一种贫血测定仪的制作方法

本发明涉及血液中物质浓度的测定，具体涉及一种贫血测定仪。

背景技术：

通常对贫血的测定依赖于血细胞分析仪等，由于多指标以及检测方法的原因，血液样本需要进行额外的处理，例如溶血等方式，用血量大；检测方法采用免疫分析、化学发光和比色等方法，更需要添加额外的试剂。

特别是对于缺铁性贫血中的血清铁指标，需要对血液中的红细胞和血清进行前期分离的预处理，通过化学比色的方法检测；测定方法繁琐、周期长，必须通过检验科室才能提供给临床科室需要的结果。

因此，针对以上问题，需要一种血液样本量少、测试方法简单、无需前期处理血液样本、又能快速检测的仪器，可以直接应用于临床科室，有利于临床的快速诊断及治愈效果的临床评估。

技术实现要素：

因此，本发明要解决的技术问题在于一种血液样本量少、测试方法简单准确、无需前期处理血液样本、又能快速地测定血液样本中物质的浓度参数，因此，需要一种能够测定包括缺铁性贫血、营养性贫血等在内的血液样本中物质的浓度参数，应用于临床的快速诊断及治愈效果评估的一种贫血测定仪。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：

a)特定波长光源的激发光与样本池或样本的表面成角度α照射样本；上述角度α是光源的激发光方向与样本池或样本前表面的夹角；上述特定波长光源是半导体光源；上述样本池或样本是指血液样本

b)光电接收器接收样本池或样本受光源激发光激发后发射的表面荧光并转换为电信号；光电接收器的接收位置是上述表面荧光的发射方向；光电接收器通过光电转换输出电信号；上述光电接收器是电真空器件或半导体器件。

c)对上述电信号的驱动控制、采集测量并定量分析及输出显示血液样本中物质浓度参数的中央处理模块；驱动控制上述光源的照射光强度及光电接收器输出的电信号的增益；采集测量上述光电接收器输出的电信号并量化为数据；再定量分析上述量化后的数据，通过定量分析软件的线性运算输出显示血液样本中物质的浓度参数。

在本发明一种贫血测定仪中，特定波长光源的激发光与样本池或样本的表面成角度α照射血液样本；上述特定波长是指血液样本中的物质受光源激发光照射产生的发射荧光波长，其波长决定于该物质受激发后的荧光特性；上述角度α是光源的激发光方向与样本池或样本前表面的夹角；上述夹角是锐角；光源的激发光与样本池或样本的表面成角度α照射血液样本，可以比中心照射方式更容易得到荧光发射峰；进一步的，根据血液样本中不同物质的荧光特性，上述角度α会有所异同。

本发明一种贫血测定仪中，光源是上述特定波长的半导体器件；进一步的，上述光源属于单色窄带波长的半导体光源，例如发光二极管led；进一步的，上述单色窄带波长的光源激发光能高效激发针对血液样本中所含特定物质的发射的荧光。

在本发明一种贫血测定仪中，光电接收器接收样本池或样本受激发光激发后发射的表面荧光并转换为电信号；上述发射的表面荧光是血液样本前表面受激发光激发而发射的前表面荧光；上述前表面荧光光学路径没有穿过血液样本而直接发射，能够被光电接收器完整地接收。

在本发明一种贫血测定仪中，光电接收器的接收位置是上述前表面荧光的发射方向；进一步的，上述发射方向是前表面荧光发射最大强度的方向；进一步的，光电接收器将上述表面荧光的发射方向接收前表面荧光，进行光电转换为电信号；进一步的，光电接收器属于一种宽带、高灵敏度半导体或电真空器件，例如光电二极管或光电倍增管。

在本发明一种贫血测定仪中，包含的驱动控制、采集测量和定量分析上述电信号并输出显示血液样本中的物质浓度参数的中央处理模块。

其中，驱动控制是为特定波长光源和光电接收器提供所需的驱动功率和电能；特定波长光源将电能转换为激发光，同时，上述驱动控制还控制光源的激发光强度；进一步的，激发光强度的控制是为获得最强的血液样本中物质的表面荧光；上述驱动控制还调整光电接收器的增益，使光电转换过程中的光电接收器具有最佳的信噪比。

其中，采集测量是采集光电接收器光电转换的电信号；进一步的，上述电信号的采集是光源开始发光血液样本中物质发射的表面荧光；和光源结束发光后持续的表面荧光；进一步的，对上述两个发射的表面荧光经过光电接收器光电转换的电信号，再进行高精密度的量化为数据，即a/d转换，完成表面荧光的采集过程。

其中，定量分析上述量化后的数据，通过与血液中物质的标准浓度数据，进行线性拟合的软件算法，获得血液中物质的标准浓度校正曲线；进一步，对依据上述校正曲线测定的血液样本物质的浓度参数输出并显示。

在本发明一种贫血测定仪中，由上述驱动控制、采集测量和定量分析组成的中央处理模块，通过同步时序指令，对包括对光源的开关时间，采集血液样本中物质发射的表面荧光时间段的选择；也包括对采集测量的量化数据的处理和分析。

本发明一种贫血测定仪中，可以测定一个血液样本中的多个物质浓度参数或多个血液样本的同一物质浓度参数；即多通道的，多浓度参数的，对同一血液样本中不同的物质浓度参数，不同的血液样本的测定。

在多个物质浓度测定时光源的激发光照射方向与样本池或样本前表面的夹角的空间分布符合权利1所述的角度α；进一步的，上述角度对于血液样本的不同物质会有所差别；进一步的，上述角度能够获得最大的表面荧光发射强度和荧光发射峰。

本发明的优点。

本发明一种贫血测定仪，是一种采用光电转换方式测量血液样本中物质的表面荧光，光源激发光与血液样本表面成角度的激发方式，可以获得更大的荧光发射强度，也更符合对血液样本中物质浓度参数的测定；同时，测定需要的血液样本量少，例如10μl；无需前期处理的快速检测；可以直接应用于临床科室，有利于临床的快速诊断及治愈效果的临床评估；多通道，多参数为包括缺铁性贫血、营养性贫血等在内的贫血类型的划分提供参考诊断依据；也可以是一种在家庭使用的，对孕妇、婴幼儿、老年人营养状况的评估，作为膳食优化和指引的定量依据。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1依据本发明实施的前表面荧光检测的配置示意图。

图2依据本发明实施例的典型实例示意图。

图3多通道多参数的实施例示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，不可能穷尽全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域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，都属于本发明保护的范围。

图1的示意图是一组代表性的、基本原理性的实施例说明；图1是一种单通道的测定血液样本中单一物质的浓度参数。

图1中的图示流程；一个特定波长光源(1)是单色窄带波长的led光源；驱动控制(4)使用恒流源驱动led光源发光；led光源提供稳定的激发光照射血液样本(2)；进一步的，光电接收器(3)接收血液样本(2)的表面荧光通过光电转换输出电信号；驱动控制(4)控制光电接收器(3)的增益，即控制电信号的输出；进一步的，采集测量(5)按照同步时序量化电信号为数据并采集输出；进一步的，定量分析及输出显示(6)对量化数据进行分析和运算，输出显示血液样本中物质的浓度参数；中央处理模块(7)通过同步时序指令，对包括对光源的开关时间，采集血液样本中物质发射的表面荧光时间段的选择；也包括对采集测量的量化数据的处理和分析。。

图1的光源(1)激发光以角度α照射血液样本(2)的前表面；血液样本中的物质受激发发射荧光；上述发射荧光可能包含血液样本中的很多物质，因此使用上述的与血液样本中的物质特性对应的单色窄带波长的光源激发光激发血液样本(2)的前表面，由驱动控制(4)控制光源(1)激发光的强度，获得血液样本中特定物质发射的表面荧光。

血液样本(2)前表面的表层血液样本，通过激发光激发发射的表面荧光，在表面荧光最大强度位置由光电接收器(3)接收；光电接收器(3)可以是光电二极管或光电倍增管，对表面荧光的波长及强度具有较好的灵敏度；同时，由驱动控制(4)调节光电接收器(3)的增益，将上述表面荧光光电转换为电信号。

图1的采集测量(5)采集光电接收器(3)接收血液样本中的物质受激发后发射表面荧光的电信号；再对电信号进行a/d转换量化为数据，完成表面荧光的采集过程。

图1的定量分析及输出显示(6)，包括定量分析上述量化后的数据，通过与血液中物质的标准浓度数据，进行软件算法的线性拟合，获得血液中物质的标准浓度校正曲线；对依据上述校正曲线测定的血液样本物质的浓度参数输出并显示。

图1的驱动控制、采集测量并定量分析及输出显示血液样本中物质浓度参数的中央处理模块(7)，是驱动控制(4)、采集测量(5)并定量分析及输出显示(6)的总称；通过同步时序指令，对包括对光源的开关时间，采集血液样本中物质发射的表面荧光时间段的选择，处理驱动控制、采集测量和定量分析相互间的时序控制；中央处理模块(7)是嵌入式工业计算机或由arm组成的电路系统；中央处理模块(7)和定量分析及输出显示(6)可以组合成独立的，通过操作系统和定量分析软件硬件结合的控制系统；定量分析及输出显示(6)中的显示是一个显示模块，例如带触摸屏的lcd显示器或二极管数码显示组件；而驱动控制(4)、采集测量(5)也是一种控制板的组合，独立于上述控制系统驱动光源(1)并采集光电接收器(3)的光电转换信号；上述两个独立系统之间需要通讯协议的联机。

图2依据本发明实施例的典型实例；这个典型实例是血液锌原卟啉测定仪；用于测定血液中锌原卟啉物质的浓度参数；锌原卟啉是贫血诊断中缺铁性贫血的重要指标；也是铅中毒引起血液红细胞锌原卟啉物质浓度异常的辅助诊断指标。

图2中的样本池或样本(2)是含有锌原卟啉物质的全血样本，其要求的激发光波长是425±10nm；而光源(1)的半带宽波长一般都超出了上述全血样本中锌原卟啉物质要求激发光的波长；上述光源(1)是单色窄带的led二极管，波长范围360-450nm；因此，需要通过滤光片1(21)获得锌原卟啉物质要求的单色窄带的激发光；上述滤光片1(21)是属于单色带通滤光片，其带通波长具有比上述锌原卟啉物质要求的激发光波长更小的半带宽，以此获得对锌原卟啉物质更有效的激发；同时由滤光片1(21)获得的窄带的激发光不会导致上述血液样本中其他物质被激发或少激发，消除因此造成的不必要的干扰；同时，增加的光学透镜(23)，是将上述激发光汇聚，防止激发光的散射光干扰；激发光以角度α经滤光片1(21)及光学透镜(23)汇聚后照射到血液样本的前表面，从而发射表面荧光；这个表面荧光的波长是不同于激发光波长，是比激发光波长长的荧光。

同理，光电接收器(3)的前端也增加滤光片2(22)和光学透镜(24)；滤除由于激发光带来的干扰及表面荧光的有效汇聚；滤光片2(22)也是属于单色带通滤光片，其带通的波长是血液样本中锌原卟啉物质被激发后产生的表面荧光的波长；光电接收器(3)将表面荧光光电转换为电信号；光电接收器(3)是光电倍增管。

图2中驱动控制(4)为上述光源和光电接收器提供所需的驱动功率，并控制上述光源(1)的激发光强度和控制光电接收器(3)的增益；采集测量(5)采集光电接收器(3)输出的电信号，经过12bit的a/d转换器量化为数据，提供给定量分析及输出显示(6)；他们共同组成的主控制板，通过总线与中央处理模块(7)通讯和传输数据。

定量分析及输出显示(6)将上述量化的数据，通过与血液中锌原卟啉物质的标准浓度数据，进行软件算法的线性拟合，获得血液中锌原卟啉物质的标准浓度校正曲线；和中央处理模块(7)嵌入式工业计算机，一起组成了软硬件系统；定量分析及输出显示(6)中的显示是带触摸屏的lcd显示器；通过上述显示器触摸键的操作，对依据上述校正曲线测定的血液样本物质的浓度参数予以显示。

图3中是多通道多参数的测定血液样本中物质的浓度参数的实施例；是基于单通道单参数的一种扩展；其原理符合图1所有共性的要求；特别的，对于贫血类型的划分，至少需要血液中三个物质浓度参数的表达；他们分别用不同波长的激发光测定血液中对应物质浓度参数；同样的，光源(1)、光源(11)、光源(12)激发光以角度α依次照射血液样本(2)的前表面；血液样本中的物质受激发发射荧光；三个光电接收器(3)、光电接收器(31)、光电接收器(32)依次分别接收发射的表面荧光并转换为电信号。

图3多通道多参数的实施例，光源(1)、光源(11)、光源(12)，优选的，自汇聚的独立波长的光源组件，其焦斑≤2mm；上述光源组件也可以通过调整角度α，获得血液样本中不同物质所需要的激发光；光电接收器(3)、光电接收器(31)、光电接收器(32)，优选的，一体化高度集成的阵列光电二极管，保证器件性能的一致性。

由驱动控制(4)、采集测量(5)并定量分析及输出显示(6)组成的中央处理模块(7)，是有别于图1所示的单通道方式的采集同步时序；增加了分别对各个光源的开关和不同的光电接收器的控制时序，避免不同波长相互之间的干扰；同时，由于共用一个血液样本，省去了加样时间；同一样本多参数的表达，提高了血液样本的利用效率；

其中，通过驱动控制(4)、采集测量(5)多路i/o端口控制不同的光源和光电接收器，保证了各通道的独立性；定量分析及输出显示(6)通过与对应物质的标准浓度数据，分别进行线性拟合，获得血液中对应物质的标准浓度校正曲线；对依据上述不同的校正曲线测定的血液样本物质的浓度参数输出并显示。

多通道多参数的实施例，是一种高度集成、即时测定的多参数的贫血测定仪，上述这种多通道多参数的，也适合于家庭，用以评估孕妇、婴幼儿、老年人营养状况，作为膳食优化和指引的定量依据。