多发光样品发光强度的测量系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种多样品发光强度的测量系统及方法，本发明专利技术技术方案基于光纤束对多个发光样品的发光强度进行快速测量，能够同时高效率地采集大量微弱发光信号，便于实现快速分析处理，同时也兼具成本低、制作简单和使用范围广的优点。

Measurement System and Method of Luminescent Intensity of Multi-luminescent Samples

【技术实现步骤摘要】
多发光样品发光强度的测量系统及方法
本专利技术涉及发光样品发光强度测量
，更具体的说，涉及一种多发光样品发光强度的测量系统及方法。
技术介绍
急性心肌梗死的快速准确诊断对于及时治疗和挽救更多的濒死心肌及改善预后具有极为重要的意义。目前临床上所使用的体外诊断技术主要是基于化学发光、电化学发光的免疫分析方法。该方法通过特定识别分子与心肌梗死时人体分泌的特定蛋白发生化学反应或电化学反应，并检测反应时的化学发光、电化学发光来分析特定蛋白的浓度。肌钙蛋白是目前急性心肌梗死诊断的“金标准”。由于急性心肌梗死时的心肌坏死是不可逆的，所以急性心肌梗死发病后1小时是再灌注的“黄金时间”。如果能在这段时间内实现心肌水平的再灌注，可挽救的心肌数量将急剧增多。因此，快速诊断要求将分析的时间(即从采样到出检测报告的时间)控制在1小时以内。但是，由于心肌肌钙蛋白在心肌损伤后4～6小时才在外周血液中逐渐增高，在12～24小时达到峰值，不利于急性心肌梗死的早期诊断。应用多重标志物已成为急性心肌梗死快速诊断的发展趋势。临床研究显示肌钙蛋白与心脏型脂肪酸结合蛋白、肌钙蛋白与和肽素的联合应用，提高了急性心肌梗死诊断的准确率。多重标志物的应用，将弥补目前单一标志物诊断急性心肌梗死特异性与敏感性不能兼顾的缺陷，可有效提高急性心肌梗死诊断的准确性。在光学上，多重标志物的应用对应于多个化学发光、电化学发光样品的同时发光。对多个发光样品发光强度的分析常采用成像的方式进行：以光学镜头将多个发光样品的发光图像投影到CCD相机的光学敏感面上，由CCD相机采集此发光图像，进而分析各个发光样品的发光强度。然而，由于化学发光、电化学发光都比较弱，并随时间快速衰减，这就给多个发光样品的快速测量带来了困难。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术技术方案提供了一种多样品发光强度的测量系统及方法，可以快速测量多个发光样品的发光强度。为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种多样品发光强度的测量系统，所述测量系统包括：样品盒，所述样品盒用于放置多个阵列排布的发光样品；光纤束，所述光纤束包括多个与所述发光样品一一对应的光纤子束；其中，所述光纤子束一端与所对应的发光样品相对设置，另一端耦合到CCD相机；所述光纤子束作为采集单元，用于采集所对应的发光样品的光强信息，所述CCD相机用于基于所述光强信息成像。优选的，在上述测量系统中，所述CCD相机具有用于和所述光纤子束耦合的光学敏感面；所述光纤子束包括至少一根光纤，所述光纤纤芯的横截面积为S1，光纤芯层的折射率为n1，光纤包层的折射率为n2。优选的，在上述测量系统中，所述光纤子束直接和所述光学敏感面耦合；其中，A为所述光纤束直接与所述光学敏感面耦合采集发光样品光强信息的方法相对于光学镜头成像方法的光强采集增益；η1为光学镜头成像方法对单个发光样品的光强采集率；η2为所述光纤束对单个发光样品的光强采集率；N为所述光纤子束中光纤的根数，N为正整数，S为单个所述发光样品的表面面积；β为光学镜头的放大率；F为所述光学镜头的光圈数。优选的，在上述测量系统中，所述光纤子束通过辅助镜头和所述光学敏感面耦合；其中，A为所述光纤束通过辅助镜头和所述光学敏感面耦合采集发光样品光强信息的方法相对于光学镜头成像方法的光强采集增益；η1为光学镜头成像方法对单个发光样品的光强采集率；η2为所述光纤束对单个发光样品的光强采集率；N为所述光纤子束中光纤的根数，N为正整数，S为单个所述发光样品的表面面积；β为光学镜头的放大率；F为所述光学镜头的光圈数；所述辅助镜头使光强减弱的比例为1-ε；u为所述辅助镜头入射光瞳对所述光纤束的张角；α0为所述光纤出射光束的几何发散角。优选的，在上述测量系统中，所述样品盒包括：多个阵列排布的样品腔室，所述样品腔室用于放置所述发光样品；所述样品腔室具有样品孔，所述光纤子束通过所述样品孔采集所对应的发光样品的光强信息。优选的，在上述测量系统中，所述样品盒具有12×8个所述样品孔，所述样品孔的直径为6.9mm，相邻所述样品孔的间距为9mm；所述发光样品为0.1M的Lumminol溶液、2M的NaOH溶液、0.1M的H2O2溶液配制而成的化学发光试剂。优选的，在上述测量系统中，所述样品盒具有3×3个所述样品孔，所述样品孔的直径为6mm，相邻所述样品孔的间距为8.2mm。所述发光样品为1mM的Lumminol溶液、2M的NaOH溶液、0.5M的H2O2溶液和曲拉通表面活性剂配制而成的电化学发光试剂。优选的，在上述测量系统中，所述样品盒包括：塑料片；设置在所述塑料片表面上的导电层；设置在所述导电层表面上的胶带，所述胶带的上具有露出所述导电层的通孔作为所述样品腔室。优选的，在上述测量系统中，所有所述光纤束的一端通过光纤束架固定，耦合到所述CCD相机，另一端散开，以分别采集所对应的发光样品的发光强度。本专利技术还提供了一种多样品发光强度的测量方法，采用上述任一项所述的测量系统采集发光样品的光强信息，基于所述光强信息成像。通过上述描述可知，本专利技术技术方案提供的多样品发光强度的测量系统及方法中，基于光纤束对多个发光样品的发光强度进行快速测量，能够同时高效率地采集大量微弱发光信号，便于实现快速分析处理，同时也兼具成本低、制作简单和使用范围广的优点。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的一种多样品发光强度的测量系统；图2为光学镜头成像原理示意图；图3为本专利技术实施例计算光纤采集率的原理示意图；图4为本专利技术实施例提供的光纤出射端面用于描述高斯光束坐标轴示意图；图5为本专利技术实施例所述测量系统中发光样品端的结构示意图；图6为本专利技术实施例提供的一种样品盒的俯视图；图7为本专利技术实施例提供的一种光纤束用于和CCD相机耦合的一端端面的俯视图；图8为本专利技术实施例提供的一种光纤子束入光一端的俯视图；图9为本专利技术实施例提供的一种光纤子束与光纤束端面上光纤的对应关系图；图10为本专利技术实施例提供的3×3电化学发光阵列的尺寸示意图；图11为本专利技术导光条束的排布示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。如
技术介绍
中所述，由于化学发光、电化学发光都比较弱，并随时间快速衰减，这就给多个发光样品的快速测量带来了困难。一方面，微弱发光的准确测量，需要镜头有尽可能大的数值孔径以采集尽可能多的发光通量；另一方面，多个样品的同时测量，需要镜头有一定的视场以在空间上包含多个样品的发光区域。但是，对于一个特定的镜头，孔径角和视场尺度的乘积是一个常数，即拉格朗日不变量。换句话说，大孔径和大视场是一对矛盾。因此，通过常规成像方法分析多重标志物的微弱化学发光、电化学发光来早期诊断急性心肌梗死存在着一定的困难。为解决上述问题，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多样品发光强度的测量系统，其特征在于，所述测量系统包括：样品盒，所述样品盒用于放置多个阵列排布的发光样品；光纤束，所述光纤束包括多个与所述发光样品一一对应的光纤子束；其中，所述光纤子束一端与所对应的发光样品相对设置，另一端耦合到CCD相机；所述光纤子束作为采集单元，用于采集所对应的发光样品的光强信息，所述CCD相机用于基于所述光强信息成像。

【技术特征摘要】
1.一种多样品发光强度的测量系统，其特征在于，所述测量系统包括：样品盒，所述样品盒用于放置多个阵列排布的发光样品；光纤束，所述光纤束包括多个与所述发光样品一一对应的光纤子束；其中，所述光纤子束一端与所对应的发光样品相对设置，另一端耦合到CCD相机；所述光纤子束作为采集单元，用于采集所对应的发光样品的光强信息，所述CCD相机用于基于所述光强信息成像。2.根据权利要求1所述的测量系统，其特征在于，所述CCD相机具有用于和所述光纤子束耦合的光学敏感面；所述光纤子束包括至少一根光纤，所述光纤纤芯的横截面积为S1，光纤芯层的折射率为n1，光纤包层的折射率为n2。3.根据权利要求2所述的测量系统，其特征在于，所述光纤子束直接和所述光学敏感面耦合；其中，A为所述光纤束直接与所述光学敏感面耦合采集发光样品光强信息的方法相对于光学镜头成像方法的光强采集增益；η1为光学镜头成像方法对单个发光样品的光强采集率；η2为所述光纤束对单个发光样品的光强采集率；N为所述光纤子束中光纤的根数，N为正整数，S为单个所述发光样品的表面面积；β为光学镜头的放大率；F为所述光学镜头的光圈数。4.根据权利要求2所述的测量系统，其特征在于，所述光纤子束通过辅助镜头和所述光学敏感面耦合；其中，A为所述光纤束通过辅助镜头和所述光学敏感面耦合采集发光样品光强信息的方法相对于光学镜头成像方法的光强采集增益；η1为光学镜头成像方法对单个发光样品的光强采集率；η2为所述光纤束对单个发光样品的光强采集率；N为所述光纤子束中光纤的根数，N为正整数，S为单个所述发光样品的表面面积；β为光学镜头的放大...

【专利技术属性】
技术研发人员：高琛，何潭，陈根，鲍骏，
申请(专利权)人：中国科学技术大学，
类型：发明
国别省市：安徽,34