[發明專利]一種基于光熱效應檢測的膠體金試紙條定量檢測裝置及方法

有效

• 申請號: 201710625736.1
• 申請日: 2017-07-27
• 公開（公告）號: CN107478642B
• 公開（公告）日: 2021-02-23
• 發明（設計）人: 蘇樹朋;張鴻雁;高艷;王煜堯;杜淑媛;賈敏
• 申請（專利權）人: 山東師范大學
• 主分類號: G01N21/71
• 分類號: G01N21/71;G01N33/558
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 董潔

本發明涉及一種基于光熱效應檢測的膠體金試紙條定量檢測裝置及方法，基于膠體金試紙條中膠體金顆粒的光熱效應，通過測定膠體金局部區域的特征紅外輻射量來實現定量檢測樣品濃度的目的。它包括膠體金試紙條、激光發生器、激光聚焦鏡、紅外輻射采集傳感器、紅外濾光片。激光發生器發出的特定波長激光經激光聚焦鏡聚焦后照射到試紙條中膠體金區，膠體金吸收光能并轉換為熱紅外輻射，紅外濾光片濾除背景光輻射，濾除雜光后的特征紅外輻射光經紅外輻射采集傳感器轉換某一溫度值，通過建立采集溫度值?膠體金量?樣品濃度之間的關系曲線，來測定樣品濃度。與常規紅外成像檢測光熱效應方法相比，具有結構簡單、價格便宜、穩定高效、易于操作特點。

技術領域

本發明涉及一種基于光熱效應檢測的膠體金試紙條定量檢測裝置及方法，應用于膠體金試紙條定量分析，屬于分析檢測技術領域。

背景技術

膠體金免疫試紙條檢測技術是一種低成本、方便快捷、靈敏度高、穩定性強的快速檢測技術，廣泛應用于食品藥品、醫療衛生領域。膠體金試紙條一般通過試紙條上測試線的顏色變化直觀顯示檢測結果，目測得到定性檢測結果，然而由于無法實現精確定量檢測，限制了膠體金免疫試紙條檢測技術的廣泛應用。

為了實現定量檢測，國內外對膠體金免疫試紙條定量檢測技術及裝置進行了研究開發。目前，主要采用光敏電阻測量方案、反射光纖傳感器測量反射光強方案和圖像傳感器采集圖像方案，對膠體金顏色變化進行定量測定。前兩種方案靈敏度有限，受環境影響明顯，而圖像傳感器采集圖像方案需要強大的數據處理能力，需配置較貴的專門儀器，檢測過程復雜繁瑣，仍需開發新的定量檢測技術。

膠體金是一種高光熱效應的納米顆粒，受到特定波長光的激發可誘大量的熱輻射。因此，可以利用膠體金的光熱效應對膠體金含量進行定量測定，使其可應用于膠體金試紙條的定量檢測。而目前光熱檢測主要采用紅外成像法對膠體金局部區域內的熱輻射進行測量，然后對局部區域內的溫度分布數據求取平均值，來反推膠體金的含量。目前紅外成像法具有一定的缺陷，一是采用紅外成像法直接對膠體金局部區域內的溫度進行采集，并進行平均化處理，易于受背景溫度的干擾，且無法體現膠體金受激發后高紅外熱輻射的優勢；二是紅外成像法需要復雜數據處理，裝置較大且成本較高，不符合膠體金試紙條快速檢測的要求。

因此目前亟需研究一種新型的基于光熱效應檢測的膠體金試紙條定量檢測裝置及方法。

發明內容

針對現有技術存在的不足之處，本發明的目的是提供一種基于光熱效應檢測的膠體金試紙條定量檢測裝置及方法。本發明采用光熱效應對膠體金進行定量檢測的依據是膠體金含量與其所在區域的熱輻射量成正比關系，通過測量膠體金局部區域內的熱輻射量可反推出膠體金含量。與紅外成像法直接測量膠體金局部區域內的溫度不同，本發明的原理是直接檢測膠體金局部區域內的熱紅外輻射，并采用紅外濾光法濾除背景雜輻射，突出膠體金受激發產生的高特征紅外輻射。另外，與紅外成像法需要溫度數據計算不同，本發明采用紅外輻射采集傳感器直接將紅外輻射量轉換為某一溫度值，所得結果簡單，無需復雜數據計算。因此，本檢測裝置和方法具有結構簡單、體積小、成本低、數據處理簡便、檢測結果靈敏且可靠等優點。

實現本發明目的的技術方案為：

一種基于光熱效應檢測的膠體金試紙條定量檢測裝置，該裝置包括膠體金試紙條、激光發生器、激光聚焦鏡、紅外輻射采集傳感器和紅外濾光片；其中，所述激光發生器發出的特定波長激光經激光聚焦鏡聚集后照射到膠體金試紙條上的膠體金檢測區，膠體金吸收光能誘發紅外輻射，所述紅外輻射采集傳感器將紅外濾光片濾除背景雜光后的特征紅外輻射轉換為特定溫度值。

優選的，所述激光聚焦鏡的作用是調整光斑大小，通過調整激光聚焦鏡與膠體金試紙條的相對距離和/或角度，使光斑覆蓋膠體金檢測區域。

優選的，所述激光發生器的激光波長選為膠體金的最佳吸收波長，所述最佳吸收波長范圍為510～540nm。