一种用于物质检测的试剂盒、光学检测系统及检测方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及检测领域，具体涉及一种用于物质检测的试剂盒、光学检测系统及检 测方法。
【背景技术】
[0002] 近年来，对于物质的光学检测已经被广泛用于生物，化工，质检等行业。传统的光 学检测手段一般可分为吸收检测与发射检测。发射检测，即利用了某一类物质具有的荧光 等性质，通过测量样品发射的光线测量其浓度值。吸收检测，即分离出某一单色光照射未知 样品，检测样品对光线的吸收率从而获悉样品的浓度。
[0003] 以上检测方式和检测系统的局限性在于：
[0004] 1、一般的样品对于各个波长的光线有吸收行为，采用窄波长光线对样品某一窄带 宽的光学属性进行测量，降低了检测的灵敏度，故需要采用极为灵敏的传感器，提升了检测 成本。
[0005] 2、目前的检测设备面向属性而不针对物质，使得用户在检测完成后依然需要用户 进行带入标准曲线的分析才能够确定物质浓度。
[0006] 3、传统低成本的小型光学检测设备自动化程度较低，增大了用户的操作困难。而 高成本的检测设备多体积庞大，造成了用户现场检测的困难。
[0007] 4、传统试剂盒多采用瓶装试剂+方形检测板的形式，此试剂盒形式适合采用酶标 仪等大型设备的检测方法，并不适合小型化的检测装置。
[0008] 5、传统检测设备向其他设备输出数据的方法多采用电脑串口输出或USB输出等 有线输出形式，这种输出接口适合在固定场所的分析，却并不能实现面向用户的现场检测。
【发明内容】
[0009] 有鉴于此，本发明提供了一种用于物质检测的试剂盒、光学检测系统及检测方法， 能够增加光学检测系统的灵活运用性，简化了物质检测的操作步骤，且采用光学、自动化以 及无线通行模块的整合体系，使得用户能够使用其他移动终端对检测的各种属性和参数进 行控制和个性化调整，并且能够在非实验室场合对样品进行多通量检测。
[0010] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
[0011] 本发明的一种用于物质检测的试剂盒，该试剂盒为四层圆盘形结构，包括从上到 下顺次连接的顶层、通道层、功能层和底层；
[0012] 其中，所述通道层的圆心周围沿周向均匀加工有圆孔，作为校验位点（4-3);校验 位点（4-3)的外围沿周向均匀加工有与校验位点（4-3)等量的流体通道（4-6);所述流体 通道（4-6)的主体结构为圆孔，圆孔的边缘开有2个沿同一直径方向的条形通道槽；并且各 流体通道（4-6)圆孔的圆心和对应的校验位点（4-3)的圆心在通道层的同一条半径上；
[0013] 所述顶层上加工有成对的检测物入口（4-7)，其对数与流体通道（4-6)的个数一 致，每对检测物入口（4-7)的两个圆孔位置分别与流体通道（4-6)的条形通道槽的两端相 对应；
[0014] 所述功能层上加工有与通道层上的流体通道（4-6)的主体结构相对应的圆孔，作 为检测位点（4-8);功能层上还加工有与通道层相对应的校验位点（4-3)。
[0015] 较佳的，所述试剂盒的四层之间采用胶合或热压键合的方式连接。
[0016] -种基于所述试剂盒的光学检测系统，包括光学系统模块（1)、试剂盒（4)、步进 电机（7)、底层电路板（8)以及用户交互模块（9);
[0017] 所述底层电路板（8)上包含检测传感器（10)、校验传感器（11)和信息处理模块；
[0018] 所述步进电机（7)驱动试剂盒（4)的圆心转动；
[0019] 所述光学系统模块（1)产生两条相同的光线，一条作为检测光线，另一条作为校 验光线；检测光线通过其中一个检测位点（4-8)照射到检测传感器（10)上，检测传感器 (10)接收检测光线并获得光强数据I后，传输给信息处理模块；校验光线通过试剂盒的校 验位点（4-3)照射到校验传感器（11)上，校验传感器（11)接收校验光线并获得光强数据 II后，传输给信息处理模块；
[0020] 信息处理模块对各个检测位点（4-8)的光强数据I和各个校验位点（4-3)的光强 数据II进行综合分析后得到检测结果，并将检测结果发送给用户交互模块（9)。
[0021] 较佳的，所述光学检测系统还包括检测平台（5)和圆盘形支架（6);
[0022] 所述圆盘形支架（6)的半径小于所述试剂盒（4)的校验位点（4-3)所构成的圆的 半径；所述检测平台（5)的圆心处加工有中心圆孔；检测平台（5)上还加工有与检测传感 器（10)和校验传感器（11)相对应的检测通孔和校验通孔；
[0023] 所述检测平台（5)固定安装在步进电机上方；所述圆盘形支架（6)放置在检测平 台（5)上；圆盘形支架（6)与步进电机（7)的输出轴通过检测平台（5)的中心圆孔与圆盘 形支架（6)相连；所述试剂盒（4)固定在圆盘形支架（6)上；步进电机（7)的输出轴带动 圆盘形支架（6)旋转，从而带动试剂盒（4)旋转。
[0024] 较佳的，所述试剂盒（4)的通道层上圆心周围还加工有磁铁定位孔（4-2);且功能 层上也加工有与通道层相对应的磁铁定位孔（4-2);磁铁定位孔（4-2)内装有磁铁，试剂盒 (4)通过磁铁吸附在圆盘形支架（6)上。
[0025] 较佳的，在所述试剂盒（4)的通道层上其中一个校验位点的外围加工有激光定位 零点孔（4-4)，并且该激光定位零点孔（4-4)的圆心、对应的校验位点（4-3)的圆心以及通 道层的圆心在同一条直径上；在流体通道（4-6)外围均匀加工有与流体通道（4-6)等量的 激光定位孔（4-5);并且每个激光定位孔（4-5)的圆心、流体通道（4-6)圆孔的圆心、校验 位点（4-3)的圆心以及试剂盒中心孔（4-1)的圆心在试剂盒的同一条直径上；此外，在所述 底层上，加工有与通道层相对应的激光定位零点孔（4-4)和激光定位孔（4-5);
[0026] 所述光学检测系统（1)还包括激光器I (2)、激光器II (3)、光敏电阻I (12)和光 敏电阻II (13);
[0027] 光敏电阻I (12)和光敏电阻II (13)安装在所述底层电路板⑶上；检测平台（5) 上还有与光敏电阻I (12)和光敏电阻II (13)相对应的零点通孔（14)和定位通孔（15);
[0028] 激光器I (2)通过试剂盒的激光定位零点孔（4-4)和零点通孔（14)照射到光敏 电阻I (12)上，光敏电阻I (12)接收激光，并将激光强度数据I发送给信息处理模块；
[0029] 激光器II (3)通过试剂盒的激光定位孔（4-5)和定位通孔（15)照射到光敏电阻 Π (13)上，光敏电阻II (13)接收激光，并将强度数据II发送给信息处理模块；
[0030] 信息处理模块对激光强度数据I和强度数据II进行分析后，将分析结果发送给用 户交互模块（9);用户交互模块（9)根据分析结果判断试剂盒是否发生位置偏移，当发生位 置偏移时及时校正试剂盒的位置。
[0031] 较佳的，所述光学系统模块（1)包括光源R(6-l)、光源G(6-2)、光源B(6-3)，分光 片I (6-4)、分光片II (6-5)、分光片III (6-6)、分光片IV (6-7)、分光片V (6-8)，准直透镜 (6-9)、光电二极管I (6-10)、光电二极管II (6-11)以及光电二极管III (6-12);
[0032] 其中，分光片I (6-4)、分光片II (6-5)、分光片III (6-6)、准直透镜（6-9)、分光片 IV (6-7)和分光片V (6-8)依次同轴放置；光电二极管I (6-10)、光电二极管II (6-11)和 光电二极管III (6-12)安装在底层电路板⑶上；
[0033] 光源R(6_l)发出的光线，照射到分光片I (6-4)后产生反射和透射两条光线，透 射光线照射到光电二极管I (6-10)，光电二极管I探测光线的强度，并把光线强度发送给 数据处理模块；数据处理模块根据光线强度反馈调节光源以6-1)的光强；反射光线依次透 过分光片II (6-5)和分光片III (6-6)照射到准直透镜（6-9)上；
[0034] 光源G(6-2)发出的光线，照射到分光片II (6-5)产生反射和透射两条光线，透射 光线照射到光电二极管II (6-11)，光电二极管II探测光线的强度，并把光线强度发送给数 据处理模块；数据处理模块根据光线强度反馈调节光源G(6-2)的光强；反射光线透过分光 片III (6-6)照射到准直透镜（6-9)上；
[0035] 光源B(6_3)发出的光线，照射到分光片III (6-6)产生反射和透射两条光线，透射 光线照射到光电二极管III (6-12)，光电二极管III探测光线的强度，并把光线强度发送给数 据处理模块；数据处理模块根据光线强度反馈调节光源G (6-3)的光强；反射光线照射到准 直透镜（6-9)上；
[0036] 所述准直透镜（6-9)将照射到准直透镜（6-9)上的三条反射光线汇聚成一条光 线，该条光线经过分光片III (6-7)反射产生检测光线，经过分光片III (6-7)透射后再经过分 光片IV (6-8)反射产生校验光线。
[0037] 较佳的，信息处理模块与用户交互模块（9)之间进行数据传递时，采用基于协议 的无线通信方式进行。
[0038] 一种基于所述光学检测系统的检测方法，该检测方法针对不同样品中同类物质浓 度的检测，包括如下步骤：
[0039] 步骤101、注入试剂：
[0040] 试剂盒（4)的校验位点（4-3)内不注入任何溶液；将与激光定位零点孔（4-4)同 一条直径上远端的检测位点（4-8)标记为CID = 0 ;将与CID = 0的检测位点（4-8)相邻 的一个检测位点（4-8)标记为CID = 1，将其余检测位点（4-8)按顺序依次标记为CID = 2, 3···，N-l，N为检测位点（4-8)的总数；将与各检测位点（4-8)对应的各校验位点（4-3) 标记为 YID = 0, 1，…，N-I ;
[0041] 在CID = 0的检测位点（4-8)中注入空白对照溶液；在CID = 1的检测位点（4-8) 中注入已知浓度的对照溶液；在CID = 2, 3···，N-I的检测位点（4-8)内注入待检测的不同 样品溶液；然后将试剂盒放置在检测平台的圆盘形支架（6)上，进行下一步；
[0042] 步骤102、调整RGB三原色光源强度：
[0043] 根据需要检测的物质，用户交互模块（9)通过信息处理模块设置RGB三原色光 源，即光源R(6-l)、光源G(6-2)和光源B(6-3)的强度；光电二极管I (6-10)、光电二极管 II (6-11)和光电二极管III (6-12)分别探测光源R(6-l)、光源G(6-2)和光源B(6-3)的强 度，并将RGB三原色光源的强度信息传递给信息处理模块；信息处理模块根据接收到的RGB 三原色光源的强度信息和用户交互模块设置的光强信息，反馈调节RGB三原色光源的强 度，使检测谱线的波段范围适合待检测的物质；
[0044] 步骤103、激光定位初始位置：