一种基于近红外二区荧光成像的侧向流免疫层析专用检测设备的制作方法

本实用新型涉及一种基于近红外二区荧光成像的侧向流免疫层析检测设备。

背景技术：

侧向流荧光免疫层析技术，是免疫荧光技术和传统免疫层析技术相结合发展创新的一种新型检测技术，该技术操作简便、检测快速、便携性强、灵敏度高、适用于定量检测，广泛应用于传染病、心血管、感染等疾病的临床诊断以及环境监测、食品安全等重要领域。用于侧向流荧光免疫层析检测的标记物主要包括荧光蛋白、荧光化合物、荧光微球、量子点等，目前这些标记物多为紫外光激发、红光检测。但血液标本、硝酸纤维膜、纸条背板等在激发光激发下容易产生标记物发射光波长附近的背景荧光，对检测产生一定的干扰。因此，在目前的侧向流荧光免疫层析技术中，检测灵敏度已达到上限，难以进一步提升。

荧光成像是重要的生物医学成像手段，成像速度快，灵敏度高。常用的荧光成像方法为近红外一区成像(发射波长750～900纳米)，但存在高背景干扰(组织自荧光)、高组织自吸收和高散射、穿透深度小、无法进行深层组织成像等问题。近红外二区荧光探针(nir-ⅱ,1000～1700纳米)由于其发射波长较长,光散射和组织自发荧光干扰较少,在生物组织成像中具有更高的时空分辨率和更深的成像深度，目前已成为分子影像领域的研究热点，可能在活体手术导航、活体深层组织高分辨率荧光成像、淋巴结成像、肿瘤光学成像等方面具有广阔的应用前景，但尚未报道近红外二区荧光探针在侧向流荧光免疫层析检测中的应用。

因此，为了进一步提升现有技术中侧向流荧光免疫层析的检测灵敏度，有必要将近红外二区荧光成像与侧向流免疫层析检测相结合，开发一种新的专用检测设备，以推动近红外二区成像在侧向流免疫层析检测中的应用。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种基于近红外二区荧光成像的侧向流免疫层析专用检测设备，该设备能够有效利用近红外二区荧光成像原理提高侧向流免疫层析检测的灵敏度。

本实用新型的上述目的通过以下技术方案实现：

提供一种基于近红外二区荧光成像的侧向流免疫层析专用检测设备，所述的设备至少包括框架、试条传送及固定装置、荧光激发及成像装置；

所述的框架用于将所述的试条传送及固定装置和所述的荧光激发及成像装置集成为一体；

所述的试条传送及固定装置用于将本实用新型所述的侧向流免疫层析试条输送至所述荧光激发及成像装置的观测位置并加以固定；

所述的荧光激发及成像装置用于向被传送并固定的所述侧向流免疫层析试条发出红外激发光并捕捉由此产生的近红外二区荧光以成像；所述的荧光激发与成像装置至少包括红外光源、近红外相机和二向色镜；所述的红外光源的发光方向与所述近红外相机的感光方向相互垂直且同处于一个光路平面内；所述的二向色镜设置在所述光路平面内且位于所述发光方向与所述感光方向的交点；所述的光路平面与所述侧向流免疫层析试条被固定的平面相垂直，且所述的发光方向或感光方向与所述侧向流免疫层析试条上的层析膜处于同一直线上。

本实用新型所述的专用检测设备中，所述的光源为可发射800nm左右波长近红外光的led光源。

本实用新型的方案中，可用于所述专用检测设备的所述试条是侧向流免疫层析试条，它包括底衬板，以及所述底衬板上沿底衬板长度依次设置的样品垫、标记物垫、层析膜及吸水垫，所述的层析膜上间隔地设有检测线与质控线；其中，所述的标记物垫上固定有近红外二区荧光探针，所述的近红外二区荧光探针是近红外二区荧光物质标记的抗原a或抗体a；所述的检测线处包被有与抗原a或抗体a识别位点不同的抗原b或抗体b；所述的质控线处包被有定标用抗原c或抗体c。所述的侧向流免疫层析试条可按常规方法制备后由带有加药孔和层析膜窗口的试条固定板固定备用。

本实用新型所述的专用检测设备中，所述的框架的具体结构不受限制；只要能够将所述的试条传送及固定装置、荧光激发及成像装置进行合理的集成安装，就可以用于本实用新型的检测设备；所述的合理主要指能够合适地布局试条传送及固定装置、荧光激发及成像装置之间的位置，以便传送和固定后的试条能够被荧光激发及成像装置准确地激发和观测成像。例如，经所述框架集成安装后，所述的荧光激发及成像装置与所述的试条传送及固定装置之间既可以是沿纵向呈上下叠放的位置关系，也可以是沿水平方向前后叠放的位置关系。

所述的试条传送及固定装置的具体结构也不受限制，只要能够将试条输送并固定于所述荧光激发及成像装置的合适观测位置的结构，都可以用于本实用新型的检测设备，例如所述的试条传送及固定装置可以是安装在所述框架与所述荧光激发及成像装置构成的半开放空间内的滑道及滑块组成的机构，也可以是由内嵌于所述框架中的滑槽以及可在所述滑槽中滑动的试条安装板组成的机构。

本实用新型优选的一种实施方式中，所述的专用检测设备包括框架、试条传送及固定装置、荧光激发及成像装置；所述的框架包括水平设置的底板和在底板一端垂直设置的立壁；所述的荧光激发及成像装置设置在所述立壁顶端且悬于所述底板上方，由所述荧光激发及成像装置、所述立壁与所述底板共同形成检测舱；所述的试条传送及固定装置设置在所述的底板与所述荧光激发及成像装置之间，包括水平设置的一对滑道、所述滑道上设置的滑块以及所述滑块上表面固定安装的试条固定板；所述的滑道贯穿所述检测舱内外，所述试条固定板可通过所述滑块在所述滑道上来回滑动，由此实现试条从所述检测舱的进出；所述的荧光激发与成像装置至少包括红外光源、近红外相机和二向色镜；所述的红外光源的发光方向设置为水平，所述近红外相机的感光方向为竖直向上，所述发光方向与所述感光方向交点处设置所述的二向色镜；所述的滑道设有限位装置，使所述试条固定板进入所述检测舱后试条上的层析膜位于所述二向色镜的正下方，并与所述近红外相机、二向色镜处于同一条垂直线上。

采用本实用新型所述专用检测设备检测时，取固定有反应后试条的试条固定板，通过人力或自动化驱动机构推动所述的试条固定板沿所述滑道滑入所述的检测舱。待所述试条层析膜部分进入所述荧光激发及成像装置的观测位置后，启动所述的光源发出800nm左右波长的红外激发光，激发光经所述二向色镜反射后竖直向下传播到达所述的试条层析膜；所述层析膜上的检测线和/或质控线上捕捉到的近红外二区荧光物质标记的抗原a会在激发光激发下发射近红外二区荧光信号，所述近红外二区荧光信号透过所述二向色镜竖直向上传播到达所述的近红外相机感光位置，即被所述的近红外相机捕捉成像。

本实用新型优选的另一种实施方式中，所述的专用检测设备包括框架、试条传送及固定装置、荧光激发及成像装置；所述的框架包括底板及底板上自下而上层叠设置的试条传送舱和检测设备舱；所述的试条传送舱任意一侧面的中部设有向内凹陷的插槽作为试条传送及固定装置，插槽内侧壁设有一对滑道，用于将所述的试条通过试条固定板从插槽入口处插入并沿滑道滑动，由此实现试条从所述试条传送舱的进出，所述的滑道远端设有限位装置；所述的荧光激发与成像装置设置在所述的检测设备舱内，至少包括红外光源、近红外相机和二向色镜；所述的红外光源的发光方向设置为水平，所述近红外相机的感光方向为竖直向上，所述发光方向与所述感光方向交点处设置所述的二向色镜；所述滑道的限位装置使所述试条固定板进入所述试条传送舱后试条上的层析膜位于所述二向色镜的正下方，并与所述近红外相机、二向色镜处于同一条垂直线上。

为了更加精确地控制到达所述试条的激发光的波长并防止对收集长波的所述近红外相机产生干扰，本实用新型优选的方案中，在所述光源与所述的二向色镜之间进一步沿光路方向设有短波通滤光片，以剔除1000nm以上波长的激发光。

为了更加精确地控制所述红外相机捕捉到的光的波长并提高成像质量，本实用新型优选的方案中，在所述的二向色镜与所述的近红外相机之间进一步设置长波通滤光片以剔除过短波长的近红外荧光产生的干扰；更优选在所述长波通滤光片与所述近红外相机之间沿光路方向间隔地设置一对平凸透镜，所述的一对平凸透镜凸面相对，分别用作聚光镜和准直镜使试条视野聚焦到近红外相机，保障近红外二区荧光尽可能被所述近红外相机捕捉。

本实用新型更优选的方案中，所述的二向色镜与所述试条之间进一步设置一个凸面朝向试条的平凸透镜，用于将激发光聚集到试条的层析膜上，同时使荧光沿直线向二向色镜传播。

本实用新型所述专用检测设备的一种实施方式中，所述的专用检测设备还设有带电源组件的显示屏，所述的显示屏通过数据线与所述的近红外相机电连接，用于接收和显示来自所述近红外相机的荧光成像结果。所述的显示屏可以设置在专用检测设备外表面任意位置。

本实用新型所述专用检测设备的另一种实施方式中，所述的荧光激发与成像装置还设有无线传输模块，用于通过无线方式向外部接收端传输荧光成像结果，所述的外部接收端可以是可移动终端，例如手机、移动pc等等。

本实用新型优选的专用检测设备中，所述的近红外相机为敏感波段在1000-1700纳米的近红外相机；最优选敏感波段在1000-1700纳米的铟镓砷相机。

本实用新型所述的专用检测设备中，所述的长波通滤光片的参数可以根据所述试条上标记的荧光材料发射的波长来选择，本实用新型优选的方案中，所述的长波通滤光片是可通过波长大于1100纳米或1500纳米的长波通滤光片。

在现有荧光免疫层析技术中，所使用的荧光标记物发射光所在波段一般为红光，波长不超过900纳米，荧光穿透性不强，样本等背景荧光对检测产生干扰，难以提升检测灵敏度。本实用新型的设备可利用近红外二区荧光成像，对待测物进行侧向流免疫检测，由于近红外二区荧光探针的发射光波长较长，穿透力强，同时由于侧向流免疫层析检测用材料、检测样本等在1000nm波长以上基本不产生背景荧光，使得检测背景极低，从而使用近红外二区荧光探针作为侧向流荧光免疫层析检测可以极大的提升检测的灵敏度，可实现待测物的高灵敏体外检测，具有重要的意义。

附图说明

图1为本实用新型实施例1所述的专用设备的整体结构示意图。

图2是本实用新型实施例1所述专用设备侧面剖视结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型做进一步的阐述。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似推广，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。

其次，本实用新型结合示意图进行详细描述，在详述本实用新型实施例时，为便于说明，表示装置结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本实用新型保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。

实施例1.

利用近红外二区荧光荧光成像进行侧向流免疫层析检测的专用设备，其结构包括底板10、试条传送舱20、检测设备舱30和显示屏40。如图1、2所示，所述的底板10上固定安装试条传送舱20，在试条传送舱20的顶部，一端安装有检测设备舱30，另一端固定安装一个带有电源组件的显示屏40；所述的试条传送舱20一侧面的中部设有向内凹陷的插槽21，插槽21内侧壁设有一对滑道22，内部固定了试条的试条固定板23可从插槽21入口处插入并沿滑道22滑动，由此实现试条从所述试条传送舱20的进出，所述的滑道22远端设有限位装置用于将试条固定板23固定在合适的位置。所述的检测舱30内设有光路通道，光路通道内设有若干光学组件形成光路结构，具体包括发光波长大于或等于800nm的led灯31、敏感波段在1000-1700纳米的铟镓砷相机32和二向色镜33；所述的led灯31的发光方向设置为水平，所述铟镓砷相机32的感光方向为竖直向上，所述发光方向与所述感光方向交点处设置所述的二向色镜33；led灯31与二向色镜33之间进一步沿光路方向设有短波通滤光片34，二向色镜33与铟镓砷相机32之间进一步沿光路方向依次设置长波通滤光片35、第一平凸透镜36和第二平凸透镜37；第一平凸透镜36第二平凸透镜37凸面相对，在光路上分别作为聚光镜和准直镜发挥作用。

所述滑道22的限位装置可确保试条上的硝酸纤维膜4位于所述二向色镜33的正下方，并与所述铟镓砷相机32、二向色镜33处于同一条垂直线上，二向色镜33与试条固定板23之间设有第三平凸透镜38，第三平凸透镜38凸面向下设置，用于将向下传播的光聚焦到所述的硝酸纤维素膜4上，且将向上传播的光进行准直处理。

显示屏40通过数据线与铟镓砷相机32电连接，用于接收和显示来自铟镓砷相机32的荧光成像结果。检测设备舱30内还设有无线传输模块(附图未示出)，用于通过无线方式向外部接收端传输荧光成像结果，所述的外部接收端可以是可移动终端，例如手机、移动pc等等。

采用本实施例所述专用检测设备检测时，取固定有反应后试条的试条固定板23，通过人力或自动化驱动机构推动所述的试条固定板23沿所述滑道22滑入所述的检测设备舱30下方的合适位置。待所述试条的硝酸纤维膜4进入检测设备舱30光路正下方的位置后，启动所述的led灯31发出800nm左右波长的红外激发光，激发光沿水平方向传播，经过短波通滤光片34剔除过长波长的光后被二向色镜33反射，竖直向下经过第三平凸透镜38的聚光后集中到所述的试条的硝酸纤维膜4；硝酸纤维膜4上的检测线和/或质控线上捕捉到的pbs标记的saa单抗会在激发光激发下发射近红外二区荧光信号，所述近红外二区荧光信号竖直向上经第三平凸透镜38准直处理后透过二向色镜33，再经长波通滤光片35剔除过短波长的近红外荧光，并依次通过第一平凸透镜36和第二平凸透镜37的聚光和准直处理，使试条视野聚焦到铟镓砷相机32，尽可能使铟镓砷相机32捕捉到所述近红外二区荧光并成像。