[發明專利]基于集成掃描儀實現對濃度的定量檢測裝置及其檢測方法

在審

• 申請號: 201810187863.2
• 申請日: 2018-03-07
• 公開（公告）號: CN108489973A
• 公開（公告）日: 2018-09-04
• 發明（設計）人: 李曉春;侯鵬飛;張校亮;冷子軒;于化忠
• 申請（專利權）人: 太原理工大學
• 主分類號: G01N21/78
• 分類號: G01N21/78;G01N21/84;G01N21/59;G01N21/33;G01N1/28;G01N1/30
• 代理公司: 太原晉科知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 14110
• 代理人: 任林芳

本發明屬于濃度檢測領域，具體涉及一種基于集成掃描儀實現對濃度的定量檢測裝置及其檢測方法，該方法通過定量檢測裝置完成，所述定量檢測裝置包括STM32開發板，平板掃描儀、96微孔板和試紙條，所述方法是先將待測溶液加入至96微孔板中或將試紙條浸泡在待檢液中進行染色，隨后使用掃描儀對96微孔板或試紙條進行掃描得到掃描儀輸出圖像，得出被測濃度值。本發明基于掃描儀掃描成像以及STM32開發板分析處理，實現待測樣品濃度的定量檢測及顯示，具有操作簡便、集成化、全自動化、成本低廉以及精度值高等優點，特別適用于離線快速檢測。

技術領域

本發明屬于濃度檢測領域，具體涉及一種基于集成掃描儀實現對濃度的定量檢測裝置及其檢測方法。

背景技術

比色學作為一門技術手段，因其操作簡便且測量準確等優點已經廣泛應用于農殘檢測、毒品檢測及人體生物分子檢測等多個領域中。比色分析是通過人眼直接觀察或利用顏色分析軟件對樣品檢測區的數字圖片進行色度學定量分析，包括RGB、CMYK、HSB等，以便確定溶液濃度與各種色度值的某種線性或非線性關系，進而分析未知樣品得到其濃度值或者其他參數值。獲取高質量的樣品圖片是比色分析中相當關鍵的步驟。隨著人們對高質量圖片的不斷追求，掃描儀因其可消除環境光強對成像的影響以及具有接近日照光的光源等眾多優點而倍受研究學者青睞。如Wen等人利用透射式掃描成像獲取了通過銀染顯色和共價結合綁定在透明聚碳酸酯基底上樣品的圖片，實現了對人體IgG的定量檢測（Jing Wen.,Xiaoli Shi.,Yining He.,Jianjun Zhou.,Yunchao Li.,Novel plastic biochips forcolorimetric detectionof biomolecules, Analytical and bioanalyticalchemistry, 2012, 404 (6-7):1935-1944）。除此之外，Abe等人利用噴墨打印技術在濾紙上制備了微流通道，利用掃描儀成像實現了有機磷農殘檢測（Abe K, Suzuki K, CitterioD, Inkjet-Printed Microfluidic Multianalyte Chemical Sensing Paper.Analytical chemistry, 2008 ,80(18):6928-6934）。Soldat等人通過對96微量比色皿中的溶液掃描成像，進一步說明了比色分析在某種程度上可以完全取代光譜儀。（Douglas J.Soldat, Phillip Barak, and Brian J. Lepore, Microscale ColorimetricAnalysisUsing a Desktop Scanner and Automated Digital Image Analysis. Journalof Chemical Education,2009,86(5):617-620）。

對于掃描儀的改進方面，人們也進行了很多嘗試。在掃描較厚的文件時，為減少外部光源的影響，日本專利申請公開No.2002-185796公開了一種能校正已經受到外部光影響的輸出圖像的復印機。該復印機以傳感器檢測的強度級別為基礎，修改用于處理從文件掃描出的圖像數據的條件，從而根據檢測的光級別校正輸出圖像。該專利發明人使用CCD行傳感器延伸超過文件掃描區域，并用延伸超過該區域的部分代替用于檢測外部光的光強檢測傳感器。另外，申請人為日本的中野惠一，公開號為200710102538發明專利“具有平板掃描儀的圖像讀取裝置”中，提出了在不設置用于檢測外部光的單獨傳感器的情況下，能可靠檢測出在掃描操作期間穿透文件支撐基部并且對從放置在透明構件上的文件掃描圖像產生影響的外部光的裝置。這兩項發明都只是在更好地減小外部光的影響上對掃描儀進行了改進，但并沒有對其用于圖像處理提出任何改進。

發明人為李曉春等人，公開號為103674856A發明專利“基于掃描及色度分析的微通道用于有機磷農殘速測方法技術領域”提出了一種適合掃描的微通道，并利用分析色度值進而實現對有機磷農殘的快檢、定量檢測方法，該專利只是用掃描儀獲取清晰度更高的圖像，再通過Photoshop進行分析。不足之處是該方法無法實現全自動化檢測，對于現場快速檢測而言操作步驟較為復雜，因此不利于現場快速檢測應用的普及。