一种光子计数型多通道时间分辨荧光免疫分析系统，包括光源模块、检测模块以及时间标刻光子计数分析/控制模块；?所述光源模块包括LED（2）以及调制器（1）；?所述检测模块包括第一光纤准直器（3）、光波分复用器（4）、第二光纤准直器（5）、光开关（6）、光纤探头（7）、暗箱（8）、多孔样品板（9）、滤光片（10）以及PMT光子计数头（11），多孔样品板（9）置于暗箱（8）内，光纤探头为多根，每根探头穿过暗箱上的孔，然后悬空置于多孔样品板的相对应的每个孔的上方；?所述时间标刻光子计数分析/控制模块包括控制器（12）及上位计算机（13）；?控制器（12）在接收到上位计算机（13）的命令后，产生触发脉冲的电信号发送给调制器，调制器产生的调制信号控制LED发出激发光脉冲；?LED（2）发出的激发光脉冲依次经过第一光纤准直器（3）、光波分复用器（4）、第二光纤准直器（5）及光开关（6）的选通的测量通道后输出至某根光纤探头（7）；?多孔样品板（8）中样品受激发产生的荧光信号由光纤探头（7）接收后，经由光开关（6）按原路返回至光波分复用器（4），再经过滤光片（10）滤光后被送入PMT光子计数头（11），PMT光子计数头（11）输出的信号被送入控制器（12），控制器（12）将计数结果传入上位计算机（13）。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术属于荧光免疫分析
，涉及一种光子计数型多通道时间分辨荧光免疫分析系统，包括光源模块、检测模块以及时间标刻光子计数分析/控制模块。本专利技术同时涉及上述系统采用的计数方法：脉冲光激发待测样品，样品受激发产生的荧光信号送入PMT光子计数头后输出的脉冲信号的计数方法如下：将激发脉冲光的周期作为计数周期，将每个计数周期划分为多个宽度相同的时间间隔，在每个计数周期里，将该周期的激发光脉冲发送之后检测到的每个光子累加至相应的时窗所对应的存储器中，亦即利用时窗所在区间标刻每个光子在该脉冲周期中的位置，多个周期的计数之后，将上述存储器中的数据传入上位计算机中。本专利技术的多通道时间分辨荧光免疫分析系统，造价低廉，且有很高的灵敏度。【专利说明】
本专利技术属于荧光免疫分析
，具体涉及一种荧光免疫分析系统。
技术介绍
时间分辨突光免疫分析(Time-resolvedFluoroimmunoassay, TRFIA)技术在生物大分子的发光分析研究中已被证明是一种行之有效的工具，其使用三价稀土离子及其螯合物作为长寿命突光示踪剂，对抗原、抗体、核酸探针等物质进行标记。待免疫反应发生后，根据稀土离子螯合物的荧光光谱特性，利用时间分辨荧光检测系统，通过延迟测量，降低本底荧光的影响，测定免疫反应最终产物的荧光强度和寿命，以实现高信噪比的发光分析。将待测物质的荧光强度与浓度-荧光强度标准曲线进行对比，判断反应体系中待分析物的浓度，从而达到定量分析的目的。现有的时间分辨荧光免疫检测仪(专利CN201194014Y)使用自由空间光路传输方式实现荧光免疫检测，该测量系统本质上为透镜与反射镜的组合，该光学系统设计与加工具有一定难度，且系统装配过程中对光路同轴度等参数的要求较高，不利于系统的整体测试与调整。光源采用经过滤波的全谱脉冲激发光，该脉冲的重复频率不可调整，不利于测量具有不同荧光寿命的待测物质。除此之外，其顺序多通道检测能力的通过现有的机械扫描方式实现，因此测量速度慢、便携性差。专利CN202599954U使用机械传动装置实现数据的多路采集，由于机械装置的限制，难以适应仪器小型化的发展趋势。目前，应用于微弱组织体出射光高时间分辨率测量的技术主要有同步扫描相机方法(D.A.Boas, “Hand book of biomedical optics, ” American, CRC Press, 2010)和时间相关单光子计数法(ff.Becker, “Advanced time-correlated single photon countingtechniques, ”Berlin:Springer, 2005)。这两种方法都能实现皮秒乃至飞秒量级的时间分辨率，但是成本十分昂贵，难以真正投入临床使用。在具体的应用中，TRFIA使用具有长寿命的荧光物质，因此对时间分辨率要求相对较低，可以采用分辨率在微秒级别的时间分辨光子计数技术(时间标刻光子计数法)进行测量。本专利技术将从测量系统的改进以及准确对探测到的微弱光信号进行单光子计数分析这两个方面着眼，致力于解决现有时间分辨荧光免疫检测系统所存在的问题。其具体内容包括一种非机械传动模式的多通道时间分辨荧光免疫分析系统，以及适用于该系统的一种异步光子预累加、同步数据存储模式的时间标刻光子计数分析方法。
技术实现思路
本专利技术的目的之一在于提供一种多通道时间分辨突光免疫分析系统，目的之二在于提出一种用于多通道时间分辨荧光免疫分析系统的时间标刻光子计数分析方法。本专利技术解决两个技术问题的解决方案如下:一种光子计数型多通道时间分辨荧光免疫分析系统，包括光源模块、检测模块以及时间标刻光子计数分析/控制模块；所述光源模块包括LED (2)以及调制器(1)；所述检测模块包括第一光纤准直器(3)、光波分复用器(4)、第二光纤准直器(5)、光开关(6)、光纤探头(7)、暗箱(8)、多孔样品板(9)、滤光片(10)以及PMT光子计数头，多孔样品板(9)置于暗箱(8)内，光纤探头为多根，每根探头穿过暗箱上的孔，然后悬空置于多孔样品板的相对应的每个孔的上方； 所述时间标刻光子计数分析/控制模块包括控制器(12)及上位计算机(13);控制器(12)在接收到上位计算机(13)的命令后，产生触发脉冲的电信号发送给调制器，调制器产生的调制信号控制LED发出激发光脉冲；LED发出的激发光脉冲依次经过第一光纤准直器(3)、光波分复用器(4)、第二光纤准直器(5)及光开关(6)的选通的测量通道后输出至某根光纤探头(7)；多孔样品板(8)中样品受激发产生的荧光信号由光纤探头(7)接收后，经由光开关(6)按原路返回至光波分复用器(4)，再经过滤光后被送入PMT光子计数头(11)，PMT光子计数头(11)输出的信号被送入控制器(12)，控制器(12)将计数结果传入上位计算机(13)。上述系统采用的计数方法如下:脉冲光激发待测样品，样品受激发产生的荧光信号送入PMT光子计数头后输出的脉冲信号的计数方法如下:将激发脉冲光的周期作为计数周期，将每个计数周期划分为多个宽度相同的时间间隔，称为“时窗”，且将该时间间隔称为“时窗宽度”，存储时采用与时窗个数相同的存储器；在每个计数周期里，将该周期的激发光脉冲发送之后检测到的每个光子累加至相应的时窗所对应的存储器中，亦即利用时窗所在区间标刻每个光子在该脉冲周期中的位置，多个周期的计数之后，将上述存储器中的数据传入上位计算机中，对所测得的光子数时间扩展曲线的某个特定区间进行积分以及非线性最小二乘拟合，以分别获得荧光强度和荧光寿命；针对所述的PMT光子计数头输出的脉冲信号进行计数的方法主要分为三部分:初始化过程、光子计数过程、数据分析过程，其中:初始化过程:通过上位计算机将测量参数发送至控制器中；测量参数包括时窗个数；时钟计数器的计数阈值；激发光脉冲数，控制器根据所设定测量参数，分配与时窗个数相同的存储器；光子计数过程:该过程共有5个步骤，具体如下:①当控制器产生触发脉冲的电信号时，将该脉冲信号的下降沿作为新计数周期的计数同步信号，此时将时钟计数器与预累加器清零，并将存储地址复位到首个时窗对应的存储器位置；②时钟计数器开始计数，并启动预累加器，对PMT探测到的荧光信号进行光子脉冲触发的异步预累加，在预累加器的计数过程中，同步读取当前存储地址下存储器数据；③当时钟计数器到达所设定的计数阈值时，认为到达所需的时窗宽度，此时将从存储器中读取的数据与预累加器中的计数结果相加，将相加得到的结果写入当前存储地址以更新该存储位置的光子计数值；存储地址加1，切换到下一时窗存储位置，产生时窗切换信号，并将预累加器及时钟计数器清零；④重复步骤②③直到该激发光脉冲的单计数周期中所设定数目的时窗均计数完毕；此时单周期测量结束；⑤重复步骤①②③④，进行多周期重复测量，直至完成所设定激发脉冲数的周期的测量；数据分析过程:将上述存储器中的数据传入上位计算机(13)中，对所测得的光子数时间扩展曲线的某个特定区间进行积分以及非线性最小二乘拟合，以分别获得荧光强度和荧光寿命。本专利技术的有益效果如下:(1)本专利技术采用光纤光路实现光信号的传输，易于装配与调整，且能够有效地避免了外部杂散光信号的干扰；(2)本发本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种光子计数型多通道时间分辨荧光免疫分析系统，包括光源模块、检测模块以及时间标刻光子计数分析/控制模块；?所述光源模块包括LED（2）以及调制器（1）；?所述检测模块包括第一光纤准直器（3）、光波分复用器（4）、第二光纤准直器（5）、光开关（6）、光纤探头（7）、暗箱（8）、多孔样品板（9）、滤光片（10）以及PMT光子计数头（11），多孔样品板（9）置于暗箱（8）内，光纤探头为多根，每根探头穿过暗箱上的孔，然后悬空置于多孔样品板的相对应的每个孔的上方；?所述时间标刻光子计数分析/控制模块包括控制器（12）及上位计算机（13）；?控制器（12）在接收到上位计算机（13）的命令后，产生触发脉冲的电信号发送给调制器，调制器产生的调制信号控制LED发出激发光脉冲；?LED（2）发出的激发光脉冲依次经过第一光纤准直器（3）、光波分复用器（4）、第二光纤准直器（5）及光开关（6）的选通的测量通道后输出至某根光纤探头（7）；?多孔样品板（8）中样品受激发产生的荧光信号由光纤探头（7）接收后，经由光开关（6）按原路返回至光波分复用器（4），再经过滤光片（10）滤光后被送入PMT光子计数头（11），PMT光子计数头（11）输出的信号被送入控制器（12），控制器（12）将计数结果传入上位计算机（13）。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：高峰，万文博，李峰辉，赵会娟，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：
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