基于CCD的胶体金试纸条光电检测仪器设计及实验研究

合集下载

ccd检测实验实验报告

ccd检测实验实验报告CCD检测实验实验报告引言：CCD（Charge-Coupled Device）是一种光电转换器件，广泛应用于图像传感、光学测量等领域。

本实验旨在通过对CCD的检测实验，探究其在不同条件下的工作性能，并研究其在图像传感方面的应用。

一、实验目的本实验的主要目的有以下几点：1. 了解CCD的基本原理和结构。

2. 掌握CCD的工作特性及其在图像传感方面的应用。

3. 研究CCD在不同条件下的工作性能，如光照强度、温度等因素对其影响。

二、实验原理CCD是由一系列电荷传输单元组成的，其结构类似于电容器阵列。

当光照射到CCD表面时，光子会激发出电子，这些电子被聚集到电荷传输单元中，并通过电压控制进行传输。

最后，这些电子被转化为电压信号，进而形成图像。

三、实验步骤1. 准备工作：将CCD与电路连接好，并将其固定在实验台上。

2. 调节光照强度：调整光源的亮度，使其光照强度适合实验要求。

3. 测量电压信号：使用万用表测量CCD输出的电压信号，并记录下来。

4. 改变光照强度：调整光源的亮度，再次测量电压信号，并记录下来。

5. 改变温度条件：通过加热或冷却CCD，改变其工作温度，并测量电压信号。

6. 分析数据：根据实验数据，分析CCD在不同条件下的工作性能。

四、实验结果与讨论通过实验测量，我们得到了一系列CCD输出的电压信号数据。

根据这些数据，我们可以观察到以下现象和规律：1. 光照强度与电压信号呈正相关关系：随着光照强度的增加，CCD输出的电压信号也随之增加。

这是因为更多的光子被激发出电子，使得电荷传输单元中的电荷量增加。

2. 温度对CCD工作性能的影响：随着温度的升高，CCD的输出电压信号会减小。

这是因为温度升高会增加电子的热激发，导致电子从电荷传输单元中泄漏出去，减少了输出电压信号。

3. CCD的线性范围：在一定范围内，CCD的输出电压信号与光照强度呈线性关系。

但当光照强度过高或过低时，CCD的输出电压信号会出现非线性的情况。

CCD光电测量实验报告

CCD光电测量实验报告一、实验目的本次实验旨在利用CCD光电测量仪对光的强度进行测量，并探究光强与入射光源强度、光透过介质厚度之间的关系。

二、实验原理CCD光电测量仪是一种利用CCD传感器对光信号进行接收和处理的仪器。

在实验中，我们使用的CCD光电测量仪由一个光电二极管和一个CCD传感器组成。

当光线入射到光电二极管上时，产生的电流信号经过放大和数字化处理后，可以得到与光强相关的电压值。

根据光强与入射光源强度和介质厚度之间的关系，我们可以得到以下公式：I=I₀e^(-αx)，其中I为通过介质的光强，I₀为入射光源的强度，α为吸收系数，x为介质的厚度。

三、实验步骤1.将光源与CCD光电测量仪连接起来，确保光线可以正常射入光电二极管。

2.打开CCD光电测量仪的软件，将测量仪初始化，并进行预热。

3.调整光源的强度，使得在测量时可以得到较高的信号强度。

4.在CCD光电测量仪的软件中设置测量参数，包括采样频率和采样时间等。

5.将待测介质放置在光源和CCD光电测量仪之间，并调整介质的厚度。

6.开始测量，并记录测量结果。

四、实验结果和分析通过实验我们获得了一系列的测量数据，并利用这些数据绘制了光强随介质厚度变化的曲线图。

根据图中的曲线，我们可以看出光强随着介质的厚度增加而减小，符合指数衰减的规律。

同时，我们还可以利用测量的数据拟合出吸收系数α的取值。

通过进一步的分析，我们发现光强与入射光源强度之间的关系不是线性的，而是服从指数衰减的规律。

这是因为光在介质中会被吸收、散射等过程所影响，导致光的强度随着传播距离的增加而减小。

五、实验总结本次实验使用CCD光电测量仪对光强进行测量，得到了光强与入射光源强度、介质厚度之间的关系。

通过实验我们发现，光强随着介质厚度的增加而减小，符合指数衰减的规律。

这为我们进一步研究光在介质中传播和吸收的过程提供了一定的理论依据。

在实验过程中，我们还发现了一些问题，例如实验中产生的误差以及测量过程中的误差。

基于线阵 CCD 的智能化金属丝弹性模量测量仪设计

基于线阵 CCD 的智能化金属丝弹性模量测量仪设计陈诚;李香莲;刘伟伟;张冬阁【摘要】This paper based on the Michelson interferometer uses the stress testing module and the linear CCD microcontroller counting module to design the intelligent wire elastic modulus measuring instrument,and the experiments have been carried out to verify the measuring instrument.The instrument adopts TSL1401 linear CCD to capture the light intensity signal interference rings,records signals by the single chip microcomputer accurately and automatically ,and displays the number of interference circle stimulation, then gets the measurement of elastic modulus of metal wire.Experiments show that the design of wire elastic modulus measuring instrument can realize the intelligent measurement with characteristics of simple structure and high precision.%在迈克耳孙干涉仪的基础上，用应力测试模块、线阵 CCD 单片机计数模块设计了智能化金属丝弹性模量测量仪，并对该测量仪进行了实验验证。

一种胶体金便携式CCD读数仪的图像采集装置[实用新型专利]

专利名称：一种胶体金便携式CCD读数仪的图像采集装置专利类型：实用新型专利
发明人：王振江,张明洲,骆志成,方美明,毕建伟,樊伟东,刘卫,晏艳
申请号：CN201420649686.2
申请日：20141103
公开号：CN204392398U
公开日：
20150610
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型涉及一种胶体金读数仪。

一种胶体金便携式CCD读数仪的图像采集装置，该装置的卡片座的前端设置有开口的凹槽，上卡片座设置在凹槽的上方形成样品槽，样品槽与插入口相对接，样品槽的上方敞口，样品槽的后端设置压片；卡片座的后端设置有固定槽，CCD座的下端固定设置在固定槽内，上端设置有CCD安装口，CCD摄像头安装设置在CCD安装口内，CCD摄像头的镜头正对样品槽；CCD安装口的外侧下方设置有连接柱，发光光源固定设置在连接柱上，发光光源中部设置有供光线或镜头穿过的中孔。

本实用新型结构紧凑，大大缩小了图像采集装置的体积。

仪器本身构造轻便，适合随身携带，且检测数据比较准确，克服了大型检测仪器笨重不方便移动的问题。

申请人：中国计量学院
地址：310018 浙江省杭州市下沙高教园区学源街258号
国籍：CN
代理机构：杭州丰禾专利事务所有限公司
代理人：王从友
更多信息请下载全文后查看。

胶体金试纸条的自然光照明图像读出方法的研究

胶体金试纸条的自然光照明图像读出方法的研究周磊;刘艳珍;张超【摘要】在自然光照明条件下,利用手机等便携数码器材获取胶体金试纸条的可见光图像,对图像进行主成分分析处理,将图像由RGB空间转换到3通道的主成分空间,并进一步提取控制线及测试线的特征显色信息.对肌钙蛋白I(rrI)检测试纸条的实验结果表明,这种图像处理方法对于目测判读困难的检测线具有更好的信息提取能力,可以很好地满足现场检测需求.【期刊名称】《仪表技术与传感器》【年(卷),期】2014(000)006【总页数】3页(P123-125)【关键词】胶体金试纸条;RGB图像;主成分分析;特征提取;图像处理;现场检测【作者】周磊;刘艳珍;张超【作者单位】北京帕克特科技有限公司,北京100190;中国食品药品检定研究院,北京100050;中国食品药品检定研究院,北京100050【正文语种】中文【中图分类】TP2120 引言胶体金试纸条检测是一种基于免疫渗滤和层析原理的快速检测方法。

将胶体金作为示踪标记物应用于抗原抗体反应，当待测溶液中抗原与试纸条上抗体发生反应后，试纸条上检测区域根据敏感物质浓度大小而呈现不同的颜色，通过与标准比色卡进行比较，即可得到待测溶液中目标物质浓度的检测结果[1-2]。

胶体金试纸条的典型结构如图1所示，由于具备成本低廉、方便快捷等特点，胶体金试纸条检测已被广泛地应用在食品药品、水质监测等领域[3]。

图1 胶体金测试条的典型结构图胶体金试纸条通常有2种检测方式。

使用专用检测仪器可以实现检测结果的定性或半定量检测，但需要现场配备专用的检测仪器，使用起来不够方便。

另一种简便的方法是操作者肉眼进行目测判读。

目测判读法操作简便，只需与标准比色卡简单对比，便可直接得到测试结果。

目测过程中操作者的主观性是影响检测结果的主要因素。

不仅操作者专业知识、视力状况和照明条件等因素容易导致判读误差，在测试线显色较浅或边界不规则时，还可能出现无法判读的情况[1-2，4]。

基于免疫胶体金试纸条检测盐酸克伦特罗的便携式光电型传感器

基于免疫胶体金试纸条检测盐酸克伦特罗的便携式光电型传感器张洪才1 刘国艳1,2 陈小连2 刘春燕2 叶雨丹2 1(上海交通大学农业与生物学院,上海200240) 2(上海市兽医生物技术重点实验室,上海摘要利用免疫竞争抗制原理制备检测盐酸克伦特罗的免疫纳米金试纸条,盐酸克伦特罗与CLB -BSA 复合物竞争性结合胶体金上抗体的有限位点,从而使试纸条上的检测带显色减弱或消失㊂将显色后的试纸条插入自行研制的光电型传感器的测试孔内,根据反射光的强弱计算出克伦特罗的浓度㊂结果表明:用光电传感方法检测盐酸克伦特罗的线性范围为1~10m g/L ,检出限为0.05m g/L ,回收率为85.46%~96.05%㊂此光电型传感器检测克伦特罗具有简便㊁快速㊁灵敏㊁特异性强的优点㊂关键词盐酸克伦特罗;光电型传感器;免疫胶体金试纸条;猪尿2011-10-29收稿;2011-12-31接受*E -mail:cychai88@1 引言盐酸克伦特罗,又名为瘦肉精,是一种人工合成的β2-肾上腺素受体激动剂,动物食用后能显著提高瘦肉率,但同时也造成动物性食品中瘦肉精的残留,从而引起人类中毒事件的发生[1,2]㊂中国农业部在1997年就严令禁止β2-肾上腺素激动剂在动物生产中的应用,规定在动物性食品中的检出限为10m g/L ㊂目前,盐酸克伦特罗的常用检测方法主要有色谱方法[3~10]㊁免疫学方法[11,12]㊁电化学方法[13,14]和传感器法[15~17]等㊂有效的检测方法是控制盐酸克伦特罗滥用的关键之一,因此有必要研究高灵敏的快速检测方法㊂由于传统的免疫胶体金试纸条检测盐酸克伦特罗残留只能进行定性和半定量检测,但与光电型传感器相结合后,可以达到定量检测的要求[18]㊂此外,传感器检测技术还具有检测迅速㊁简便㊁容易携带㊁可实现现场检测等优点㊂目前,用此方法检测盐酸克伦特罗的残留还未见报道㊂本实验制备出了检测盐酸克伦特罗的免疫胶体金试纸条㊂由于盐酸克伦特罗会占据胶体金上抗体的位点,使得其无法和硝酸纤维素膜上固定的CLB -BSA 复合物结合,从而不产生抗原抗体复合物,而不显色或显色较浅㊂根据盐酸克伦特罗浓度的大小在试纸条上会显示出不同程度的颜色,其显色强度能通过光电型传感器的电流频率转换器转化为电信号,再经微处理器转换成反射光的强度值,建立了检测盐酸克伦特罗残留的光电型传感器的分析方法㊂2 实验部分2.1 仪器与试剂光电型传感器(上海交通大学电子信息与电气工程学院的协助下自行研制而成);台式高速离心机(北京医用离心机厂);切割机(上海本善科技有限公司);真空冷冻干燥机(上海亚翔制冷设备工程有限公司)㊂PVC 板,玻璃纤维,NC 膜购自上海金标科技有限公司㊂盐酸克伦特罗标准品(中国农业科学院上海兽医研究所惠赠);羊抗鼠二抗(Sigma 公司);抗盐酸克伦特罗抗体和CLB -BSA 偶联物(本实验室合成);聚乙二醇2000㊁聚乙烯二醇㊁脱脂奶粉㊁甘氨酸㊁牛血清白蛋白㊁氯金酸㊁柠檬酸三钠(分析纯,上海国药集团上海化学试剂公司);Tris -HCl 缓冲液(pH 7.4)为实验室配制,实验用水均为二次蒸馏水㊂2.2 免疫胶体金试纸条的制备[18]2.2.1 胶体金溶液的制备取100mL 蒸馏水倒入锥形瓶中,滴加500m L 1%氯金酸,加热到沸腾,再滴加500m L 1%柠檬酸三钠,当溶液颜色由紫红色变成红色时,再小火加热5min 即可,冷却,于4ħ冰箱保存㊂2.2.2 金标垫的制备取标记好的离心管,加入1mL Tris -HCl 缓冲液,4m L 抗体,混匀;再加入10mL 胶体金溶液,在冰浴中放置5min ,用K 2CO 3调至pH >8.5;30min 后,再加入120m L BSA ,静止5min ,分装到6个离心管内,以12000r/min 离心,产生红色沉淀;用配制好的洗涤液离心一次,将红色沉淀收集到一个离心管中;将该红色沉淀均匀滴加到玻璃纤维上,-50ħ冷冻干燥,备用㊂2.2.3 试纸条的组装为了增加CLB -BSA 偶联物和羊抗鼠二抗在NC 膜上显色的表面积,采用机械冲压打孔法在PVC 板上制成直径为0.5cm 的圆孔;在PVC 底板上装上NC 膜(5g/L 牛血清白蛋白和0.3g 甘氨酸先对其进行封阻,以消除非特异性的结合);在PVC 底板上装配吸水纸㊁金标垫和玻璃纤维;将其切成6cm ˑ0.9cm 的条子(如图1所示);在NC 膜的打孔处均匀喷上4m L 二抗和CLB -BSA 偶联物,自然晾干后备用㊂2.3 实验方法光电型传感器的硬件㊁检测原理和样机如图2所示,光从光源发出,投射到试纸条的测试区后被反射;反射光由电流频率转换器接收,并转换为电信号进行传输;经过单片机的数据处理,显示在显示器上,且电信号的强度与试纸条的颜色深浅呈反比㊂图1 免疫胶体金试纸条检测盐酸克伦特罗的示意图Fig.1 Scheme for determination of clenbuterol based onimmune colloidal gold strip1.吸水纸(Hydrophilic paper);2.C 带(Control strap);3.硝酸纤维素膜(nitrocellulose (NC)membrane);4.T 带(Test strap);5.金标垫(Colloidal gold pad);6.玻璃纤维(Fiberglass);7.PVC 板(PVC plate)㊂图2 光电型传感器的检测原理和样机Fig.2 Detection principle andprototype of photoelectricsensorⅠ.原理图(Principle sketch of photoelectric sensor);Ⅱ.样机(Pro -totype the photoelectric sensor)㊂1.测试区(Testing cell);2.液晶显示屏(Liquid crystal display(LCD))㊂将1,2,4,6,8和10m g/L 盐酸克伦特罗标准溶液缓慢滴加在玻璃纤维上,依靠毛细管虹吸的作用,在T 带和C 带处显示程度深浅不同的颜色;剪切显色的试纸条,放在光电型传感器的测试区内,盖上盖子,进行测试㊂分别在0,30,60,90,120,150,180,210和240s 处对显色的试纸条进行测试,记录光电型传感器的光电信号值㊂3 结果与讨论3.1 免疫胶体金试纸条检测盐酸克伦特罗的显色结果因为免疫胶体金试纸条的灵敏度和胶体金溶液中包被抗体的量密切相关,分别滴加2,4和6m L 的抗体进行检测,结果表明,在金标垫上包被2m L 抗体,检测灵敏度最高㊂因此,本研究选用包被有2m L 盐酸克伦特罗抗体的胶体金试纸条㊂将剪切好的试纸条滴加不同浓度的盐酸克伦特罗标准品进行检测㊂显色结果如图3所示,在有盐酸克伦特罗的情况下,盐酸克伦特罗先与金标垫上的单抗形成复合物,从而与NC 膜上的CLB -BSA 偶联物形成竞争,抑制CLB -BSA 偶联物捕获盐酸克伦特罗金标单抗的量,T 带较浅或消失,判断为阳性㊂相反,当无盐酸克伦特罗时,T 带颜色较深,判断为阴性㊂而控制线(C 带)应一直显色,因为二抗结合盐分析化学第40卷酸克伦特罗抗体的其它结合位点与盐酸克伦特罗的存在无关㊂随着盐酸克伦特罗浓度的增加,试纸条图3 基于免疫金试纸条测试不同浓度的盐酸克伦特罗的显色结果Fig.3 Coloration ofgold strip with dif -ferent concentrations of a.blank;b.1m g/L;c.2m g/L;d.4m g/L;e.6m g/L;f.8m g/L;g.10m g/L.在检测带上的颜色由深变浅㊂3.2 基于免疫胶体金试纸条的光电型传感器的时间-信号变化曲线为了研究恰当的时间记录光电型传感器的响应信号和测试传感器的灵敏性,不同浓度盐酸克伦特罗的响应时间和传感器的响应信号如图4所示㊂随着响应时间和盐酸克伦特罗浓度的增加,试纸条的颜色逐渐变浅,光电型传感器的响应信号值也逐渐减小㊂在150s 后,曲线基本达到平衡状态,试纸条的反射率达到最大,之后曲线变化不大,逐渐进入稳定期,所以150s 应为数据采集的最佳时间㊂3.3 基于免疫胶体金试纸条的光电型传感器检测盐酸克伦特罗的标准曲线基于免疫胶体金试纸条的光电型传感器检测盐酸克伦特罗的标准曲线如图5所示㊂回归方程为y=604.53-30.050x (r =0.996),试纸条显色后经光电型传感器显示的信号值与盐酸克伦特罗的浓度在1~10m g/L 范围内具有良好的线性关系;检出限为0.05m g/L ㊂这是由于盐酸克伦特罗与金标垫上的单抗竞争结合NC 膜上的CLB -BSA 偶联物,在T 带处显示颜色深浅不同的印迹,所以随着浓度的增加,与标准进行对比发现,试纸条的颜色逐渐变浅,传感器的信号值也将逐渐降低㊂图4 基于光电型传感方法检测不同浓度盐酸克伦特罗的时间-响应曲线Fig.4 Sensor response versus time in detection of clen -buterol with different concentrationsa.10m g/L;b.8m g/L;c.6m g/L;d.4m g/L;e.2m g/L;f.1m g/L.图5 基于光电型传感器检测盐酸克伦特罗的标准曲线Fig.5 Tandard curve for determination of clenbuterol on the photoelectric sensor3.4 传感方法的优越性为了比较本方法与其它检测盐酸克伦特罗方法的优越性㊂分别与文献报道的检测盐酸克伦特罗的方法进行比较分析㊂不同检测盐酸克伦特罗残留的方法如表1所示㊂基于免疫胶体金试纸条和光电型传感器检测盐酸克伦特罗显示出较高的灵敏性,传统的免疫胶体金试纸条只能定性和半定量检测盐酸克伦特罗,但免疫胶体金试纸条与光电型传感器相结合检测盐酸克伦特罗,能够达到定量分析的要求,并且检出限达到0.05m g/L ㊂这可能是由于在NC 膜处标记的CLB -BSA 偶联物与金标垫上的盐酸克伦特罗抗体竞争反应时,一般肉眼看不到的颜色,通过光电型传感器能够检测出信号值,从而能够达到微量检测的要求㊂第期张洪才等:基于免疫胶体金试纸条检测盐酸克伦特罗的便携式光电型传感器3.5 干扰实验和回收实验选用实际样品中可能含有的违禁兽药莱克多巴胺和沙丁胺醇作为干扰物质,在1mg/L 盐酸克伦特罗标准液中分别添加两种干扰测试液,所检测的盐酸克伦特罗的浓度差异不显著(P >0.05)㊂将上述3种溶液混合后,检测出盐酸克伦特罗的浓度差异也不显著㊂表1 用不同方法检测盐酸克伦特罗的比较分析Table 1 Comparative analysis of different types of methods for detection of clenbuterol检测方法Detection Method线性范围Linear range检测线Detection limit 文献References高效液相色谱法(HPLC)High Performance Liquid Chromatography 0.2~20g/mL 0.05g/mL [3]液-质联用法(LC -MS)Liquid chromatography -mass spectrometry 0.5~5.0mg/mL0.04mg/mL [10]气-质联用法(GC -MS)Gas chromatography -mass spectrometry 10~500m g/L 0.00252~2.02mg/L2.4m g/L 1m g/L [21][22]酶联免疫吸附法(ELISA)Enzyme linked immunosorbent assay0~10m g/kg0.5m g/kg [11]毛细管电泳-电化学联用法Capillary electrophoresis with electrochemical detection0.2~100m g/mL 0.1m g/mL [13]微流体免疫法Microfluidic immunoassay 0~5m g/L 0.088m g/L [20]电化学免疫传感器Electrochemical immunosensor0~10g/mL 0.1m g/L [16]光电型传感器Photoelectric sensor 1~10m g/L0.05m g/L -为了进一步探讨该传感器的可靠性,选用未饲喂盐酸克伦特罗的健康仔母猪的尿液(上海兽医生物技术实验室),分成5组加入2~10m g/L 的盐酸克伦特罗标准液,超声5min 后,以6000r/min 离心10min ,取其上清液,用0.45m m 滤膜过滤,收集㊁备用㊂盐酸克伦特罗的回收率为85.46%~96.05%(如表2)㊂因此,本传感器能够满足现场实际样品的检测㊂3.6 光电型传感器性能测试制作好的免疫胶体金试纸条放在光电型传表2猪尿中盐酸克伦特罗的回收率(n =5)(m g/L)(m g/L)(%)S12 1.921ʃ0.05296.05 2.8S24 3.768ʃ0.08394.20 4.3S36 5.555ʃ0.04192.58 4.8S487.139ʃ0.05789.23 5.1S5108.546ʃ0.09485.465.7感器上进行检测,可在1min 内完成㊂更换同一批次制作的试纸条,对相同浓度的盐酸克伦特罗进行检测,5次测试结果得相对标准偏差(RSD)小于3.1%㊂随机抽取5批次制作的试纸条,检测同一浓度的盐酸克伦特罗样品,其RSD <3.5%㊂因此,本实验制备的基于免疫胶体金试纸条的光电型传感仪具有检测速度快㊁特异性强等优点㊂4 结论本实验采用与传统方法不同的制备方法,以机械冲压打孔方法成功制备出检出限较低的盐酸克伦特罗试纸条,再将显色后的试纸条剪切成一定尺寸,置于光电型传感上检测㊂在1~10m g/L 范围内有良好的线性关系,检出限为0.05m g/L ㊂免疫胶体金试纸条在光电型传感器的测试在1min 内完成,可实现现场快速检测㊂R e f e r e n c e s1 P a t i e n c e JF ,R o s sK A ,B e a u l i e uA D ,M e r r i l l J ,V e s s i eG.J .A n i m .S c i .,2011,89(7):2243~22562 B r a m b i l l aG ,F i o r iM ,R i z z oB ,C r e s c e n z iV ,M a s c iG.J .C h r o m a t o g r .B ,2001,759(1):27~323 M o s t a f aG A E ,H e f n a w y M M ,E l -M a j e dA.J o u r n a l o f A O A CI n t e r n a t i o n a l ,2009,92(3):824~8294 L i C ,W uYL ,Y a n g T ,Z h a n g Y ,H u a n g -F u W G.J .C h r o m a t o g r .A ,2010,1217(50):7873~7877分析化学第40卷5 C h u r c h w e l lMI,T w a d d l eNC,M e e k e rLR,D o e r g eDR.J.C h r o m a t o g r.B,2005,825(2):134~1436J u a nC,I g u a l a d aC,M o r a g u e sF,L e o nN,M a n e s J.J.C h r o m a t o g r.A,2010,1217(39):6061~60687 K o o t s t r aPR,K u i j p e r sCJPF,W u b sK L,v a nD o o r nD,S t e r kSS,v a nG i n k e lL A,S t e p h a n y R W.A n a l.C h i m.A c t a,2005,529(1-2):75~818 W a n g L,L iY Q,Z h o uY K,Y a n g Y.C h r o m a t o g r a p h i a,2010,71(7-8):737~7399 WU Y i n-L i a n g,Y A N GT i n g,S H A NJ I-H a o,H U A N G F U W e i-G u o.C h i n e s e J.A n a l.C h e m.,2010,38(6):833~837吴银良,杨挺,单吉浩,皇甫伟国.分析化学,2010,38(6):833~83710 B l a n c aJ,M u n o zP,M o r g a d o M,M e n d e zN,A r a n d a A,R e u v e r sT,H o o g h u i s H.A n a l.C h i m.A c t a,2005, 529(1-2):199~20511 R e nXF,Z h a n g F M,C h e nFJ,Y a n g TB.F o o d.A g r.I mm u n o l,2009,20(4):333~34412 Z h e n g SL,S o n g SQ,L a nH,Q uG R,L i,RX,W uAB,Z h a n g DB.A n a l.L e t t.,2009,42(3):600~61413 W a n g W Y,Z h a n g YL,W a n g JY,S h iX,Y e JN.M e a t.S c i.,2010,85(2):302~30514 Z h a oC,J i nGP,C h e nLL,L iY,Y uB.F o o d.C h e m,2011,129(2):595~60015 G a oLJ,G a nN,H uFT,C a oY T,Z h e n g L.A d v.M a t e r.R e s.,2011,(217-218):1793~179616 L i uG,C h e nH D,P e n g HZ,S o n g SP,G a o JM,L u JX,D i n g M,L i LY,R e nSZ,Z o uZY,F a nCH.B i o s e n s.B i o e l e c t r o n.,2011,28(1):308~31317 H ePL,W a n g ZY,Z h a n g LY,Y a n g WJ.F o o d.C h e m.,2009,112(3):707~71418 L IH u a i-M i n g,L A I W e i-H u a,X U H e n g-Y i,X U B o,L U O W e i,W E IH u a,WA N G S h u i-X i n g,X I O N G Y o n g-H u a.C h i n e s e J.A n a l.C h e m.,2011,39(11):1647~1652李怀明,赖卫华,许恒毅,徐波,罗薇,魏华,王水华,熊勇华.分析化学,2011,39(11):1647~165219J I A N G Y a n-B i n,S U N G u a n-R u,WA N G H a i,Y A OS o n g-T a o,Y A N G H o n g-J u,C U I L i-L i,C A OJ i a n-R o n g,Y U L e i.C h i n e s eA n i m a lH u s b a n d r y a n dV e t e r i n a r y M e d i c i n e.,2010,37(10):109~113姜艳彬,孙冠如,王海,姚松涛,杨红菊,崔立莉,曹健荣,于雷.中国畜牧兽医,2010,37(10):109~11320 K o n g J,J i a n g L,S uX O,Q i n JH,D uY G,L i nBC.L a b.C h i p,2009,9(11):1541~154721 Z h a oL,Z h a o JA,H u a n g f u W G,W uYL.C h r o m a t o g r a p h i a,2010,72(3-4):365~36822 X I E M e n g-X i a,L I U Y u a n,J I A N G M i n.C h i n e s e J.A n a l.C h e m.,2002,30(11):1308~1311谢孟峡,刘媛,蒋敏.分析化学,2002,30(11):1308~1311AP o r t a b l eP h o t o e l e c t r i c S e n s o rB a s e do n I m m u n eC o l l o i d aS t r i p s f o rR a p i dD e t e r m i n a t i o no fC l e n b u t e r o l i nP i g U rZ HA N G H o n g-C a i1,L I U G u o-Y a n1,2,C H E N X i a o-L i a n2,L I U C h u n-Y a n2,Y EY u-D a n2,C HA IC h u n-Y a 1(S c h o o l o f A g r i c u l t u r e a n dB i o l o g y,S h a n g h a i J i a oT o n g U n i v e r s i t y,S h a n g h a i200240,C h i n a)2(S h a n g h a iK e y L a b o r a t o r y o f V e t e r i n a r y B i o-t e c h,S h a n g h a i200240,C h i n a) t I mm u n e c o l l o i d a l g o l d s t r i p s f o r t h e d e t e r m i n a t i o no f c l e n b u t e r o l(C L B)w e r e d e v e l o p e db y p r i n c i p l eo f i mm u n e c o m p e t i t i v e i n h i b i t i o n.C l e n b u t e r o l c o m p e t e s t h e s p e c i f i c a n t i b o d y c o m b i n i n g s i t e w i t h t h e c o m p o u n do f c l e n b u t e r o l a n db o v i n e s e r u ma l b u m i n(B S A),w h i c hm a k e t h e c o l o r o f t h e t e s-t i n g s t r a p a b a t e o r d i s a p p e a r.T h e s e n s i n g s y s t e m w a s e a s i l y e s t a b l i s h e db y c o n n e c t i n g t h e t e s t s t r i p s t oa p h o t o e l e c t r i c s e n s o r t h r o u g h t h e t e s t i n g c e l l a n d t h e c o l o r o f t e s t s t r i p s b e c a m e l i g h t e r a n d l i g h t e r w i t h t h e i n c r e m e n t o f t h e c o n c e n t r a t i o no f c l e n b u t e r o l.T h e r e s u l t s s h o w e dt h a t t h e r e s p o n s eo f t h e p h o t o e l e c t r i c s e n s o r t o c o n c e n t r a t i o no f c l e n b u t e r o l d i s p l a y e da l i n e a r c o r r e l a t i o no v e r a r a n g e f r o m1 t o10m g/Lw i t ha d e t e c t i o n l i m i t o f0.05m g/L,a n d t h e r e c o v e r y r e a c h e d85.46%-96.05%i n p i g u-r i n e s a m p l e s.T h e p h o t o e l e c t r i c s e n s o r b a s e d o n i mm u n e c o l l o i d a l g o l d s t r i p s f o r t h e d e t e c t i o n o f c l e n-b u t e r o l i s s i m p l e,q u i c k,a n d s p e c i f i c.K e y w o r d s C l e n b u t e r o l;P h o t o e l e c t r i c s e n s o r;I mm u n e c o l l o i d a l g o l d s t r i p;P i g u r i n e(R e c e i v e d29O c t o b e r2011;a c c e p t e d31D e c e m b e r2011)第期张洪才等:基于免疫胶体金试纸条检测盐酸克伦特罗的便携式光电型传感器。

金标试纸条的尿素酶快速定量检测仪研制

金标试纸条的尿素酶快速定量检测仪研制郑宇;王侃;张晶晶;沈广霞;崔大祥【摘要】A new immunochromatographic test reader based on CMOS sensor is presented,which is used for detecting colloidal gold strip quantitatively. This system is made of hardware system and software system. The function of the hardware system is to get the detecting image and personal information with the CMOS sensor and the barcode scanner. In addition to realizing the analysis and diagnosing of optical signal of the test strip,the software system can also collect the pa tient’s information and build the database to manage patients’information. A clustering algorithm called k-means is used to process the image,realizing the accurate analysis of the image. 200 urea enzymes samples are collected to test the accuracy and the stability of this reader. This reader has a small volume and a good portability and can run for long durations,it possesses advantages for clinical detection,outdoor detection and community examination.%研制了一种基于CMOS传感器的胶体金免疫层析试纸条的尿素酶定量检测系统。

胶体金试纸条的光电检测仪器研制的开题报告

胶体金试纸条的光电检测仪器研制的开题报告一、研究背景及意义：胶体金在生物医学等领域有广泛的应用，如检测生物分子、制备生物标记物等。

胶体金试纸条是一种简单易用、快速、经济的检测工具，广泛应用于临床诊断、环境监测、食品安全等领域。

由于试纸条的可视化读数形式受到肉眼的限制，传统的试纸条检测方法无法进行精密定量检测。

因此，开发高精度、高灵敏度的光电检测仪器对胶体金试纸条的检测和应用有着十分重要的意义。

二、研究内容：本项目旨在开发一种基于LED光源和CMOS传感器的胶体金试纸条光电检测系统，实现对胶体金试纸条检测结果的精密定量检测。

主要研究内容包括：1、设计LED光源和光通量控制电路，实现光源的稳定和光强的精确控制；2、选择合适的CMOS传感器并设计模拟信号处理电路，实现对检测结果的精密定量测量；3、设计合适的软件界面，便于用户进行数据采集和分析。

三、研究方法：本项目主要采用以下方法：1、电路设计和模拟仿真：使用Protel、Cadence等软件进行电路设计和模拟仿真，对电路的性能进行测试和优化。

2、光学设计和测试：使用光学设计软件对LED光源进行光学设计，并利用标准光源对光源进行光通量测试。

3、机械设计和加工：根据检测需要，设计检测系统的机械结构，并使用数控加工中心进行加工。

4、软件设计和开发：采用Visual Studio等开发工具进行软件设计和开发，实现数据采集、分析和结果显示等功能。

四、研究预期结果：通过本项目的研究，预期可以实现以下结果：1、开发一种基于LED光源和CMOS传感器的胶体金试纸条光电检测仪器，实现对检测结果的精密定量检测；2、对检测仪器的性能进行测试和优化，提高检测的准确性和灵敏度；3、开发出便于操作的人机交互软件，方便用户进行数据采集和分析。

五、研究难点及解决方案：本项目的主要研究难点如下：1、光源的稳定性和光强的控制：以LED光源为光源，需要解决光源波动等稳定性问题。

解决方案：采用稳压电源和控制电路等方式，实现光源的稳定和光强的控制；2、检测仪器的灵敏度和精度：需要实现对试纸条检测结果的精密定量测量，提高检测的灵敏度和精度。

1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。

维普资讯
第２１卷
第８期
传感技术学报
ＣＮＥＯＵＨＩＥＳＪＲＮＡ０ＥＳＲＳＡＬＦＳＮＯＮＤＣＡＴＲＳＡＴＵＯ
Ｖ０．ｌＮｏ８１２．Ａｕ．０８ｇ２０
２００８年８月
纸，其工作原理为：硝酸纤维素膜上的检测区包被在甲霜灵合成免疫原，照区包被羊抗鼠多克隆抗体。对当待测物中有被测的抗原物质（甲霜灵），测即时待物中的抗原物质就会与标记胶体金的甲霜灵单克隆抗体形成ＡｇＡｂＡｕ复合物，合物不与包被在硝－ — 复
要。在农残检测技术领域，上个世纪六十年代已有人
利用薄层色谱酶抑制法测定有机磷农药等残留量，检
是我国目前的胶体金试纸条检测还处于定性和半定
量检测水平，尚未大量推广使用。因此，文采用本ＯＤ作为光电接收器件，Ｃ开发低成本的便携式胶体金
（ｔｔＫｅａｏａｏｙｏｒｃｓｎＭｅｓｒｍｎｅｈｏｏｙａｄＩｓｒｍｅｔＴａｊｎｉｎｉ００２ＣｉａＳａｅｙＬｂｒｔｒｆＰｅｉｏａｕｅｅｔＴｃｎｌｇｎｎｔｕｎｓｉｎｉ，Ｔａｊｎ３０３，ｈｎ）ｉ
ＡｂｔａｔＡｈｔｅｅｔｉａｐａａｕｔｓｒｃ：ｐｏｏｌｃｒｃｌｐｒｔｓｗｉｈＣＣＤｅｅｔｒｗａｅｉｎｄｆｒｏ－ｉｅｄｔｃｉｎ，ｔｕｎｉｈａｄｔｃｏｓｄｓｇｅｏｎｓｔｅｅｔｏｏｑａｔｙｔｅｆｍｅｓｒｍｅｔｒｓｌｆｐｓｉｉｅｒｓｄｅｙｌｔｒｌｆｗ．Ｔｈｐａａｕｓｃｍｐｓｄｏｈｉｈａｈａｕｅｎｅｕｔｏｅｔｄｅｉｕｓｂａｅａ—ｌｓｃｏｅａｐｒｔｓｉｏｏｅｆｔｅｌｔｐｔｇｍｏｕｅａｄｃｒｕｔｙｍｏｕｅＩｈｉｃｉｒｄｌ，ｔｅＦＩｄｌｎｉｃｉｒｄｌ．ｎｔｅｃｒｕｔｙｍｏｕｅｈＦＯｈｐｗａｓｄｆｒｃｃｅｍｅｒ，ｗｈｃｃｉｓｕｅｏａｈｍｏｙｉｈｇｅｔｙｒｄｃｄｔｅｃｓｆｄｓｇｉｇ；ａｔｏａｉｇｄｖｃｓｗｅｅｉｔｏｕｅｏｉｃｅｓｈａｇｔｐｓｔ — ｒａｌｅｕｅｈｏｔｏｅｉｎｎｕｏｌｃｔｅｉｅｒｎｒｄｃｄｔｎｒａｅｔｅｔｒｅｏｉｏｎｉｎｎｃｕａｙｉｇａｃｒｃ．ＴｈｒｉｇｃｒｅａｄｐｒｍｅｅｓｏｈｙｔｍｒｅｉｅｒｍｈｘｅｉｎｓＲｅｅｗｏｋｎｕｖｎａａｔｒｆｔｅｓｓｅｗｅｅｄｒｖｄｆｏｔｅｅｐｒｍｅｔ． —
试纸条光电读数农残检测仪器，以满足快速定量检测
残留农药浓度值的要求。
测限量为毫克级；十年代开始，药的酶抑制和免八农疫检测技术作为快速筛选检测方法受到许多发达国
家的高度重视，因此得到了快速发展。我国在近十并
多年来也相继开展了农药残留酶抑制法和免疫法的
合农残检测范围。
关键词：农残检测；胶体金试纸条；光电检测；ＣＦＦＣＤ；ＩＯ
中图分类号：Ｐ１；Ｐ３Ｔ２２Ｔ２
文献标识码：Ａ
文章编号：０４１９（０８０ —３００１０－６９２０）８１７ —４
近年来我国农产品出口量不断增加，出口成本但却呈上涨趋势，原因之一是农药残留分析检测仪器的
耗和低价格的特点，大转换频率可达２最０ＭＨｚ；ＦＦ为ＩＴ公司推出的存储容量为８９ＸＩＯＤ１２９的存储器。对于线阵ＣＤ的红绿蓝三路输出［］只取Ｃ，绿色分量信号，过放大器放大后输入到Ａ／中进经Ｄ行模数转换。因为数据的传输速率远超过单片机的接收速率，先通过ＦＦ进行数据缓存然后输入故ＩＯ到单片机进行数据处理＿ｌ。驱动板输出的行同步信号ＦＣ和像元同步信号ＳＰ首先通过施密特触发器７ＨＣ１Ｎ进行方波整形去噪后作为模数转换的４４采样时钟和ＦＦ写人数据的时钟。ＦＦ的读出ＩＯＩＯ脉冲信号由单片机产生。单片机通过ＩＯ扩展控／制显示、键及打印等功能。按
１仪器检测原理
本文设计的光电检测仪器的检测对象为胶体金
维普资讯
第８期
汪
瞧，白玉洁等：于ＣＤ的胶体金试纸条光电检测仪器设计及实验研究基Ｃ
１７３１
免疫层析试纸条，结构如图１示。本文主要对其所甲霜灵胶体金试纸条＿进行检测。甲霜灵胶体金试４］
口成本的重要途径之一，同时也是市场的一个迫切需
研制出用于免疫活性化验的胶体金试纸条读数仪；国
内相关研究成果有上转换磷光免疫层析试纸条检测系统ｌ，＿装置采用半导体激光器作为检测光源，３］通过光纤传输经过准直透镜传输到ＣＤ的光敏面上。但Ｃ
器设计包括光路和电路部分，其中电路部分使用ＦＦＩＯ芯片进行数据缓存，有效降低了开发成本；采用自动定位插槽的定位装
置，于提高检测目标定位的准确度。实验测定了系统的工作曲线及参数，用精度可达１ｎ／线性范围为１０ｎ／符ｇｍＬ，～２ｇｍＬ，
量检测仪器的相关研究，文献中报道Ｓｈｅ６ｕｙｏ等利用绿光ＬＤ作为光源，电二极管作为光电检测器Ｅ光
成本昂贵、术要求高、技耗时耗力。因此，采用成本低廉、操作简便、４准确的农残检＝仪器成为降低出ｉ量贝｝受４
研究，取得了一定的成果，中免疫法中的胶体金试其纸条法＿由于检测速度快，】准确率较高成为近年来发
展较快的农残快速检测方法。国外已开始试纸条定
收稿日期：０８０—３２０ —２０修改日期：０８０—９２０—５０浅。来自２电路系统组成
采用ＡＴ８Ｃ２单片机对整个系统进行控制，９５ＴＬ５１［模数转换器和Ｉ２６ＩＯ。缓存器Ｃ５０］ＤＴ７０ＦＦｃ作为数据模拟转换和缓存电路的核心器件。
ＴＣ５０Ｌ５１芯片采用了半闪结构，有高速度、具低功
ｓｌｈｗｅｈｔｔｅｍｅｓｒｍｅｔａｃｒｃｅｃｅｇｍＬ．ａｄｔｅｌｅｒｒｎｅｗｓｌ２ｇｍＬｕｔｓｏｄｔａｈａｕｅｎｃｕａｙｒａｈｄ１ｎ／ｓｎｈｉａａｇａ～０ｎ／．ｎ
Ｔｈｐａａｕａｅｈｅｎｆｄｔｃｉｎｃｉｅｉｆｒｐｓｉｉｅｒｓｕｓｅａｐｒｔｓｃｎｍｅｔｔｅｄｍａｄｏｅｅｔｒｔｒａｏｅｔｄｅｉｅ．ｏｃｄＫｅｒｓｄｔｃｉｎｆｒｐｓｉｉｅｒｓｄｅ；ｌｔｒｌｌｗ；ｐｏｏｌｃｒａｅｅｔｎｙｗｏｄ：ｅｅｔｏｏｅｔｃｄｅｉｕｓａｅａ— ｏｆｈｔｅｅｔｉｌｔｃｉ；ＣｃｄｏＣＤ；ＦＩＦＯ
试
，
由吸光度原理，色的深浅与光的吸收和反射颜程度有关，色越浅，颜吸收光量值越小，射光强也反就越大。基于上述胶体金试纸条抗原抗体免疫显色反应原理，只要测得检测带的光反射强度即可求得
ＥＥＡＣＣ：２Ｇ７３０
基于ＣＤ的胶体金试纸条光电检测仪器设计及实验研究Ｃ
汪哦，白玉洁，张艳超，李
（天津大学精密测试技术与仪器国家重点实验室，津３０７）天００２
宁
摘要：为了将农残检测的胶体金试纸条检测结果数值化，设计了基于线阵ＣＤ的光电检测仪器，Ｃ用其进行现场检测。仪
酸纤维素膜上的甲霜灵合成免疫原结合，会在控仅
据缓存，解决了ＣＤ信号数据传输快的问题。电路Ｃ系统组成如图２所示。
制线处出现一条色带（ｃ线）结果为阳性。当待测，
物质中没有被测的抗原物质时，标记胶体金的甲霜
灵单克隆抗体就会与包被在硝酸纤维素膜上的甲霜灵合成免疫原结合，成ＡｇＡｂＡｕ复合物，时形 — — 此检测线处可看到一条明显色带（Ｔ线）Ｔ线颜色深，