直连接相机采集图像，却只保留指定时间的一张图片，造成了光信号检测装置的整体功耗、发热都明显升高，同时也浪费了大量的电能。由于上位机必须一直连接着相机，也相应的限制了仪器的应用场景。

技术实现要素：

鉴于上述，本实用新型提供了一种光信号检测装置及系统。利用该光信号检测装置及系统，可以大大降低光信号检测装置向外部发送的数据量。

根据本实用新型的一个方面，提供了一种光信号检测装置，包括：至少一个光源，被布置为照射与待测物反应后的反应载体的反应区；图像传感器，布置在所述至少一个光源的图像采集通道入口处，用于采集所述反应区内的所述反应载体的图像信息；以及图像预处理器，与所述图像传感器电连接，用于对所采集的所述反应载体的图像信息进行预处理。

可选地，在上述方面的一个示例中，所述光信号检测装置还可以包括：缓存器，设置在所述图像传感器和所述图像预处理器之间，用于缓存所采集的所述反应载体的图像。

可选地，在上述方面的一个示例中，所述光信号检测装置还可以包括：定时器，与所述图像传感器电连接，用于计时并且在所述计时期满时，触发所述图像传感器进行图像采集。

可选地，在上述方面的一个示例中，所述光信号检测装置还可以包括：参数设置单元，与所述定时器电连接，用于根据待测特定物质和所述反应载体上的标记物的性质，设置所述图像传感器的图像采集开始时间、图像采集截止时间以及图像采集间隔周期；以及与所述定时器电连接的计时触发单元，用于在所述反应载体进入检测就绪状态后触发所述定时器开始计时。

可选地，在上述方面的一个示例中，所述图像预处理器可以包括：图像截取模块，与所述图像传感器电连接，用于根据预设图像采集窗口位置参数，对所采集的所述反应载体的图像进行截取操作；以及图像压缩模块，与所述图像截取模块电连接，用于对所截取的所述反应载体的图像信息进行图像压缩处理。

可选地，在上述方面的一个示例中，所述至少一个光源被布置为从与待测物反应后的反应载体的反应区的上方进行照射。

可选地，在上述方面的一个示例中，所述至少一个光源布置在与待测物反应后的反应载体的反应区的上方。

可选地，在上述方面的一个示例中，所述光信号检测装置还可以包括：光路转换装置，布置在所述至少一个光源和所述反应载体的反应区之间，用于对所述至少一个光源进行光路转换以从所述反应载体的反应区的上方进行照射。

可选地，在上述方面的一个示例中，所述至少一个光源为荧光激发光源，以及所述图像传感器具有与被激发的荧光波长匹配的滤光特性。

可选地，在上述方面的一个示例中，所述光信号检测装置还可以包括：一个或多个滤光片，分别设置在所述光源和/或所述图像传感器与所述反应载体之间并且与特定波长匹配。

可选地，在上述方面的一个示例中，所述光信号检测装置还可以包括：温度传感器，用于检测在所述反应载体处于检测状态时的温度数据。

可选地，在上述方面的一个示例中，所述光信号检测装置还可以包括：通信单元，设置在所述图像预处理器与设置在上位机或云端服务器中的含量确定单元之间，用于所述图像预处理器与所述含量确定单元之间的数据通信。

可选地，在上述方面的一个示例中，所述光信号检测装置还可以包括：镜头，设置在所述图像传感器和所述反应载体的反应区之间。

可选地，在上述方面的一个示例中，所述光信号检测装置还可以包括：控制器，与所述至少一个光源、所述图像传感器和/或所述装置中的其它组件电连接，用于对所述至少一个光源的照射、图像传感器的图像采集、所述装置中的各个组件之间的数据通信和/或所述装置中的组件与外部之间的数据通信进行控制。

可选地，在上述方面的一个示例中，所述光信号检测装置中的各个组件布置在同一印刷电路板上。

可选地，在上述方面的一个示例中，所述光信号检测装置还可以包括：结构支撑件，用于支撑所述光信号检测装置中的各个组件；壳体；和/或设置在所述反应载体和所述各个组件中的部分或全部组件之间的遮光件。

可选地，在上述方面的一个示例中，所述结构支撑件设置有用于容纳所述反应载体的反应载体容纳空间；和/或所述结构支撑件设置有用于容纳电池的电池容纳空间。

根据本实用新型的另一方面，提供了一种用于待测物中的特定物质含量检测的系统，其特征在于，所述系统包括：反应载体；如上所述的光信号检测装置；以及含量确定单元，与所述光信号检测装置电连接，用于基于预处理后的所述反应载体的图像，确定特定物质的含量。

可选地，在上述方面的一个示例中，所述系统还可以包括：上位机，与所述含量确定单元和所述光信号检测装置电连接，用于向用户呈现特定物质含量检测结果和/或对所述光信号检测装置的操作、所述含量确定单元的操作以及所述装置与所述含量确定单元之间的操作进行控制。

可选地，在上述方面的一个示例中，所述含量确定单元设置在云端服务器或者上位机中。

可选地，在上述方面的一个示例中，所述反应载体是试剂条，所述试剂条包括底板以及在底板上依次顺序搭接粘贴如下部件：i)样品垫，ii)样品结合垫，其中所述样品结合垫的上部进一步包被有抗体层，其中，ii-a)所述抗体层包括标记物缀合的抗喹诺酮的第一抗体、标记物缀合的抗四环素的第二抗体和标记物缀合的抗磺胺的第三抗体，以及可选存在的用作质控的第四抗体，iii)样品反应垫，其中所述样品反应垫上设置有3条检测反应区和1条质控反应区，其中，iii-a)所述检测反应区分别为包被有喹诺酮的第一检测反应区，包被有四环素的第二检测反应区，和包被有磺胺的第三检测反应区，和iii-b)所述质控反应区固定有用作质控的抗原或抗体，iv)吸水垫。

可选地，在上述方面的一个示例中，所述样品反应垫上进一步设置有4 个相互间隔的封闭区，且所述3条检测反应区和1条质控反应区分别包被在每个所述封闭区的上部。

可选地，在上述方面的一个示例中，所述样品垫的长为15-25mm，宽为2-6mm，厚度为0.5-1.0mm。

可选地，在上述方面的一个示例中，所述样品垫的长为20±1mm，宽为4±1mm，厚度为0.7±0.1mm。

可选地，在上述方面的一个示例中，所述样品结合垫的长为5-10mm，宽为2-6mm，厚度为0.5-1.0mm。

可选地，在上述方面的一个示例中，所述样品结合垫的长为8±1mm，宽为4±1mm，厚度为0.7±0.1mm。

可选地，在上述方面的一个示例中，所述吸水垫的长为20-40mm，宽为2-6mm，厚度为0.5-1.0mm。

可选地，在上述方面的一个示例中，所述吸水垫的长为31±1mm，宽为4±1mm，厚度为0.7±0.1mm。

可选地，在上述方面的一个示例中，所述4个封闭区之间的间隔距离是相同的或不同的。

可选地，在上述方面的一个示例中，所述4个封闭区之间的间隔距离均为3±1mm。

可选地，在上述方面的一个示例中，所述标记物为胶体金或者荧光微球。

可选地，在上述方面的一个示例中，所述喹诺酮选自以下一种或多种：环丙沙星、诺氟沙星、恩诺沙星和氧氟沙星；所述四环素选自以下一种或多种：四环素、土霉素、金霉素和强力霉素；且所述磺胺选自以下一种或多种：磺胺嘧啶和磺胺二甲基嘧啶。

可选地，在上述方面的一个示例中，所述抗体层不包括用作质控的第四抗体。

可选地，在上述方面的一个示例中，所述喹诺酮、四环素和磺胺存在于选自以下的样品中：肉类及其制品、奶类及其制品、蛋类及其制品、人体液样品。

可选地，在上述方面的一个示例中，所述反应载体是试纸卡，所述试纸卡包括：i)如上所述的试纸条，和ii)包覆如上所述的试纸条的外壳，其中所述外壳包括：ii-1)设置有加样孔和检测孔的卡盖，其中所述加样孔开口于所述样品垫的上侧，以暴露出所述样品垫的部分区域，所述检测孔开口于所述样品反应垫的上侧，以暴露出所述检测反应区和所述质控反应区的全部区域，和ii-2)与所述卡盖彼此连接的底座。

附图说明

通过参照下面的附图，可以实现对于本公开内容的本质和优点的进一步理解。在附图中，类似组件或特征可以具有相同的附图标记。

图1示出了根据本实用新型的用于待测物中的特定物质含量检测的系统的方框图；

图2示出了根据本实用新型的试纸的示意图；

图3示出了根据本实用新型的第一实施例的光信号检测装置的方框图；

图4A示出了根据本实用新型的第二实施例的光信号检测装置的一个具体实现示例的外部形状示意图；

图4B-4E示出了图4A中示出的具体实现示例的内部结构图；

图5A和图5B示出了根据本实用新型的第三实施例的光信号检测装置的一个具体实现示例的结构示意图；

图6示出了根据本实用新型的第四实施例的试纸条的侧视图；和

图7示出了根据本实用新型的第四实施例的试纸卡的俯视图。

具体实施方式

现在参考示例实施方式讨论本文描述的主题。应该理解，讨论这些实施方式只是为了使得本领域技术人员能够更好地理解从而实现本文描述的主题，并非是对权利要求书中所阐述的保护范围、适用性或者示例的限制。可以在不脱离本公开内容的保护范围的情况下，对所讨论的元素的功能和排列进行改变。各个示例可以根据需要，省略、替代或者添加各种过程或组件。例如，所描述的方法可以按照与所描述的顺序不同的顺序来执行，以及各个步骤可以被添加、省略或者组合。另外，相对一些示例所描述的特征在其它例子中也可以进行组合。

如本文中使用的，术语“包括”及其变型表示开放的术语，含义是“包括但不限于”。术语“基于”表示“至少部分地基于”。术语“一个实施例”和“一实施例”表示“至少一个实施例”。术语“另一个实施例”表示“至少一个其他实施例”。术语“第一”、“第二”等可以指代不同的或相同的对象。下面可以包括其他的定义，无论是明确的还是隐含的。除非上下文中明确地指明，否则一个术语的定义在整个说明书中是一致的。

在本文中，术语“相连”是指两个组件之间直接机械连接、连通或电连接，或者通过中间组件来间接机械连接、连通或电连接。术语“电连接”是指两个组件之间可以进行电通信以进行数据/信息交换。同样，所述电连接可以指两个组件之间直接电连接，或者通过中间组件来间接电连接。所述电连接可以采用有线方式或无线方式来实现。

在本实用新型中，术语“T线”是指反应载体的检测线，也即检测反应区；以及术语“C线”是指反应载体的质控线，也即质控反应区。

在本实用新型中，检测用试纸或试剂在发生示踪反应后，会在反应区形成明显的光信号变化。例如检测胶体金试纸时，当光源照射反应后的试纸时，试纸反应区在反应之后会对入射光形成更强的吸收，而其他区域则多为反射光，根据朗伯比尔定律，吸收的强度与待测物的浓度存在线性关系，因此可以推导出，显色灰度与待测物的浓度存在函数关系。

因此，在试纸或试剂定量检测过程中，使用特定光源照射示踪反应后的试纸或试剂，图像传感器感应并获取试纸或试剂的图像信息，所述图像信息包括颜色信息和灰度信息，其中，对于胶体金或荧光试纸，只要灰度信息就够了，而对于某些干化学试纸检测，需要颜色信息。然后对该图像信息进行数据处理以提取出光信号检测值，然后代入光信号检测值与待测物浓度关系曲线，得出待测物的浓度值。

图1示出了根据本实用新型的用于待测物中的特定物质含量检测的系统(下文中称为特定物质含量检测系统)的方框图。

如图1中所示，特定物质含量检测系统包括反应载体10。反应载体10 具有反应区和非反应区。在反应载体10的反应区中设有能够与待测定的特定物质发生反应的标记反应物。在反应载体10的非反应区中不设置所述标记反应物。由于本实用新型的原理是检测光信号值，所有与待测物发生反应后产生光信号变化的反应载体都可以适用，反应载体10的示例例如可以包括任何检测大分子或小分子化学物质的试纸或试剂卡，包括但不限于采取竞争法、夹心法原理制备的试纸。所述试纸的示例例如可以包括胶体金试纸，荧光试纸，干化学试纸等等。试剂卡的示例例如可以包括微流控试剂卡等。图2示出了根据本实用新型的试纸的示意图。在图2所示的试纸中，示出了2个反应区，即，显示条带1和显色条带2所位于的区域。通常，反应区可以被设置为具有规定尺寸。试纸中除了反应区之外的区域为非反应区，例如，图2中的试纸空白区域。

特定物质含量检测系统还可以包括光信号检测装置20。光信号检测装置20用于在反应载体中的标记反应物与待测物反应后，检测反应载体的反应区的图像，并且对所检测到的反应区的图像进行预处理。关于光信号检测装置20的结构和操作将在下面结合图3到图6进行详细描述。

特定物质含量检测系统还可以包括含量确定单元30。含量确定单元30 与光信号检测装置20电连接，用于从光信号检测装置20接收经过预处理后的所检测到的反应区的图像数据，并且从经过预处理后的反应区的图像数据中提取出峰值光信号检测值，然后，利用所提取出的峰值光信号检测值来确定所述待测物中的特定物质的含量。例如，在本实用新型的一个示例中，经过预处理后的反应区的图像数据可以是经过积分处理后的图像数据。在这种情况下，含量确定单元30可以利用经过积分处理后的图像数据来绘制光信号检测值分布曲线，该光信号检测值分布曲线用于表示光信号检测值随位置的变化关系。然后，含量确定单元30可以从光信号检测值分布曲线中提取出峰值光信号检测值。然后，含量确定单元30使用光信号检测值(例如T值或者T/C值)与特定物质含量之间的对应关系，确定与所提取出的峰值光信号检测值对应的特定物质含量。所述对应关系例如可以是光信号检测值与特定物质含量之间的对应表，或者光信号检测值与特定物质含量之间的变化关系曲线，或者光信号检测值与特定物质含量之间的函数关系。例如，含量确定单元30可以通过查表或者计算(例如，数学求解)来确定特定物质含量。在本实用新型中，所述特定物质为需要检测的大分子蛋白和小分子化合物，例如，所述特定物质可以包括下述中的一种：毒素，抗生素，农药或激素。在本实用新型的另一示例中，经过预处理后的反应区的图像数据可以是光信号检测值分布曲线。然后，含量确定单元 30可以如上所述提取出峰值光信号检测值，并且使用光信号检测值与特定物质含量之间的对应关系，确定与所提取出的峰值光信号检测值对应的特定物质含量。

含量确定单元30与光信号检测装置20之间可以采用有线或无线的方式进行通信。所述有线通信的示例例如可以是USB、串口、网线、同轴电缆、耳机插孔等。所述无线通信的示例例如可以是蓝牙、WiFi、微波等。

特定物质含量检测系统还可以包括上位机40。上位机40与含量确定单元30电连接，用于从含量确定单元30接收所确定的特定物质含量，并且向用户呈现特定物质含量检测结果。上位机40的示例例如可以包括但不限于手机，PC，平板、单片机或服务器等。此外，上位机40还可以与光信号检测装置20电连接，用于对光信号检测装置20的操作、含量确定单元30 的操作以及光信号检测装置与含量确定单元30之间的操作(比如，交互操作)进行控制。

在本实用新型中，含量确定单元30可以例如在云端服务器中实现，也可以包含在上位机40中实现。

光信号检测装置20还可以包括温度传感器，用于检测在所述反应载体处于检测状态时的温度数据。在本申请中，所检测到的温度数据可以用于选择对应的特定物质浓度随光信号检测值变化曲线，即，用于表征如上所述的光信号检测值与特定物质含量之间的对应关系的曲线。

第一实施例

图3示出了根据本实用新型的第一实施例的光信号检测装置20的方框图。

如图3所示，光信号检测装置20包括至少一个光源210。该至少一个光源210被布置为照射与待测物反应后的反应载体的反应区。优选地，至少一个光源210被布置为从与待测物反应后的反应载体的反应区的上方进行照射。在本实用新型的一个示例中，至少一个光源210可以布置在与待测物反应后的反应载体的反应区的上方。在本实用新型的另一示例中，光信号检测装置20还可以包括光路转换装置(未示出)。该光路转换装置布置在至少一个光源210和反应载体10的反应区之间，用于对至少一个光源 20发出的光进行光路转换，以使得从至少一个光源20发出的光从反应载体 10的反应区的上方进行照射。在本实用新型中，所述光路转换装置可以由一片或多片平面镜或透镜组成。

在本实用新型中，光源210的作用在于发出所需波长的光，照射到试纸上之后，利用光信号检测器220进行检测。在本实用新型的一个示例中，光源210可以是全波长范围或特定波长范围的光源，例如，LED灯，其中，优选信号响应值较高的绿色LED灯。

在本实用新型中，当反应载体(例如，荧光试纸)需要根据荧光进行检测时，光源210可以为荧光激发光源，并且图像传感器220具有与被激发的荧光波长匹配的滤光特性。例如，可以通过在普通光源(即，发出白光的光源)的光源光路上设置特定波长的滤光片来获得具有相应波长的光源，或者可以使用能够发出荧光的特定光源。此外，优选地，为了过滤杂光，还可以在荧光光源的光路上设置滤光片。此外，可以在图像传感器220 的检测光路上增加与被激发的荧光波长相匹配的滤光片，优选为过滤效果更好的窄带滤光片。

光信号检测装置20还可以包括图像传感器220。图像传感器220布置在至少一个光源210的图像采集通道入口处，用于采集反应区内的反应载体10的图像信息。在本实用新型中，所述图像信息可以包括颜色信息和/ 或灰度信息。其中，对于胶体金或荧光试纸，所述图像信息可以仅仅包括灰度信息。对于某些干化学试纸，需要颜色信息。在本实用新型中，图像传感器220的作用是将反应区中的光信号转换为电信号。图像传感器220 的示例可以包括CMOS传感器、CCD传感器等。在本实用新型中，光信号检测装置20还可以具有设置在图像传感器220和反应载体10之间的镜头。

光信号检测装置20还可以包括图像预处理器230。图像预处理器230 与所述图像传感器电连接，用于对所采集的反应载体10的图像进行预处理。然后，图像预处理器230将经过预处理后的反应载体10的图像数据发送给设置在上位机或云端服务器中的含量确定单元30，以供含量确定单元30确定特定物质含量。

在本实用新型的一个示例中，图像预处理器230可以包括图像截取模块(未示出)。图像截取模块与图像传感器220电连接，用于根据预设图像采集窗口位置参数，对所采集的反应载体10的图像进行截取操作。这里，预设图像采集窗口位置参数是指包含试纸或试剂的反应区的预设区域的位置参数，即，预设图像采集窗口的大小大于或者等于反应载体的反应区的大小。在本实用新型中，预设图像采集窗口位置参数可以基于反应载体的生产批次来设置。

此外，图像预处理器230还可以包括图像压缩模块(未示出)。图像压缩模块与图像截取模块电连接，用于对所截取的反应载体10的图像数据进行图像压缩处理。

在本实用新型中，上述图像压缩处理可以利用加法处理或者积分处理来实现。在利用积分处理实现时，图像压缩处理模块可以包括区域划分子模块、积分子模块和曲线绘制模块。区域划分子模块与图像截取模块电连接，用于基于位置，将图像信息划分为多个行区域。在如上行区域划分后，积分子模块用于对每个行区域中所包含的光信号检测值进行积分。曲线绘制模块用于基于积分子模块所获得的各个积分值以及对应的位置值，绘制光信号检测值分布曲线。该光信号检测值分布曲线用于表示光信号检测值随位置的变化关系。在本实用新型中，在试纸或试剂与反应区的反应是层析反应时，对光信号检测值进行的积分是沿着层析反应的方向进行的。在试纸或试剂与反应区的反应是色块均匀的反应时，对光信号检测值进行的积分可以沿着任意方向进行。在本实用新型的另一示例中，曲线绘制模块可以在上位机中实现。

在本实用新型中，图像预处理器230和/或其组件可以利用具有计算能力的装置来实现，比如，利用处理器、微处理器、单片机，DSP、FPGA或者具有计算能力的数字电路单元来实现。

在本实用新型中，光信号检测装置20还可以包括缓存器。缓存器设置在图像传感器220和图像预处理器230之间，用于缓存所采集的反应载体 10的图像信息。在本实用新型中，缓存器可以采用FIFO芯片来实现，也可以采用ROM、RAM等存储器来实现。在所采集的反应载体10的图像信息存储在缓存器中时，所缓存的图像信息的读取时机和读取速度可以由图像预处理器230来决定。

可选地，光信号检测装置20还可以包括通信单元240。通信单元240 的示例可以包括USB装置、串口装置、网线装置、同轴电缆、耳机插孔、蓝牙装置、RF装置、Zigbee、红外单元、FM装置、AM装置或WIFI装置等。通信单元240设置在图像预处理器230与含量确定单元30之间，用于实现图像预处理器230与含量确定单元30之间的数据通信。

利用上述光信号检测装置，在图像传感器获取反应载体的反应区的图像信息，通过根据预设图像采集窗口位置参数来对所采集的图像进行图像截取操作以丢弃原始图像信息中包含的无效信息，并且对所截取的图像信息进行图像压缩处理，然后发送给上位机来进行特定物质含量确定。按照上述方式，传送给上位机的图像信息中的无效信息被去除，并且还对经过无效信息去除后的图像信息进行图像数据压缩处理，从而可以大大减少上传给上位机的图像信息的数据量，由此提升了光信号检测装置与上位机之间的数据传输速率，降低能耗。此外，由于传输数据量极大减少，从而传输出错几率也相应地大大减小，同时由于数据已经经过预处理，上位机的性能要求也大大降低。

此外，通过在光信号检测装置20中设置缓存器，从而图像预处理器无需对图像传感器所采集的图像信息进行实时处理，由此无需实时传输图像和数据计算的芯片和算法，从而大大降低了图像预处理器230的性能及配置要求，进一步降低了光信号检测装置20的成本，提高了系统工作效率。此外，光信号检测装置20的体积可以做得很小，方便家庭检测。

可选地，光信号检测装置20还可以包括定时器250。定时器250与各个光信号检测器220电连接，用于在反应载体10进入检测就绪状态后进行计时，并且在计时期满时触发光信号检测器220进行光信号检测。光信号检测装置20还可以包括参数设置单元260。参数设置单元260用于根据待测特定物质和反应载体10上的标记物的性质，设置图像传感器的图像采集开始时间、图像采集截止时间以及图像采集间隔周期。例如，参数设置单元260设置图像传感器220的图像采集开始时间、图像采集截止时间以及图像采集间隔周期。定时器250与参数设置单元260电连接，以从参数设置单元260获取所设置的检测参数，比如，图像传感器的图像采集开始时间、图像采集截止时间以及图像采集间隔周期。

在光信号检测装置具有定时器的情况下，光信号检测装置只有在定时器到达指定时候后才会瞬间工作采集一次图像数据，节省了实时传输处理图像部分所需要的电路，同时降低了对处理器的性能要求，同时由于只是瞬间工作，极大地降低了功耗和发热。

此外，可选地，光信号检测装置20还可以包括与定时器250相连的计时触发单元270。计时触发单元270用于在反应载体10进入检测就绪状态后触发定时器250开始计时。例如，当反应载体10(例如，试剂条)放入光信号检测装置20时，例如插入试纸时，计时触发单元270触发定时器250 开始计时。计时触发单元270的实现形式可以包括但不限于，机械式触发单元(例如微动开关)，光电式触发单元(例如光电传感器)，磁力式触发单元(例如霍尔元件)。利用计时触发单元270，同时结合参数设置单元260 所设置的图像传感器的图像采集触发时间以及图像采集间隔周期，光信号检测装置20可以适用于不同反应时间的试剂，从而实现针对不同特定物质的检测。

在本实用新型的一个示例中，针对光源210的照射控制以及图像传感器220的图像感测可以人为进行控制。例如，可以通过人工地打开光源210 和图像传感器220的电源开关来使得光源210和图像传感器220进行工作。

在本实用新型的另一示例中，光信号检测装置20还可以包括控制器，用于对各个光源的照射以及图像传感器的检测进行控制。此外，所述控制器还可以对光信号检测装置20中的各个组件之间的数据通信和/或光信号检测装置20中的组件与外部之间的数据通信进行控制。在本实用新型中，控制器可以利用处理器、微处理器、单片机，DSP、FPGA或者其它具有处理能力的数字电路单元来实现。

第二实施例

图4A示出了根据本实用新型的第二实施例的光信号检测装置400的具体实现示例的外部形状示意图。如图4A所示，光信号检测装置400包括壳体401、装置主板403和结构支撑件405。图4B示出了图4A中示出的具体实现示例的内部结构图。如图4B所示，装置主板403中布置有光信号检测装置400的各个组件。在本实用新型中，装置主板403可以利用印刷电路来实现。可以通过定位孔和卡扣将装置主板403固定在结构支撑件405上。在本实用新型中，结构支撑件405可以设置有试剂卡容纳空间，用于容纳试剂卡407。另外，可选地，结构支撑件405还可以设置有电池容纳空间 408，用于容纳电池(例如，锂电池)。例如，通过粘接工艺将锂电池固定在结构支撑件405的对应凹槽内。在需要充电时，通过USB充电口对锂电池进行充电。

图4C示出了装置主板403上的组件布置的侧视图，图4D示出了装置主板403的组件布置的俯视图，以及图4E示出了装置主板403的组件布置的仰视图。

装置主板403上可以布置有至少一个光源411、图像传感器412、镜头 413、温度传感器414、蓝牙模块415、缓存模块416和单片机417。在一个示例中，至少一个光源411、图像传感器412、镜头413和温度传感器414 可以布置在装置主板403的背面上，如图4D中所示。蓝牙模块415、缓存模块416和单片机417布置在装置主板403的正面上，如图4E中所示。

在图4D中，至少一个光源411包括两个光源，设置在镜头413的两侧。在本实用新型的其它示例中，可以使用多于两个的光源。图像传感器412 用于感测反应载体10的反应区的图像。图像传感器412可以采用CMOS 传感器来实现，比如使用gc0308CMOS传感器。镜头413作用于图像传感器412的前方，用于和图像传感器配合来采集反应载体的反应区的信号。温度传感器414用于检测在反应载体处于检测状态时的温度数据，以用于选择对应的光信号检测值-浓度关系曲线，所述光信号检测值-浓度关系曲线可以是T值与浓度关系曲线，也可以是T/C值与浓度关系曲线。

蓝牙模块415用于光信号检测装置400与外部的数据通信。这里，蓝牙模块415可以利用各种其它类型的通信单元来替换。缓存模块416用于缓存图像传感器412所感测到的图像。

单片机417用于实现对图像传感器412所感测到的图像进行预处理。例如，单片机417可以实现上述图像预处理器的功能。在本示例中，单片机可以采用stm32f103c8u6实现。此外，单片机417还可以实现上述控制器的功能。

光信号检测装置400还可以包括微动开关(未示出)。这里，微动开关可以实现上述定时器计时触发单元的功能。光信号检测装置400还可以包括USB充电口和电源开关。

此外，在图4A-4E中示出的具体实现示例中，至少一个光源411、图像传感器412、镜头413、温度传感器414、蓝牙模块415、缓存模块416 和单片机417布置在同一印刷电路板上。在本实用新型的其它示例中，上述模块或单元也可以不必布置在同一印刷电路板上。

此外，光信号检测装置400还可以在结构支撑件405上设有遮光件，用于排除杂光干扰对检测结果的影响。比如，在试剂卡407和装置主板403 中的部分组件或全部组件之间设置遮光件。具体地，例如在与装置主板403 上的光源和光信号检测器的对应位置处布置遮光件。

在执行检测时，将试剂卡407可以插入结构支撑件405的试剂卡容纳空间中，并准确定位。在检测到试剂卡插入到位时(即，反应载体处于检测就绪状态)，触发微动开关，从而利用单片机417中设置的定时功能开始计时，由此完成在层析的各个时间段的光信号值检测。

单片机417可以响应指令获得相关测量数据并汇报给上位机，也可以控制光信号检测装置400中的各个组件来执行对应的功能并且汇总和处理所获取的数据。

上述装置可以用于检测与待测物反应后具有颜色变化的试纸，从而检测待测物含量。

此外，还可以对图4A-4E中示出的具体实现示例的改进，其不同之处是将光源改为荧光激发光源，并将图像传感器改为能够检测被激发荧光的图像传感器，例如，在普通光源(即，发出白光的光源)的光源光路设置针对特定波长的滤光片，从而可以实现具有相应波长的第一光源(例如，荧光激发光源)，并且在图像传感器220的光路上设置滤光片，进行相应波长的光信号值检测(例如，针对荧光试纸的光信号检测)。例如，可以在该遮光件的图像传感器220的相应位置，增加与被激发的荧光光源相匹配的滤光片，滤光片用于对光源发出的光进行波长滤波。并且可以在光源下方，增加滤光片，以过滤杂光。利用上述光信号检测装置，可以应用于荧光试纸或荧光试剂卡的光信号检测。在图4A和4B中示出的光信号检测装置中，所采用的镜头型号为ANM12FH2814，相应地，光信号检测装置的装置尺寸为10cm*10cm*1cm。

第三实施例

图5A和图5B示出了根据本实用新型的第三实施例的光信号检测装置的一个具体实现示例的结构示意图。

具体构造如图5B所示，光信号检测装置由C1部分、C2部分和C3部分组成。其中，C1部分是反应载体(试剂条)插槽部分，C2部分是装置主板部分(即，上述PCB主板)，以及C3部分是主板支架部分(即，上述结构支撑件)。C2部分固定在C3部分上并通过C3部分与C1部分相固定，使得C2部分位于试剂条(即，图中的C4部分)的正上方。在检测过程中，试条被插入到C1部分中。

在图5A和图5B中示出的光信号检测装置中，所采用的镜头型号为 MV-150-2F26，该镜头的尺寸小于图5A中所采用的镜头的尺寸。相应地，光信号检测装置的装置尺寸为11cm*3.4cm*3.4cm。

第四实施例

图6示出了根据本实用新型的第四实施例的试纸条(即，反应载体) 的侧视图。如图6所述，本实用新型的试纸条包括底板1以及在底板1上依次顺序搭接粘贴样品垫2、样品结合垫4、样品反应垫5和吸水垫14。

底板1用于承载并固定样品垫2、样品结合垫4、样品反应垫5和吸水垫14。底板1的宽度可以与样品垫2、样品结合垫4、样品反应垫5和吸水垫14的宽度相同，或者更大。在一个实施方式中，底板1的宽度与样品结合垫4、样品反应垫5和吸水垫14的宽度相同。底板1的长度可以与样品垫2、样品结合垫4、样品反应垫5和吸水垫14顺序搭接后的长度相同，或者更长。在一个实施方式中，底板1的长度与样品垫2、样品结合垫4、样品反应垫5和吸水垫14顺序搭接后的长度相同。在一个实施方式中，底板1的材料可为塑料。

样品垫2用于接收样品，其在试纸条的结构中与样品结合垫4搭接。样品垫2与样品结合垫4的搭接方式包括样品垫2搭接在样品结合垫4上方，样品垫2搭接在样品结合垫4下方，和样品垫2和样品结合垫4交错搭接。样品垫2的材料可由玻璃纤维素膜、聚酯纤维素膜或无纺布制成。样品垫2上可选地进一步包括点样区3，此点样区3与此试纸条包裹在试纸卡后从加样孔部位所露出的区域相对应。

样品垫2所接受的样品包括体液类样品和动物源性样品。所述体液类样品包括血液、血浆、血清和尿液。在一个实施方式中，所述体液类样品为尿液。在一个实施方式中，所述动物源性样品为动物组织。样品垫2的设计使得试纸条可检测样品的范围扩大，检测的样品既可以是体液，也可以是动物源性食品。当样品是体液样品时，样品可以直接检测，无需预处理。

样品垫2需要经过两次溶液处理。第一次处理为将样品垫2整体浸润于牛血清白蛋白(BSA)溶液或其他蛋白封闭剂中进行过夜封闭，随后在37℃干燥。第二次处理为将前述处理得到的样品垫2进一步浸润于样品垫处理液(50mM PBS+0.1-1％Tween-20+2.5％蔗糖+0.1％Proclin 300)，随后在37℃干燥。此处理过程使得本实用新型的样品垫能够确保所接收的样品层析效果更均匀，由此确保之后的结果读数稳定。

为配合仪器实现定量检测，样品垫2具有特定的尺寸。在一个实施方式中，样品垫2的长为15-25mm，宽为2-6mm，厚度为0.5-1.0mm。在一个实施方式中，样品垫2的长为20±1mm，宽为4±1mm，厚度为0.7±0.1mm。

样品结合垫4分别与样品垫2和样品反应垫5搭接。样品结合垫4与样品反应垫5搭接方式包括样品反应垫5搭接在样品结合垫4上方，样品反应垫5搭接在样品结合垫4下方，和样品反应垫5和样品结合垫4交错搭接。

样品结合垫4的上部进一步包被有抗体层(图未示出)。所述抗体层包括标记物缀合的抗喹诺酮的第一抗体、标记物缀合的抗四环素的第二抗体和标记物缀合的抗磺胺的第三抗体。标记物缀合的抗喹诺酮的第一抗体是用喹诺酮作为免疫原制备获得。在一个实施方式中，所述第一抗体为单克隆抗体或多克隆抗体。标记物缀合的抗四环素的第二抗体是用四环素作为免疫原制备获得。在一个实施方式中，所述第二抗体为单克隆抗体或多克隆抗体。标记物缀合的抗磺胺的第三抗体是用磺胺作为免疫原制备获得。在一个实施方式中，所述第三抗体为单克隆抗体或多克隆抗体。在一个实施方式中，所述第一抗体、第二抗体和第三抗体均为单克隆抗体。单克隆抗体的使用能够进一步增加检测结果的灵敏度和特异性。

在本实用新型中，用于与抗体缀合的标记物可以为胶体金或者荧光微球。在一个实施方式中，所述标记物为胶体金。在一个实施方式中，所述标记物为荧光微球。在一个实施方式中，所述抗体层包括胶体金缀合的抗喹诺酮的第一抗体、胶体金缀合的抗四环素的第二抗体和胶体金缀合的抗磺胺的第三抗体。在一个实施方式中，所述抗体层包括荧光微球缀合的抗喹诺酮的第一抗体、荧光微球缀合的抗四环素的第二抗体和荧光微球缀合的抗磺胺的第三抗体。胶体金和荧光微球可以采用可商购的胶体金和荧光微球。胶体金和荧光微球与抗体的缀合方法是本领域已知的。胶体金和荧光微球的粒径大小的调整也在本领域技术人员的能力内。

在本实用新型中，术语“喹诺酮”是指一类具有喹诺酮为基本结构单元的化合物的统称，即喹诺酮类化合物。喹诺酮包括但不限于环丙沙星、诺氟沙星、恩诺沙星、氧氟沙星等。在一个实施方式中，喹诺酮为环丙沙星。在一个实施方式中，喹诺酮为诺氟沙星。在一个实施方式中，喹诺酮为恩诺沙星。在一个实施方式中，喹诺酮为氧氟沙星。在本实用新型中，术语“喹诺酮”和“喹诺酮类化合物”可以互换使用。

在本实用新型中，术语“四环素”除包括化学式为C22H24N2O8的四环素(CAS登记号60-54-8)外，还涵盖具有四环素为基本结构单元的一类化合物，即四环素类化合物。四环素包括但不限于四环素、土霉素、金霉素、强力霉素等。在一个实施方式中，四环素为化学式C22H24N2O8的四环素 (CAS登记号60-54-8)。在一个实施方式中，四环素为土霉素。在一个实施方式中，四环素为金霉素。在一个实施方式中，四环素为强力霉素。在本实用新型中，术语“四环素”和“四环素类化合物”可以互换使用。

在本实用新型中，术语“磺胺”是指一类具有磺胺为基本结构单元的化合物的统称，即磺胺类化合物。磺胺包括但不限于磺胺嘧啶、磺胺二甲基嘧啶等。在一个实施方式中，磺胺为磺胺嘧啶。在一个实施方式中，磺胺为磺胺二甲基嘧啶。在本实用新型中，术语“磺胺”和“磺胺类化合物”可以互换使用。

在一个实施方式中，样品结合垫4的上部可选地包括用作质控的第四抗体。在一个实施方式中，样品结合垫4的上部包括用作质控的第四抗体。在一个实施方式中，用作质控的第四抗体可以为标记物缀合的羊抗鸡IgY 抗体。在一个实施方式中，用作质控的第四抗体为多克隆抗体。在一个实施方式中，所述标记物为胶体金。在一个实施方式中，所述标记物为荧光微球。

在一个实施方式中，样品结合垫4的上部不包括用作质控的第四抗体，即样品结合垫4的上部仅包括标记物缀合的抗喹诺酮的第一抗体、标记物缀合的抗四环素的第二抗体和标记物缀合的抗磺胺的第三抗体。在一个实施方式中，所述标记物为胶体金。在一个实施方式中，所述标记物为荧光微球。

在一个实施方式中，将第一抗体、第二抗体、第三抗体和可选存在的第四抗体按照一定的比例进行混合，用稀释液(50-100mM Tris+5％海藻糖 +0.5％TritonX-100+1％BSA+1％氯化钠+2％小牛血清+0.5％Proclin 300)进行 20倍稀释，均匀涂布于样品结合垫4的上部，随后干燥，即得包被有抗体层的样品结合垫4。

在一个实施方式中，用于制备上述第一抗体、第二抗体和第三抗体的喹诺酮，四环素和磺胺分别为它们与载体蛋白的缀合物。在一个实施方式中，载体蛋白可为牛血清白蛋白、卵清白蛋白、血蓝蛋白、甲状腺蛋白或人血清白蛋白。

样品结合垫4的材料可由选自玻璃纤维素膜或聚酯纤维素膜或无纺布。

为配合仪器实现定量检测，样品垫4具有特定的尺寸。在一个实施方式中，样品结合垫4的长为5-10mm，宽为2-6mm，厚度为0.5-1.0mm。在一个实施方式中，样品结合垫4的长为8±1mm，宽为4±1mm，厚度为 0.7±0.1mm。

样品反应垫5分别与样品结合垫4和吸水垫14搭接。吸水垫14与样品反应垫5搭接方式包括样品反应垫5搭接在吸水垫14上方，样品反应垫 5搭接在吸水垫14下方，和样品反应垫5和吸水垫14交错搭接。样品反应垫5的材料为硝酸纤维素膜(NC膜)或醋酸纤维素膜。

样品反应垫5上设置有三条检测反应区，即检测反应区10、11和12，以及一条质控反应区，即质控反应区13。在一个实施方式中，样品反应垫上设置有3条检测反应区和1条质控反应区。检测反应区10、11和12可分别具有喹诺酮、四环素和磺胺作为检测抗原。检测反应区10、11和12 所包含的抗原顺序可以改变。在一个实施方式中，检测反应区10、11和12 所包含的抗原可任意独立选自喹诺酮、四环素和磺胺，条件是检测反应区 10、11和12所包含的抗原不同。在一个实施方式中，检测反应区10、11 和12分别包含喹诺酮、四环素和磺胺作为检测抗原。在一个实施方式中，检测反应区10、11和12分别包含喹诺酮、磺胺和四环素作为检测抗原。在一个实施方式中，检测反应区10、11和12分别包含四环素、喹诺酮和磺胺作为检测抗原。在一个实施方式中，检测反应区10、11和12分别包含四环素、磺胺和喹诺酮作为检测抗原。在一个实施方式中，检测反应区 10、11和12分别包含磺胺、四环素和喹诺酮和作为检测抗原。在一个实施方式中，检测反应区10、11和12分别包含磺胺、喹诺酮和四环素和作为检测抗原。

样品反应垫5可进一步设置有四个相互间隔的封闭区结构，即封闭区6-9。封闭区6-9是通过对样品反应垫5的特定位置采用定点封闭的方法所制成的。在一个实施方式中，样品反应垫5上可进一步设置有4个相互间隔的封闭区。在一个实施方式中，在样品反应垫5中间四个相互间隔的部位，分别用0.2％BSA溶液进行诸如涂布或浸润的封闭，随后干燥，以形成四个相互间隔的封闭区。取决于封闭使用的BSA溶液的量，封闭区6-9可仅形成在样品反应垫5的表面，或者也可以形成在样品反应垫5的表面及通过渗透所到达的与表面位置相对应的下部。在一个实施方式中，封闭区 6-9之间的间隔距离是相同的或不同的。在一个实施方式中，封闭区6-9之间的间隔距离均为3±1mm。本实用新型试纸条中采用独特的封闭区的设计，可以有利于排除对结果的干扰和假阳性/阴性结果，能够极大提高检测结果的灵敏度和特异性。

封闭区6-9的上部对应的位置进一步包被有三条检测反应区，即检测反应区10、11和12，以及一条质控反应区，即质控反应区13。在一个实施方式中，样品反应垫5上可进一步设置有4个相互间隔的封闭区，且所述3 条检测反应区和1条质控反应区分别包被在每个所述封闭区的上部。

在一个实施方式中，作为在检测反应区10、11和12上用作检测抗原的喹诺酮、四环素和磺胺也可以为他们与载体蛋白的缀合物，其中所述载体蛋白可为牛血清白蛋白、卵清白蛋白、血蓝蛋白、甲状腺蛋白或人血清白蛋白。

本实用新型的试纸条在使用时，待测样品由样品垫向样品结合垫方向扩散，并随后通过包被有标记物缀合的抗喹诺酮的第一抗体、标记物缀合的抗四环素的第二抗体和标记物缀合的抗磺胺的第三抗体的样品结合垫。

如果待测样品中含有喹诺酮、四环素和磺胺的一种或几种时，相应抗生素就会和样品结合垫上相应的标记物缀合的抗体相结合，进而导致此抗体上相应的抗原位点被掩蔽。因此，当此结合后的抗体继续通过样品反应垫时，其将无法再与样品反应垫上设置的相应抗原相结合，进而胶体金不能聚集显色，因此相应的检测线不显色或显色较浅。反之，如果待测样品中不含有喹诺酮、四环素和磺胺的一种或几种时，样品结合垫上相应的标记物缀合的抗体则将可以与样品反应垫上设置的相应抗原相结合，因此相应的检测线显色较深。

质控反应区13可以为抗原或者抗体。在一个实施方式中，质控反应区 13为IgG抗原。在一个实施方式中，质控反应区13为抗IgG的抗体。在一个实施方式中，质控反应区13为IgY抗原。在一个实施方式中，质控反应区13为抗IgY的抗体。

当样品结合垫4上存在第四抗体时，第四抗体将与质控反应区13上包被的其对应的抗原相结合，以指示检测的正常进行。因此，在一个实施方式中，样品结合垫4上存在第四抗体，第四抗体为标记物缀合的羊抗鸡IgY，且质控反应区13为鸡IgY。在一个实施方式中，样品结合垫4上存在第四抗体，第四抗体为标记物缀合的羊抗兔IgG，且质控反应区13为兔IgG。

当样品结合垫4上不存在第四抗体时，第一抗体、第二抗体和第三抗体直接与质控反应区13上包被的抗体进行显色反应，以指示检测的正常进行。因此，在一个实施方式中，样品结合垫4上不存在第四抗体，且质控反应区13为能与第一抗体、第二抗体和第三抗体反应的抗体，例如羊抗鼠 IgG。

当样品反应垫5设置有四个相互间隔的封闭区结构6-9时，检测反应区 10、11和12以及质控反应区13均位于对应的封闭区上部，因此他们之间间隔距离也可以是相同的或不同的。在一个实施方式中，检测反应区10、 11和12以及质控反应区13之间的间隔距离是相同的或不同的。在一个实施方式中，检测反应区10、11和12以及质控反应区13之间的间隔距离均为3±1mm。

检测反应区10、11和12的出液量可为0.6-1.0μl/cm。在一个实施方式中，检测反应区10、11和12的出液量独立选自以下的一种或多种：0.6μl/cm、 0.7μl/cm、0.8μl/cm、0.9μl/cm和1.0μl/cm。质控反应区13的出液量可为0.8-1.2 μl/cm。在一个实施方式中，质控反应区13的出液量独立选自以下的一种或多种：0.8μl/cm、0.9μl/cm、1.0μl/cm、1.1μl/cm和1.2μl/cm。

吸水垫14可由选自由棉绒、玻纤的材料制成，优选由棉绒制成。为配合仪器实现定量检测，吸水垫14具有特定的尺寸。在一个实施方式中，吸水垫14的长为20-40mm，宽为2-6mm，厚度为0.5-1.0mm。在一个实施方式中，吸水垫14的长为31±1mm，宽为4±1mm，厚度为0.7±0.1mm。

为了使用便利以及配合仪器使用，本实用新型的试纸条的长度在6cm 至9cm之间，优选7.5cm至8.5cm之间。本实用新型的试纸条的宽度在 2.5mm至6mm之间，优选在3.5mm至4.5mm之间，最优选为4±0.1mm。本实用新型的试纸条在提供灵敏度和检测线性范围的同时，通过降低试纸条的长度和/或宽度可降低抗体的用量，大大节约了生产成本。

本实用新型的试纸条可用于检测存在于以下样品中的喹诺酮、四环素和磺胺残留。在一个实施方式中，所述喹诺酮、四环素和磺胺存在于选自以下的样品中：肉类及其制品、奶类及其制品、蛋类及其制品、体液样品。在一个实施方式中，所述肉类及其制品为猪肉、牛肉、羊肉、鱼肉、鸡肉或兔肉，优选猪肉。在一个实施方式中，所述奶类及其制品为牛奶、羊奶或马奶，优选牛奶。在一个实施方式中，所述蛋类及其制品为鸡蛋、鸭蛋、鹅蛋或鹌鹑蛋，优选鸡蛋。在一个实施方式中，所述体液样品为血液、血浆、血清或尿液，优选尿液，优选人的尿液。

图7示出了根据本实用新型的第四实施例的试纸卡的俯视图。对图7 与图6相同的附图标记不再进行重复描述。

如图7所示，试纸卡包括试纸条，和包覆所述的试纸条的外壳，其中所述外壳包括：设置有加样孔17和检测孔18的卡盖15，以及与所述卡盖 15彼此连接的底座16。

加样孔17开口于样品垫2的上侧，以暴露出样品垫2的部分区域。所暴露出的样品垫2的部分区域对应于图6的点样区3。检测孔18开口于样品反应垫3的上侧，以暴露出检测反应区10-12和质控反应区13的全部区域。卡盖15和底座16均可由诸如塑料制成。

在一个实施方式中，加样孔17的长度在5mm至15mm之间，优选8mm 至10mm之间。在一个实施方式中，加样孔17的宽度在2.5mm至6mm之间，优选3.5mm至4.5mm之间。在一个实施方式中，检测孔18的长度在 10mm至25mm之间，优选16mm至20mm之间。在一个实施方式中，检测孔18的宽度在2.5mm至6mm之间，优选3.5mm至4.5mm之间。

加样孔17和检测孔18可以为长方形、正方形、圆形、椭圆形等形状。在一个实施方式中，加样孔17为椭圆形，检测孔18为长方形。

试纸卡的设计使得试纸条更加易于携带和保存。而且，试纸卡可实现在相应的检测仪中对试纸条检测结果的定量分析。

本实用新型的试纸条和试纸卡能够在宽范围样品检测中同时定量检测喹诺酮、四环素和磺胺，且具有优异灵敏度和特异性。配合仪器使用的设计使得本实用新型的试纸条和试纸卡成本低廉，便于携带，能够极大满足人们对不同现场和大批量样品快速检测的需要，因此具有很好的产业化价值。

实例

以下实例用于说明本实用新型，但不应理解为限于在此阐述的实例。

实例1.试纸卡的制备

1.1胶体金颗粒的制备

量取500ml注射用水，加入到放有搅拌子的圆底烧瓶中，一次性加入一定量的1％氯金酸，用加热套加热搅拌至沸腾，继续加热5min，一次性迅速加入一定量的1％柠檬酸三钠(氯金酸：柠檬酸三钠＝1：1.5)，制得大小约为40nm的胶体金颗粒，继续加热搅拌至溶液颜色不再发生变化，停止加热，冷却至室温，用注射用水补液至500ml，置于4℃冰箱保存备用。

1.2标记物缀合的抗体的制备

喹诺酮特异性单克隆抗体是用喹诺酮抗原作为免疫原制备获得。四环素特异性单克隆抗体是用四环素抗原作为免疫原制备获得。磺胺类特异性单克隆抗体是用磺胺类抗原作为免疫原制备获得。羊抗鸡IgY是用鸡IgY 作为免疫原免疫山羊制备获得。本实施例所用的上述羊抗鸡IgY购自洛阳佰奥通实验材料中心，喹诺酮、四环素、磺胺类特异性单克隆抗体购自幂次方生物科技有限公司。

取4支10mL离心管，各加入5ml胶体金溶液，用0.2M K2CO3溶液调节pH至7.0-7.5，分别加入25-50μg喹诺酮特异性单克隆抗体、四环素特异性单克隆抗体、磺胺类特异性单克隆抗体和羊抗鸡IgY，充分混匀后静置 10-20min；在上述溶液中分别加入适量的10％BSA溶液，以封闭未结合到抗体的胶体金，混匀后继续静置10-20min；10000rpm离心10min，弃去上清，在4支离心管中各加500μL pH7.4的0.01M磷酸盐缓冲液进行重悬，即得4种特异性单克隆抗体-胶体金标记物。

1.3样品垫的制备

采用玻璃纤维素膜作为样品垫的材料，并裁剪为适当的尺寸。将整张样品垫浸润于BSA溶液进行过夜封闭，37℃干燥后用样品垫处理液(50mM PBS+0.5％Tween-20+2.5％蔗糖+0.1％Proclin 300)进行二次处理，37℃干燥。

1.4样品结合垫的制备

采用玻璃纤维素膜作为样品结合垫的材料，并裁剪为适当的尺寸。

将实施例2制备的4种胶体金标记抗体按照一定的比例进行混合，用稀释液(50-100mM Tris+5％海藻糖+0.5％TritonX-100+1％BSA+1％氯化钠 +2％小牛血清+0.5％Proclin 300)进行20倍稀释，均匀铺于玻璃纤维素膜上，冷冻真空干燥，即得包被有胶体金标记抗体的样品结合垫。

1.5样品反应垫的制备

采用硝酸纤维素膜(NC膜)作为样品反应垫的材料，并裁剪为适当的尺寸。

采用金标喷涂仪在样品反应垫上四个相互间隔的区域分别平行喷涂 0.2％的BSA溶液，37℃干燥，以形成封闭区。再用金标喷涂仪在对应于各个封闭区的位置分别平行喷涂1.5-2.5mg/ml喹诺酮抗原、1.5-2.5mg/ml四环素抗原、0.5-1mg/ml磺胺类抗原和0.5-1mg/ml鸡IgY，分别制得喹诺酮抗原检测线Q、四环素抗原检测线T、磺胺类抗原检测线S和质控线C，喷涂后37℃干燥后备用。

样品反应垫上从样品垫到吸水垫方向依次包被有喹诺酮检测线Q、四环素检测线T、磺胺类检测线S和质控线C。磺胺类抗原，四环素抗原和喹诺酮抗原分别为磺胺类抗生素-载体蛋白、四环素类抗生素-载体蛋白和喹诺酮类抗生素-载体蛋白的偶联物，其中载体蛋白为牛血清白蛋白。质控线C 为鸡IgY抗原。

1.6试纸卡的组装

在底板上依次顺序搭接粘贴样品垫、样品结合垫、样品反应垫和吸水垫。将组装好的塑料板用专用切条机切割成一定宽度的试纸条，随后装入相应卡壳中扣好上盖。将单个装好的卡与干燥剂装入铝箔袋，封口后室温保存。

实例2.试纸卡在检测尿液抗生素含量中的应用

用尿杯接取尿液样品，用滴管吸液后滴4滴于试纸卡加样孔中。加样后将试纸卡插入第二实施例中的图4A-4B所示的光信号检测装置中开始计时，在孵育5min时读取结果。结果显示此尿液样品中存在磺胺类抗生素残留。

实例3：试纸卡在检测肉中抗生素含量中的应用

取拇指大小的肉剁碎，加入离心管中，加配套提取液至离心管刻度处，充分晃动离心管约1min，稍静置，用滴管吸取上清液，滴4滴于试纸卡加样孔中。加样后将试纸卡插入第二实施例中的图4A-4B所示的光信号检测装置中开始计时，在孵育6min时读取结果。结果显示此肉样品中存在四环素和磺胺类抗生素残留。

实例4：抗生素多联试剂在检测蛋类抗生素含量中的应用

将一颗蛋打入碗中，充分搅匀，用滴管吸取蛋液，滴4滴于装有配套提取液(50-100mM磷酸盐缓冲液)的离心管中，充分晃动离心管约1min，另取一支滴管吸取离心管中液体，滴4滴于多联抗生素检测试剂卡加样孔中。将试剂卡插入第三实施例中的图5A-5B所示的光信号检测装置中开始计时，8分钟读取结果。结果显示此蛋类样品中不存在抗生素残留。

实例5：抗生素多联试剂在检测奶中抗生素含量中的应用

取少量液体奶至杯子或其他容器中，用滴管吸取，滴4滴于多联抗生素检测试剂卡加样孔中。将试剂卡插入第三实施例中的图5A-5B所示的光信号检测装置中开始计时，7分钟读取结果。结果显示此奶样品中存在喹诺酮类抗生素残留。

第五实施例

5.1仪器性能检测：

通过使用第二实施例中的图4A-4B所示的光信号检测装置测定不同浓度的胶体金标准质控卡来验证测定浓度的稳定性，具体验证方法为：

使用制备好的浓度梯度为5mIU/ml,25mIU/ml,45mIU/ml的定值LH标准品进行测试，每个浓度点平行3张试剂卡，取均值进行统计。列举如下的一组典型实验数据统计：

根据上述表格的对比结果，本实用新型的光信号检测装置在稳定性上的性能稍微优于现有扫描式仪器。并且在本次测试中本实用新型中的光信号检测装置完成每次检测的平均时间为3秒，但参比方案完成一次检测的平均时间为30秒。

同时本次实验同时用了两个相同的带电量显示的供电装置为光信号检测装置供电并进行测定，实验开始时都充电到100％，完成实验后，参比的免疫分析仪器剩余电量80％，而本实用新型的光信号检测装置的剩余电量 99％。

5.2试剂卡性能检测：

5.2.1试剂卡的回收率及变异系数

在尿液样本、猪肉样本、鸡蛋样本、牛奶样本中分别各自加标磺胺嘧啶5μg/L，盐酸土霉素5μg/L，环丙沙星5μg/L，利用第二实施例中的图 4A-4B所示的光信号检测装置进行检测，计算各自的回收率及变异系数。加标回收率＝(检测值—本底值)/加标浓度*100％，本底值为原始样本未加标前的待测项浓度值。

结果显示这几种样本加标的加标回收率均在90％以上，说明试剂卡测这几种样本的回收率尚可，试剂性能良好。具体见下表1。

表1

通过表1中的样本平行测十个卡，计算CV值，获得一组变异度数据，见下表2。从数据可以看出，CV值最高不超过7％，变异度较小，试剂性能好。

表2

5.2.2试纸卡的灵敏度和特异性检验

5.2.2.1灵敏度检测

将磺胺类抗生素、四环素类抗生素和喹诺酮类抗生素分别用pH7.4的 0.01M磷酸盐缓冲液稀释成不同浓度，用试纸卡进行检测，将不同浓度的抗生素滴加到试纸卡的加样孔中，插入第二实施例中的图4A-4B所示的光信号检测装置中进行检测，光信号检测装置在5min后进行读数。结果表明，本试纸卡对磺胺类抗生素、四环素类抗生素、喹诺酮类抗生素的灵敏度分别为：磺胺嘧啶＜1μg/L，磺胺-6-甲氧嘧啶＜1μg/L，二甲基磺胺嘧啶＜ 1μg/L；金霉素＜1μg/L，土霉素＜1μg/L，强力霉素＜1μg/L，四环素＜1μg/L；环丙沙星＜1μg/L，氧氟沙星＜1μg/L，恶喹酸＜1μg/L，诺氟沙星＜1μg/L，恩诺沙星＜1μg/L，培氟沙星＜1μg/L，依诺沙星＜1μg/L，诺美沙星＜1μg/L，氟甲喹＜1μg/L。

5.2.2.2特异性检测

将其他常见的抗生素药物(克伦特罗、氯霉素类、β-内酰胺类、大环内酯类、氨基糖苷类、沙丁胺醇、莱克多巴胺)用pH7.4的0.01M磷酸盐缓冲液稀释成500μg/L，用试纸卡进行检测后读数，结果喹诺酮、四环素、磺胺类三项均未检出，说明本试纸卡与这些药物未发生交叉反应，特异性良好。

根据本实用新型的光信号检测装置可以应用于各种领域的检测，比如食品安全领域，医学领域，环境领域等等，在食品安全领域，根据本实用新型的光信号检测装置例如可以用于检测毒素，抗生素，农药或激素等等含量的应用。

具体地，上述光信号检测装置可以用于检测人体或动物体液(尿液，血液，乳汁，唾液，泪液)或食品(肉，奶，蛋，粮食，茶，果蔬)或饲料中的毒素，抗生素，农药或激素含量。

此外，根据本实用新型的光信号检测装置可以制作成可便携的微型设备，例如可以做成长宽高的尺寸10*10*1cm以下，重量220g以下的设备。

另外，由于光信号检测装置的便携性以及快速性，上述光信号检测装置可以用于家庭检测，例如家庭定量或定性检测，以及可以用于快速检测，例如快速定量或定性检测。

根据本实用新型的一个实施例，提供了一种光信号检测装置，包括：至少一个光源，被布置为照射与待测物反应后的反应载体的反应区；图像传感器，布置在所述至少一个光源的图像采集通道入口处，用于采集所述反应区内的所述反应载体的图像信息；以及图像预处理器，与所述图像传感器电连接，用于对所采集的所述反应载体的图像信息进行预处理。

在上述实施例的一个示例中，所述光信号检测装置还可以包括：缓存器，设置在所述图像传感器和所述图像预处理器之间，用于缓存所采集的所述反应载体的图像。

在上述实施例的一个示例中，所述光信号检测装置还可以包括：定时器，与所述图像传感器电连接，用于计时并且在所述计时期满时，触发所述图像传感器进行图像采集。

在上述实施例的一个示例中，所述光信号检测装置还可以包括：参数设置单元，与所述定时器电连接，用于根据待测特定物质和所述反应载体上的标记物的性质，设置所述图像传感器的图像采集开始时间、图像采集截止时间以及图像采集间隔周期；以及与所述定时器电连接的计时触发单元，用于在所述反应载体进入检测就绪状态后触发所述定时器开始计时。

在上述实施例的一个示例中，所述图像预处理器可以包括：图像截取模块，与所述图像传感器电连接，用于根据预设图像采集窗口位置参数，对所采集的所述反应载体的图像进行截取操作；以及图像压缩模块，与所述图像截取模块电连接，用于对所截取的所述反应载体的图像信息进行图像压缩处理。

在上述实施例的一个示例中，所述至少一个光源被布置为从与待测物反应后的反应载体的反应区的上方进行照射。

在上述实施例的一个示例中，所述至少一个光源布置在与待测物反应后的反应载体的反应区的上方。

在上述实施例的一个示例中，所述光信号检测装置还可以包括：光路转换装置，布置在所述至少一个光源和所述反应载体的反应区之间，用于对至少一个光源进行光路转换以从反应载体的反应区的上方进行照射。

在上述实施例的一个示例中，所述至少一个光源为荧光激发光源，以及所述图像传感器具有与被激发的荧光波长匹配的滤光特性。

在上述实施例的一个示例中，所述光信号检测装置还可以包括：一个或多个滤光片，分别设置在所述光源和/或所述图像传感器与所述反应载体之间并且与特定波长匹配。

在上述实施例的一个示例中，所述光信号检测装置还可以包括：温度传感器，用于检测在所述反应载体处于检测状态时的温度数据。

在上述实施例的一个示例中，所述光信号检测装置还可以包括：通信单元，设置在所述图像预处理器与设置在上位机或云端服务器中的含量确定单元之间，用于所述图像预处理器与所述含量确定单元之间的数据通信。

在上述实施例的一个示例中，所述光信号检测装置还可以包括：镜头，设置在所述图像传感器和所述反应载体的反应区之间。

在上述实施例的一个示例中，所述光信号检测装置还可以包括：控制器，与所述至少一个光源、所述图像传感器和/或所述装置中的其它组件电连接，用于对所述至少一个光源的照射、图像传感器的图像采集、所述装置中的各个组件之间的数据通信和/或所述装置中的组件与外部之间的数据通信进行控制。

在上述实施例的一个示例中，所述光信号检测装置中的各个组件布置在同一印刷电路板上。

在上述实施例的一个示例中，所述光信号检测装置还可以包括：结构支撑件，用于支撑所述光信号检测装置中的各个组件；以及壳体。

在上述实施例的一个示例中，所述结构支撑件设置有用于容纳所述反应载体的反应载体容纳空间；和/或所述结构支撑件设置有用于容纳电池的电池容纳空间。

在上述实施例的一个示例中，所述光信号检测装置还可以包括：设置在所述反应载体和所述光信号检测装置中的部分组件或全部组件之间的遮光件。

根据本实用新型的另一实施例，提供了一种用于待测物中的特定物质含量检测的系统，其特征在于，所述系统包括：反应载体；如上所述的光信号检测装置；以及含量确定单元，与所述光信号检测装置电连接，用于基于预处理后的所述反应载体的图像，确定特定物质的含量。

在上述实施例的一个示例中，所述系统还可以包括：上位机，与所述含量确定单元和所述光信号检测装置电连接，用于向用户呈现特定物质含量检测结果和/或对所述光信号检测装置的操作、所述含量确定单元的操作以及所述装置与所述含量确定单元之间的操作进行控制。

在上述实施例的一个示例中，所述含量确定单元设置在云端服务器或者上位机中。

在上述实施例的一个示例中，所述反应载体是试剂条，所述试剂条包括底板以及在底板上依次顺序搭接粘贴如下部件：i)样品垫，ii)样品结合垫，其中所述样品结合垫的上部进一步包被有抗体层，其中，ii-a)所述抗体层包括标记物缀合的抗喹诺酮的第一抗体、标记物缀合的抗四环素的第二抗体和标记物缀合的抗磺胺的第三抗体，以及可选存在的用作质控的第四抗体，iii)样品反应垫，其中所述样品反应垫上设置有3条检测反应区和 1条质控反应区，其中，iii-a)所述检测反应区分别为包被有喹诺酮的第一检测反应区，包被有四环素的第二检测反应区，和包被有磺胺的第三检测反应区，和iii-b)所述质控反应区固定有用作质控的抗原或抗体，iv)吸水垫。

在上述实施例的一个示例中，所述样品反应垫上进一步设置有4个相互间隔的封闭区，且所述3条检测反应区和1条质控反应区分别包被在每个所述封闭区的上部。

在上述实施例的一个示例中，所述样品垫的长为15-25mm，宽为2-6 mm，厚度为0.5-1.0mm。

在上述实施例的一个示例中，所述样品垫的长为20±1mm，宽为4±1 mm，厚度为0.7±0.1mm。

在上述实施例的一个示例中，所述样品结合垫的长为5-10mm，宽为 2-6mm，厚度为0.5-1.0mm。

在上述实施例的一个示例中，所述样品结合垫的长为8±1mm，宽为4±1 mm，厚度为0.7±0.1mm。

在上述实施例的一个示例中，所述吸水垫的长为20-40mm，宽为2-6 mm，厚度为0.5-1.0mm。

在上述实施例的一个示例中，所述吸水垫的长为31±1mm，宽为4±1 mm，厚度为0.7±0.1mm。

在上述实施例的一个示例中，所述4个封闭区之间的间隔距离是相同的或不同的。

在上述实施例的一个示例中，所述4个封闭区之间的间隔距离均为3±1 mm。

在上述实施例的一个示例中，所述标记物为胶体金或者荧光微球。

在上述实施例的一个示例中，所述喹诺酮选自以下一种或多种：环丙沙星、诺氟沙星、恩诺沙星和氧氟沙星；所述四环素选自以下一种或多种：四环素、土霉素、金霉素和强力霉素；且所述磺胺选自以下一种或多种：磺胺嘧啶和磺胺二甲基嘧啶。

在上述实施例的一个示例中，所述抗体层不包括用作质控的第四抗体。

在上述实施例的一个示例中，所述喹诺酮、四环素和磺胺存在于选自以下的样品中：肉类及其制品、奶类及其制品、蛋类及其制品、人体液样品。

在上述实施例的一个示例中，所述反应载体是试纸卡，所述试纸卡包括：i)如上所述的试纸条，和ii)包覆如上所述的试纸条的外壳，其中所述外壳包括：ii-1)设置有加样孔和检测孔的卡盖，其中所述加样孔开口于所述样品垫的上侧，以暴露出所述样品垫的部分区域，所述检测孔开口于所述样品反应垫的上侧，以暴露出所述检测反应区和所述质控反应区的全部区域，和ii-2)与所述卡盖彼此连接的底座。

上面结合附图阐述的具体实施方式描述了示例性实施例，但并不表示可以实现的或者落入权利要求书的保护范围的所有实施例。在整个本说明书中使用的术语“示例性”意味着“用作示例、实例或例示”，并不意味着比其它实施例“优选”或“具有优势”。出于提供对所描述技术的理解的目的，具体实施方式包括具体细节。然而，可以在没有这些具体细节的情况下实施这些技术。在一些实例中，为了避免对所描述的实施例的概念造成难以理解，公知的结构和装置以框图形式示出。

本公开内容的上述描述被提供来使得本领域任何普通技术人员能够实现或者使用本公开内容。对于本领域普通技术人员来说，对本公开内容进行的各种修改是显而易见的，并且，也可以在不脱离本公开内容的保护范围的情况下，将本文所定义的一般性原理应用于其它变型。因此，本公开内容并不限于本文所描述的示例和设计，而是与符合本文公开的原理和新颖性特征的最广范围相一致。