专利名称：一种时间分辨荧光免疫分析仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种利用标记物荧光特性进行免疫分析的仪器，属光学分析仪器领域。
时间分辨荧光免疫分析仪是一种利用稀土标记物技术进行超微量分析的仪器，它的高灵敏度和高特异性使它成为目前最具潜力的方法，前途极为广阔。这种仪器的基本原理是将抗体用稀土元素标记制成试样，用一特定光源照射，使样品受激发出荧光，经一定的时间延迟，将背景干挠荧光消除，即为所需的由标记物发出的荧光(所以称为“时间分辨”)。该荧光为一光电系统接受，并经一系列处理后成为数字量，送计算机处理，显示其荧光强度数值，将这些参数和标准试样进行对照，即可作出诊断。这种仪器一般由三大部分构成一是光源部分，它的作用是提供所需的激发能量，一般可采用激光源或高稳定的灯(1)经机械斩波器(4)变成脉冲光，再经反射镜(2)分成两路信号，一路作为激发信号投向样品槽，另一路去控制同步信号发生器(3)。仪器的第二部分是测样进给部分，它包括样品管(6)，步进电机(10)及相应的传动系统和控制电源，它的作用是按检测要求自动送入待测样品。仪器的第三部分是检测部分，它由反射镜(7)及光电倍增管(9)组成，反射镜的作用是将受激发射的荧光信号反射至光电倍增器(9)上，后者输出与荧光强度成正比的电信号。这种电信号再经处理后送计算机。在对电信号进行处理时，传统的处理方式是采用重复积分，模拟变换的方法，这种处理方式其动态范围很小，噪声抑制困难，从而影响了仪器的精度和使用。
本实用新型的目的是提供一种用计算机控制的时间分辨荧光免疫分析仪，它应具有结构简单、测试信号动态范围大，灵敏度较高的特点。
本实用新型的目的是这样实现的一种时间分辨荧光免疫分析仪，它包括光源部分、测样进给部分及检测部分等三大块，其中，光源部分为灯〔1〕、机械斩波器〔4〕、反射镜〔2〕、同步信号发生器〔3〕等，测样进给部分为样品管〔6〕、步进电机〔10〕及相应的传动系统和控制电路等，所述样品管〔6〕置于传送架〔11〕上，后者由步进电机〔10〕拖动，检测部分为反射镜〔7〕、光电倍增管〔9〕及数据处理计算机等，其基本改进之处在于在光电倍增管〔9〕和计算机之间加设一计数接口电路，所述接口电路包括译码及逻辑电路〔20〕、锁存器〔21〕、计数器〔22〕及时基电路〔23〕等，其中，检测信号接至计数器〔22〕的信号输入端，时基电路〔23〕的输出端接至计数器〔22〕的控制端，计数器〔22〕的输出端接锁存器〔21〕的输入端，后者的输出端则接至计算机扩展槽，译码及逻辑控制电路〔20〕的输出则分别接至锁存器〔21〕、计数器〔22〕及时基电路〔23〕的控制端，计算机输出的控制信号则接于译码及逻辑控制电路〔20〕的输入端。
各部分电路的构成为a.译码及逻辑控制电路〔20〕，它由译码器IC1、IC2、IC3、门电路IC13a、IC4、IC14、IC15组成，其中，IC1、IC2、IC3构成地址选择电路，IC13构成各芯片的片选电路，IC4、IC14、IC15构成逻辑控制电路，b.锁存器〔21〕它由IC6、IC7、IC8按串联接法接成24位锁存器，c.计数器〔22〕它由IC9、IC10、IC11串接成24位计数器，d.时基电路〔23〕它由计数器IC12、晶振Z及反相器IC16组成，晶振的信号输出端接于计数器IC12的两个信号输入端，同步信号发生器〔3〕的信号输出端接于IC12的门控信号脚，IC12的信号输出端接至IC14a，被测信号接至IC14c的输入脚。
为了保护计算机，在接口电路中还加设一缓冲器〔24〕，所述缓冲器〔24〕由IC5构成，其11、12、13、14、15、16、17、18脚接锁存器〔21〕输出端，其2、3、4、5、6、7、8、9脚则至接计算机扩展槽，其控制端接至译码及逻辑控制电路〔20〕的输出端。
按照本实用新型制作的免疫分析仪，它通过光子计数法测出荧光强度的数值，经与标准试样值对比，进而得出被测试样中超微量生物活性物质的含量，因此，仪器的动态测量范围大，可达6个数量级；用300W连续氙灯机械斩波，其灵敏度可高达10-12MOLEU/L；检测速度快，每小时可检测200-300个样品；整机结构简单，成本大大低于同类机型，具有较高的稳定性和重显性，也具有较大的实用性。
以下结合附图对本实用新型作进一步详述。
图1是本实用新型的结构示意图；图2是接口电路原理框图；图3是电原理图；图4是检测程序流程图。
本实用新型中的光源采用氙灯，其发出的光为复色光，经斩波后变为500周/秒的脉冲光，脉宽可选为200us，经滤光镜(5)滤光变为320nm的近紫外光。样品被照射后，激发出613nm的荧光，荧光经光电倍增管后变成光子的数字信号，送计算机接口电路进行处理。
接口电路中的译码器IC1-IC3采用74LS138，它完成地址选择。计数器IC9、IC10、IC11采用74LS393。锁存器IC6、IC7、IC8采用74LS373。时基电路中的IC12采用8253。缓冲器IC5采用74LS245。逻辑控制电路中的IC4、IC14采用74LS08，IC13采用74LS21，IC15、IC16采用74LS04。
以下简要说明一下接口电路的工作过程时基电路中的时间控制是对晶振500KHZ脉冲计数来完成的，脉冲周期为2us。IC12的工作摸式选为1，时基信号输入CLOKO和CLOK1(9、15脚)，计数器O用作延时控制，它的门控信号由同步脉冲控制，时间由软件设定，其输出送计数器I，由计数器I对晶振计数，其延时时间即为采样时间。采样时间完成后，IC12的13脚由低变高，经IC15a反相后为低电平，此时IC14c的输出端总为O，相当于将被测信号关闭。
由IC14c输出的门控信号进入计数器IC11，IC11是一个8位二进制计数器，它的12脚为高电平时，输出为O，它不随输入信号而变化，反之，则随之变化，因此，12脚为高电平时是清零，低电平时是计数。其它两个计数器亦如此。
锁存器芯片中，当1脚为低电平时是读出，否则为锁存。它的11脚为低电平时保持原状态，不随输入的变化而变化，为高电平时，状态随输入而变化。
在译码器电路中，IC1的11脚地址设定为3C4，用它来作电平控制，使计数器清零或计数。另外，3C5设定读IC11，3C6读IC10，3C7读IC9。
当选中3C4时，IC9、IC10、IC11的12脚经IC15c反相后为低电平，对计数器清零，与此同时，IC14b的一个输入端为低电平，而它的另一个输入端为高电平，输出为低电平，经IC15b反相后为高电平。此高电平送至IC14D，后者的另一输入端，因IC1的7、9、10脚此时均为高电平，所以IC4a和IC14D的输出都是高电平。锁存器的11脚为高电平，处于跟随状态，既然计数器此时为清零，所以锁存器也处于清零状态。
当IC12的13脚由高变低，采样开始，IC14b输出为低电平，经IC15b和IC14D后，锁有器的11脚为高电平，仍随计数器的变化而变化，完成计数和锁有功能。计数完成后，即顺序读3C5、3C6、3C7三个口址，就可读出计数器所记脉冲信号的个数，并换算出最终的十进制结果。
IC4c、IC4d的作用是驱动，加强抗干挠能力。
本实用新型的全部运作靠计算机进行控制，其核心操作为检测，其流程图示于图4中，该程序摸块有几个子模块组成，其一是参数选择，接不同测定对象选择相应的参数，如浓度、延时、采样、标准点数等；其二是标定，即对每一个标准样品进行检测打印存盘；其三是测定，它要对每一个待测的对象进行检测；其四是回归计算，它的作用是计算出被测样品的有关参数。
权利要求1.一种时间分辨荧光免疫分析仪，它包括光源部分、测样进给部分及检测部分等三大块，其中，光源部分为灯〔1〕、机械斩波器〔4〕、反射镜〔2〕、同步信号发生器〔3〕等，测样进给部分为样品管〔6〕、步进电机〔10〕及相应的传动系统和控制电路等，所述样品管〔6〕置于传送架〔11〕上，后者由步进电机〔10〕拖动，检测部分为反射镜〔7〕、光电倍增管〔9〕及数据处理计算机等，其特征在于，在光电倍增管〔9〕和计算机之间加设一计数接口电路，所述接口电路包括译码及逻辑电路〔20〕、锁存器〔21〕、计数器〔22〕及时基电路〔23〕等，其中，检测信号接至计数器〔22〕的信号输入端，时基电路〔23〕的输出端接至计数器〔22〕的控制端，计数器〔22〕的输出端接锁存器〔21〕的输入端，后者的输出端则接至计算机扩展槽，译码及逻辑控制电路〔20〕的输出则分别接至锁存器〔21〕、计数器〔22〕及时基电路〔23〕的控制端，计算机输出的控制信号则接于译码及逻辑控制电路〔20〕的输入端，各部分电路的构成为a.译码及逻辑控制电路〔20〕，它由译码器IC1、IC2、IC3、门电路IC13a、IC4、IC14、IC15组成，其中，IC1、IC2、IC3构成地址选择电路，IC13构成各芯片的片选电路，IC4、IC14、IC15构成逻辑控制电路，b.锁存器〔21〕，它由IC6、IC7、IC8按串联接法接成24位锁存器，c.计数器〔22〕，它由IC9、IC10、IC11串接成24位计数器，d.时基电路〔23〕，它由计数器IC12、晶振Z及反相器IC16组成，晶振的信号输出端接于计数器IC12的两个信号输入端，同步信号发生器〔3〕的信号输出端接于IC12的门控信号脚，IC12的信号输出端接至IC14a，被测信号接至IC14c的输入脚。
2.根据权利要求1所述的免疫分析仪，其特征在于，所述接口电路中还加有一个缓冲器〔24〕，缓冲器〔24〕由IC5构成，其11、12、13、14、15、16、17、18脚接锁存器〔21〕输出端，其2、3、4、5、6、7、8、9脚则接至计算机扩展槽，其控制端接至译码及逻辑控制电路〔20〕的输出端。
专利摘要一种时间分辨荧光免疫分析仪，它包括光源、测样进给、检测及接口电路等几部分，其中接口电路又由译码及逻辑电路、锁存器、计数器及时基电路等构成。本实用新型利用脉冲光照射被稀土铕标记的待测样，并对受激所发光子计数，从而换算出超微量活性物质含量。该装置结构简单，操作方便，动态测量范围大，灵敏度高，检测速度快，具有较高的稳定性和重显性。
文档编号G01N33/52GK2252991SQ9522312
公开日1997年4月23日 申请日期1995年9月15日 优先权日1995年9月15日
发明者剧庆贺 申请人:剧庆贺