專利名稱：一種生化試條探測器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種生化試條探測器，尤其涉及一種采用三基色探測的生化試條探測器。
背景技術(shù)：
生化試條在醫(yī)院、學(xué)校、科研單位甚至人們的日常生活中都有很廣泛的應(yīng)用。人們比較熟悉的小型生化試條，有乙肝病毒檢測試條、早孕檢測試條、PH值檢測試條……，這些試條對于不同濃度和成份的被檢樣品，會顯示出深淺不一顏色，人們可以通過肉眼來進(jìn)行分辨，再與標(biāo)準(zhǔn)的比色板比照，從而得出檢測結(jié)果。
然而，由于人眼分辨的局限性和個(gè)體的差異，這樣得到的結(jié)果，精度低，誤差大，只能提供定性分析結(jié)果，無法進(jìn)行定量分析。如果要進(jìn)行更精確的測量，肉眼的分辨本領(lǐng)，顯然就不行了。此時(shí)，人們就需要借助色度學(xué)原理，和光電檢測技術(shù)進(jìn)行測量。針對不同用途的生化試條，人們設(shè)計(jì)了各式各樣的光電探測器。然而這些探測器都存在一些不足，有些光譜響應(yīng)波段太窄，只能檢測單一生化試條；有些雖然光譜響應(yīng)波段范圍合適，能檢測多種生化試條，但是結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積大、難于實(shí)現(xiàn)小型化和簡便控制。對于小型生化試條樣品而言，它的樣品的用量少、感光面小，且經(jīng)常需要采樣處理后立即進(jìn)行測量。因此，我們非常需要一種具有檢測靈敏度高、光譜響應(yīng)范圍寬、適應(yīng)性強(qiáng)和結(jié)構(gòu)緊湊小巧的生化試條探測器，以滿足小型生化試條檢測的要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提出了一種新型結(jié)構(gòu)的生化試條探測器。
本發(fā)明的生化試條探測器，包括光纖傳輸裝置，用于接收樣品光信號，并將該樣品光信號傳輸?shù)焦怆娞綔y器；固定裝置，用于將該光纖傳輸裝置的出射端口對準(zhǔn)光電探測器的感光面；以及光電探測裝置，用于接收該樣品光信號，并將其轉(zhuǎn)換為電信號，該光電探測裝置包括紅，綠，藍(lán)三個(gè)探測器，分別響應(yīng)不同波段的光。
其中，該光纖傳輸裝置包括矩形面光纖探頭和一分三路光纖，用于將收集到的樣品光信號分成強(qiáng)度相等的三路光信號。外殼為黑色有機(jī)玻璃材料，以減少雜散光。
本發(fā)明的生化試條探測器還包括光源裝置，該光源裝置為白光發(fā)光二極管。
該探測器是利用光纖傳輸裝置收集和傳輸樣品所產(chǎn)生的漫反射光信號，可以提高光收集效率，減小光損耗，進(jìn)而提高了探測器對各色光的感光靈敏度；采用矩形組合式緊湊型結(jié)構(gòu)，縮小了探測器的體積，具有體積小、探測和照明一體化的特點(diǎn)；采用三基色分光探測，拓寬了探測器的檢測范圍，對可見光波段內(nèi)各種顏色的試條都能檢測。


圖1是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的生化試條探測器的裝置示意圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的光纖傳輸裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的光電探測頭的外形圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的固定裝置的結(jié)構(gòu)圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的生化試條探測器的各個(gè)部分的組合立體圖。
具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
圖1是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的生化試條探測器的裝置示意圖。該生化試條探測器100包括光源裝置10，11、光纖傳輸裝置12、固定裝置13和光電探測器14。另外，還包括載物臺和生化試條16。
光源裝置10，11，用于照射樣品試條。光源可以采用白光高亮度發(fā)光二極管，它價(jià)格低廉，使用壽命長，光譜范圍寬，安裝調(diào)試便利。對于白色光源，我們采用穩(wěn)流調(diào)壓電路來控制光源的強(qiáng)度和亮度。這樣可以根據(jù)樣品的不同反射率，對光源的強(qiáng)度進(jìn)行調(diào)節(jié)，以滿足探測要求。發(fā)光二極管可以固定在固定裝置13上，斜45度照射樣品試條表面，這樣可以避免樣品對白光鏡面反射的光線進(jìn)入光纖探測頭，保證收集到的信號光都是樣品漫反射的光線。另外，將發(fā)光二極管固定在固定裝置13上，可以實(shí)現(xiàn)探測和照明一體化。
光纖傳輸裝置12用于光信號的收集和傳輸。該裝置的矩形面光纖探頭用于收集樣品漫反射光信號，然后通過與其一體結(jié)合的一分三光纖將收集到的光信號分為強(qiáng)度相等的三路，分別送到紅、綠、藍(lán)三個(gè)光電探測器。如果采用光電探測器直接收集反射光，由于收集角度大，對于有用的反射光信號利用率極低；系統(tǒng)內(nèi)的其他雜散光也會隨之進(jìn)入探測器；并且無法保證各個(gè)探測器所接受的信號光光強(qiáng)相同，這樣探測器得到的光信號就不可能真實(shí)地反映被測樣品的信息。而采用光纖收集傳輸光信號的辦法則可以減少雜散光，提高探測器的信噪比。
光電探測器14用于接收該樣品光信號，并將其轉(zhuǎn)換為電信號。光電探測裝置14包括紅，綠，藍(lán)三個(gè)探測器141，142，143，分別響應(yīng)不同波段的光。光電探測器14可以采用TAOS公司生產(chǎn)的TSLX257系列光電探測器，這三種光電探測器，分別對紅、綠、藍(lán)光感光靈敏，并且含有內(nèi)置的放大器，用于放大電信號。每個(gè)探測器輸出電壓值Vb，Vg，Vr。該光電探測器14采用三基色分光探測，拓寬了探測器的檢測范圍，對可見光波段內(nèi)各種顏色的試條都能檢測。
固定裝置13用于將該光電探測器的感光面對準(zhǔn)光纖傳輸裝置的出射端口，具體地說，是將紅、綠、藍(lán)三個(gè)探測器的感光面分別對準(zhǔn)光纖傳輸裝置的三束光纖的出射端口，提高了探測靈敏度和穩(wěn)定性；同時(shí)該固定裝置為黑色有機(jī)材料玻璃制品，有效的排除了雜散光的干擾。
下面將結(jié)合附圖介紹本發(fā)明的生化試條探測器的各個(gè)組成部分。
圖2是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的光纖傳輸裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。該光纖傳輸裝置12包括矩形面光纖探測頭121，用于收集光信號；由一分三路光纖組成的傳輸部分122，將收集到的光信號分為強(qiáng)度相等的三路；出射部分123，將三路光信號分別送到光電探測器14(圖未示)。
圖3是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的光電探測頭的外形圖。從圖中可以看出，該探測頭的尺寸非常小，用于本發(fā)明的生化試條探測器中，使本發(fā)明的結(jié)構(gòu)更小巧緊湊。
圖4是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的固定裝置的結(jié)構(gòu)圖。支架41為倒立的L形，上部三個(gè)圓柱孔411、412、413，分別用于固定紅綠藍(lán)三個(gè)光電探測頭141、142、143。底座42為一個(gè)長方體，該長方體上開有兩個(gè)圓柱孔421，用于固定發(fā)光二極管，使該發(fā)光二極管呈斜45度照射試條。該兩個(gè)圓柱孔421的中間開有一個(gè)矩形槽422，其尺寸與光纖傳輸裝置12的矩形面光纖探測頭121相適應(yīng)，將矩形面光纖探測頭121插入該矩形槽422，可將光纖傳輸裝置12固定于底座42上。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該熟知，除了圖3和圖4所示形狀的固定裝置外，也可以采用其它形狀的支架和底座。
圖5是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的生化試條探測器的各個(gè)部分的組合立體圖。由圖中可知，底座42上插有光纖傳輸裝置12，光纖傳輸裝置12上固定結(jié)合支架41，使得紅綠藍(lán)三個(gè)探測器的感光面分別對準(zhǔn)光纖傳輸裝置的三束光纖的出射端口。
本發(fā)明中將光纖傳輸裝置12和光電探測器14集成在一起形成的生化試條探測器采用矩形組合式結(jié)構(gòu)，整體緊湊小巧，適應(yīng)性很強(qiáng)，能很好地滿足小型生化試條的檢測要求。
下面將利用本發(fā)明的生化試條探測器對HCG金標(biāo)試紙進(jìn)行測量。從測量結(jié)果，我們可以直觀地獲得本發(fā)明的生化試條探測器的有益效果。
首先，將生化試條16放入載物臺，調(diào)整載物臺與光纖探測頭12的相對位置，微調(diào)光源10、11的位置及角度，使入射白光的聚光點(diǎn)落在生化試條16本底處。
接著，樣品16的漫反射光通過光纖探測頭12分別入射到藍(lán)色141、綠色142和紅色143探測器上，根據(jù)探測器的輸出結(jié)果調(diào)節(jié)光源10、11的光強(qiáng)，防止探測器141、142、143輸出信號飽和，或光強(qiáng)過暗，探測器輸出信號過弱。調(diào)節(jié)光強(qiáng)至探測器141、142、143輸出信號強(qiáng)度達(dá)到一個(gè)設(shè)定值。
最后，放入被測樣品進(jìn)行檢測，記錄相應(yīng)的輸出電壓值。
按照上述步驟，我們得到的測量結(jié)果如表一所示。
表一

由表一的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以看出，該探測器能夠分辨不同濃度的試紙，由此可知本發(fā)明的生化試條探測器是可以實(shí)現(xiàn)的。
雖然經(jīng)過對本發(fā)明結(jié)合具體實(shí)施例進(jìn)行描述，對于在本技術(shù)領(lǐng)域熟練的人士，根據(jù)上文的敘述作出的許多替代、修改和變化將是顯而易見的。因此，當(dāng)這樣的替代、修改和變化落入附后的權(quán)利要求的精神和范圍內(nèi)時(shí)，應(yīng)該被包括在本發(fā)明中。
權(quán)利要求1.一種生化試條探測器，其特征在于，包括光纖傳輸裝置，用于接收樣品光信號，并將所述樣品光信號傳輸?shù)焦怆娞綔y器；光電探測裝置，用于接收所述樣品光信號，并將其轉(zhuǎn)換為電信號，所述光電探測裝置包括紅，綠，藍(lán)三個(gè)探測器，分別響應(yīng)不同波段的光；以及固定裝置，用于將所述光電探測裝置的感光面對準(zhǔn)光纖傳輸裝置的出射端口。
2.如權(quán)利要求1所述的探測器，其進(jìn)一步特征在于，所述光纖傳輸裝置包括矩形面光纖探測頭和一分三路光纖，所述光纖探測頭與所述一分三路光纖一體結(jié)合，用于收集樣品光信號并將其分成強(qiáng)度相等的三路光信號。
3.如權(quán)利要求1所述的探測器，其進(jìn)一步特征在于，所述固定裝置為黑色有機(jī)玻璃材料制品。
4.如權(quán)利要求1所述的探測器，其進(jìn)一步特征在于，還包括固定于所述固定裝置上的光源裝置，所述光源裝置為白光發(fā)光二極管。
專利摘要本實(shí)用新型提出了一種結(jié)構(gòu)新穎的生化試條探測器，包括光纖傳輸裝置，用于接收樣品光信號，并將該樣品光信號傳輸?shù)焦怆娞綔y器；光電探測裝置，用于接收該樣品光信號，并將其轉(zhuǎn)換為電信號，該光電探測裝置包括紅，綠，藍(lán)三個(gè)探測器，分別響應(yīng)不同波段的光；以及固定裝置，用于將該光電探測裝置的感光面對準(zhǔn)光纖傳輸裝置的出射端口，并將光源固定45度角照射被測樣品。本實(shí)用新型的生化試條探測器采用矩形組合式結(jié)構(gòu)，整體緊湊小巧，且照明和探測一體化，適應(yīng)性很強(qiáng)，能很好地滿足小型生化試條的檢測要求；采用三基色分光探測，拓寬了探測器的檢測范圍，對可見光波段內(nèi)各種顏色的試條都能檢測。
文檔編號G01N21/25GK2844903SQ20042011097
公開日2006年12月6日 申請日期2004年11月17日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月17日
發(fā)明者孫金煜, 丁晶新, 朱小蓉, 陳瑜婷, 劉家英, 孫真榮 申請人:華東師范大學(xué), 上海鑫祺生物科技實(shí)業(yè)有限公司