一种三磷酸腺苷的荧光检测装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种三磷酸腺苷的荧光检测装置，所述的装置包括计算控制模块，及依次连接的荧光检测模块、荧光采集模块和信号传输模块；通过光伏接法获取被测三磷酸腺苷与荧光素反应发出的荧光信号，将所述荧光信号通过一级ＩＶ转化转成电信号；采用差分输入方式采样电信号并计算分析被测三磷酸腺苷含量。本实用新型专利技术所提供的三磷酸腺苷荧光检测装置，由于只用了一级ＩＶ转化就可以实现荧光到电压信号的转化，减少了系统元件，降低了系统噪声和不一致性；同时采用高分辨率的采样器件实现了更高的检测精度，使检测精度可以达到１０－１５ｍｏｌ，提高了ＡＴＰ的检测精度，克服了现有技术中在ＡＴＰ浓度低时存在的假阳性现象；并且降低了成本。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种生物仪器，尤其涉及一种用于检查食品及卫生监督中三磷酸 腺苷的荧光检测装置。
技术介绍
三磷酸腺苷(Adenosine Triphosphate,ATP)是一切生物体新陈代谢的能量源泉， 普遍存在于一切生物细胞体内，为细胞内各种需能过程提供能量，是细胞生存的必须因素。传统测ATP的方法包括高压液相法、放射性同位素法等。其中高压液相法繁琐且 昂贵，检测时间需要30分钟以上，且不能直接测定ATP的含量，灵敏度仅为毫摩尔级；放 射性同位素方法的灵敏度高，但污染大，需要样品的防护和废弃物处理过程，不适合大量使 用。通过以ATP为能源，荧光素酶催化荧光素氧化发光，如下式荧光索_ATP+荧光素+02 -8 氧化荧光素+AMP+PPi+光 (1 )传统表面皿培养法测定细菌数量需要48小时，但采用荧光检测的原理进行ATP检 测，只需几分钟，甚至可以缩短为几十秒钟。因此该荧光检测方法具有速度快、灵敏度高、易 于操作的优点。近年来，采用了如下的荧光检测传感器光敏二极管(Photo-Diode，PD)，雪崩二 极管(Avalanche Photo Diode，APD)，感光成像系统(ChargeCoupled Device, CCD)或光电 倍增管(PhotomultiplienPMT)检测荧光信号，进一步检测ATP的含量，使得检测设备易于 使用。在以上荧光检测传感器中，由于PD具有可以使用较低的系统供电电压，系统所需能 耗小，体积小巧，所以以PD作为光电传感器的检测装置具有小型化、便携化和电池供电的 特点。但是，目前在以PD作为传感器的荧光检测装置中，如图1所示，为了检测微弱的荧 光信号，采用了多级放大方式对荧光信号进行放大，由于该方式器件多，存在以下问题1) 系统中会存在较多的器件噪声；2)器件多会使对于同一个荧光强度，不同机器间的检测电 压的一致性受到影响。使得现有技术的荧光测量方法中ATP检测精度都不高，一般只能达 到 l(T13mol。因此，现有技术还有待改进和发展。
技术实现思路
本技术的目的在于，针对现有技术的上述缺点，提供了一种成本低、具有更高 检测精度的用于检测三磷酸腺苷含量的荧光检测装置。本技术的技术方案是一种三磷酸腺苷的荧光检测装置，包括计算控制模块，其中，还包括依次连接的荧 光检测模块、荧光采集模块和信号传输模块；其中，所述荧光检测模块，用于通过光伏接法获取被测三磷酸腺苷与荧光素反应发出的 荧光信号，并将所述荧光信号通过一级IV转化转成电信号；所述荧光采集模块，用于采用工作在差分输入模式的AD采样器采样所述电信号；所述信号传输模块与所述计算控制模块连接，用于将所述荧光采集模块采样的电 信号发送到所述计算控制模块；所述计算控制模块，用于根据所述采样的电信号，计算分析被测三磷酸腺苷含量。所述的荧光检测装置，其中，还包括电子开关模块，所述电子开关模块连接所述计 算控制模块，用于给所述荧光检测模块和荧光采集模块提供稳定的工作电压，并在荧光检 测装置开盖时，切断所述荧光检测模块和荧光采集模块的电源。所述的荧光检测装置，其中，所述荧光检测模块包括光电二极管和一运算放大器， 所述光电二极管并联在所述运算放大器的两输入端；所述光电二极管的正极通过第一 RC并联网络接参考电压；所述光电二极管的负极通过第二 RC并联网络接所述运算放大器的输出端。所述的荧光检测装置，其中，所述荧光采集模块包括工作于差分输入模式的AD采 样器；所述AD采样器的正差分输入端通过第一保护电阻(R4)连接所述运算放大器的输 出端；所述AD采样器的负差分输入端通过第二保护电阻(R5)连接所述运算放大器的同 相输入端；所述AD采样器的两差分输入端之间连接有低通滤波网络，用于滤除所述电信号 中的高频成分。所述的荧光检测装置，其中，所述低通滤波网络的3DB截至频率为10Hz。所述的荧光检测装置，其中，所述低通滤波网络由第六电阻(R6)和第三电容(C3) 组成。所述的荧光检测装置，其中，所述第一保护电阻(R4)和第二保护电阻(R5)的阻值 小于第六电阻(R6)。本技术所提供的三磷酸腺苷荧光检测装置，由于只用了一级IV转化就可以 实现荧光到电压信号的转化，减少了系统元件，降低了系统噪声和不一致性；同时采用高分 辨率的采样器件实现了更高的检测精度，使得检测精度可以达到10_15mol，提高了 ATP的检 测精度，克服了现有技术中在ATP浓度低时存在的假阳性现象；并且降低了成本。附图说明图1是现有技术传统的荧光检测电路结构示意图；图2是本技术实施例的荧光检测仪的总体结构框架图；图3是本技术实施例的荧光检测模块的一种具体实现电路原理图；图4是本技术实施例的荧光检测模块电路与荧光采样模块电路连接图；图5是本技术实施例的电子开关电路。具体实施方式为使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并举实施 例对本技术进一步详细说明。本技术实施例的用于检测三磷酸腺苷含量的荧光检测装置，如图2所示，其 包括计算控制模块200，还包括依次连接的荧光检测模块130、荧光采集模块120和信号传 输模块110。其中，荧光检测模块130通过光伏接法获取被测三磷酸腺苷与荧光素反应发出 的荧光信号，并将所述荧光信号通过一级IV转化转成电信号。荧光采集模块120用于采用 差分输入方式采样所述电信号。信号传输模块110用于将所述荧光采集模块采样的电信号 发送到所述计算控制模块。计算控制模块200用于根据所述采样的电信号，计算分析被测 三磷酸腺苷含量。为了减少器件产生的噪声和漂移影响，应尽量在前端采用较少的器件实现荧光信 号的获取。本实施例中，荧光检测模块130的一种具体实现电路原理图如图3所示，其包括 光电二极管PD和运算放大器TO，光电二极管PD并联在所述运算放大器的两输入端。光电 二极管PD的正极通过第一 RC并联网络接参考电压Vref ；光电二极管PD的负极通过第二 RC并联网络接所述运算放大器的输出端。其中第二 RC并联网络由第一电阻Rf和第一滤波 电容C1组成，第一 RC并联网络由第二电阻R2和第二滤波电容C2组成。由于采用光电二极PD管作为微弱ATP荧光检测的传感器元件，并采用了光伏接 法，在此接法中光电二级管PD两端的偏置电压为零。在光伏模式时，增益较小，光电二极管 PD可以非常精确地线性工作，此时输出电压 (1)为了可以分辨荧光的微小变化，采用高分辨率的AD采样器件，在器件的选择上考 虑具有分辨率高、输入阻抗大、抗干扰能力强的特点，可以实现荧光信号的微小分辨。本实 施例中，荧光采集模块120与荧光检测模块130电路连接图如图4所示，其中荧光采集模块 电路120包括工作于差分输入模式的AD采样器；AD采样器的正差分输入端(如图4所示 的AIN+)通过第一保护电阻R4连接所述运算放大器的输出端；AD采样器的负差分输入端 (如图4所示的AIN-)通过第二保护电阻R5连接所述运算放大器的同相输入端；AD采样器 的两差分输入端之间(AIN+，AIN-)连接有低通滤波网络，用于滤除所述电信号中的高频成 分。由上可见，在本实施例中IV转换之后直接用高分辨率的采样器件，比图1所示的 现有技术传统的荧光检测电路，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种三磷酸腺苷的荧光检测装置，包括计算控制模块，其特征在于，还包括依次连接的荧光检测模块、荧光采集模块和信号传输模块；其中，所述荧光检测模块，用于通过光伏接法获取被测三磷酸腺苷与荧光素反应发出的荧光信号，并将所述荧光信号通过一级Ⅳ转化转成电信号；所述荧光采集模块，用于采用工作在差分输入模式的ＡＤ采样器采样所述电信号；所述信号传输模块与所述计算控制模块连接，用于将所述荧光采集模块采样的电信号发送到所述计算控制模块；所述计算控制模块，用于根据所述采样的电信号，计算分析被测三磷酸腺苷含量。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张小辉，曹妮妮，吴维哲，谭晓辉，叶慧，刘逸秋，
申请(专利权)人：深圳市朗石生物仪器有限公司，
类型：实用新型
国别省市：94[中国|深圳]