CN111122855A - 荧光免疫层析试纸条即时检测系统 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种荧光免疫层析试纸条即时检测系统，试纸条具有包含荧光探针的荧光区域和不包含荧光探针的非荧光区域。所述检测系统包括彼此分离开的信息采集装置和计算装置；信息采集装置包括采集组件和第一通信组件，计算装置包括控制模块、存储模块、第二通信模块和输出模块。检测系统采用改进的降噪算法，提高了系统检测的灵敏度。检测系统的信息采集装置做到仅有手掌大小，极大程度地增加其便利性。

Description

荧光免疫层析试纸条即时检测系统

技术领域

本公开涉及医疗器械体外诊断的技术领域，特别涉及一种荧光免疫层析试纸条即时检测系统和即时检测方法。

背景技术

即时检测是指非专业检测人员利用便携式仪器快速诊断分析患者的标本样品，具有携带方便、操作简单、现场检验等特点。荧光免疫层析技术是即时检测最为重要的手段之一。荧光免疫层析技术通过检测试纸条上被激发产生的荧光，定量检测试纸条上的标志物。

具体来说，荧光免疫层析技术将特异抗体固定于硝酸纤维素膜的某一区带(例如T线和C线)。当干燥的硝酸纤维素膜一端浸入或滴加样品(尿液或血清)时，样品中的待检测抗原物质及其与荧光探针的荧光结合物借助于毛细作用在条状纤维制成的硝酸纤维素膜上泳动。待检测抗原物质的荧光结合物与上述区带上的特异抗体结合，发生特异性免疫反应。由此，该区带显示一定的颜色、或者在激发光激发下发射出一定强度的荧光，从而实现定性或定量特异性免疫诊断。

目前用于荧光免疫层析技术的检测仪器主要有扫描型检测仪和成像型检测仪。扫描型检测仪由光学模块与机械扫描结构组成。光学模块的激发二极管激发试纸条上的荧光探针，荧光探针激发所产生的荧光经汇聚后被光电二极管等探测器接收。探测器一次只能探测试纸条局部的荧光，因此需要使用传动机构带动光学模块或试纸条托盘对整个试纸条进行“扫描式”探测，经过十几秒后得到荧光曲线，并推算样品含量。扫描型检测仪操作简单，但测量速度慢，并且测得的样品含量与实际值存在较大偏差。

成像型检测仪利用荧光成像相机对试纸条进行一次抓拍成像，然后对图像进行处理。成像型检测仪对操作主机、成像相机和发光二极管光源等硬件性能要求较高，且具有个体较大、标本鉴定复杂、操作繁杂、专业人员操作等特点。该类仪器多用于实验室场合，鲜见于日常临床检验场合。此外，成像型检测仪的图像“降噪”算法，一般采用黑白相机的灰度信号或彩色相机的某种单颜色信号的发光强度值减掉统一的“基线”值。这样的处理容易丢掉弱信号信息，而弱信号信息的探测决定了系统灵敏度。

发明内容

本公开的目的之一是提供一种能够克服现有技术中至少一个缺陷的荧光免疫层析试纸条即时检测系统。

根据下面描述的各方面说明了本公开的主题技术。为方便起见，将主题技术的各方面的各种示例描述为标号的条款(1、2、3等)。这些条款是作为示例提供的，而非限制本公开的主题技术。

1、一种荧光免疫层析试纸条即时检测系统，试纸条具有包含荧光探针的荧光区域和不包含荧光探针的非荧光区域，其中：

所述荧光免疫层析试纸条即时检测系统包括彼此分离开的信息采集装置和计算装置；

信息采集装置包括采集组件和第一通信组件，所述采集组件对试纸条发送激发光，采集试纸条的荧光区域的发光信息和非荧光区域的发光信息，并且所述第一通信组件将采集到的试纸条的荧光区域的发光信息和非荧光区域的发光信息发送至计算装置；

计算装置包括控制模块、存储模块、第二通信模块和输出模块，所述存储模块储存试纸条的荧光探针发光强度-荧光探针浓度校准曲线，并且所述第二通信模块和第一通信组件以无线方式或有线方式彼此连通，

其中，控制模块通过第一通信组件和第二通信模块之间的连通获得试纸条的荧光区域的发光信息和非荧光区域的发光信息，并且利用非荧光区域的发光信息对荧光区域的发光信息进行降噪算法处理，以得到荧光区域的荧光探针的发光强度值；控制模块从存储模块调取预设的荧光探针发光强度-荧光探针浓度校准曲线，通过荧光区域的荧光探针的发光强度值拟合得到荧光区域的荧光探针浓度值，并通过输出模块将荧光区域的荧光探针浓度值输出。

2、根据条款1所述的荧光免疫层析试纸条即时检测系统，其中：荧光区域的发光信息包括荧光区域的第一单颜色元素信号的总发光强度和荧光区域的第二单颜色元素信号的总发光强度，并且非荧光区域的发光信息包括非荧光区域的第一单颜色元素信号的总发光强度和非荧光区域的第二单颜色元素信号的总发光强度，荧光区域的荧光探针发出的荧光是第一单颜色元素信号，并且第一单颜色元素信号和第二单颜色元素信号不同。

3、根据条款2所述的荧光免疫层析试纸条即时检测系统，其中：第一单颜色元素信号和第二单颜色元素信号是红元素信号、蓝元素信号和绿元素信号中的任一种。

4、根据条款2所述的荧光免疫层析试纸条即时检测系统，其中：降噪算法的公式包括

R＝Rt-Gy×(Rf/Gf)

其中，

R为荧光区域的荧光探针的发光强度，

Rt为荧光区域的第一单颜色元素信号的总发光强度，

Gy为荧光区域的第二单颜色元素信号的总发光强度，

Rf为非荧光区域的第一单颜色元素信号的总发光强度，和

Gf为非荧光区域的第二单颜色元素信号的总发光强度。

5、根据条款1-4中任一项所述的荧光免疫层析试纸条即时检测系统，其中：试纸条的卡壳设有识别码，所述识别码包含与标本样品绑定的溯源数据。

6、根据条款5所述的荧光免疫层析试纸条即时检测系统，其中：采集组件构造成还采集试纸条的识别码信息，并且控制模块从识别码信息识别试纸条的溯源数据。

7、根据条款5所述的荧光免疫层析试纸条即时检测系统，其中：识别码是二维码或者条形码。

8、根据条款1-4中任一项所述的荧光免疫层析试纸条即时检测系统，其中：第一通信组件和第二通信模块是配合使用的无线通信器件或者有线通信器件。

9、根据条款1-4中任一项所述的荧光免疫层析试纸条即时检测系统，其中：采集组件包括光源、滤波片和摄像头，光源构造成对试纸条发送激发光，并且摄像头构造成透过滤波片对试纸条的荧光区域和非荧光区域拍摄彩色照片。

10、根据条款9所述的荧光免疫层析试纸条即时检测系统，其中：试纸条放置成与摄像头和滤波片相对，并且光源设置成偏离摄像头和滤波片、以及试纸条之间的彼此相对的路径。

11、根据条款9所述的荧光免疫层析试纸条即时检测系统，其中：光源为带有光阑的LED灯。

12、根据条款9所述的荧光免疫层析试纸条即时检测系统，其中：摄像头为广角数字摄像头。

13、根据条款1-4中任一项所述的荧光免疫层析试纸条即时检测系统，其中：信息采集装置还包括将试纸条维持在预定温度的温育组件。

14、根据条款13所述的荧光免疫层析试纸条即时检测系统，其中：温育组件包括加热器、制冷器、温度控制器和温度传感器，加热器、制冷器和温度传感器设置成紧邻试纸条，并且温度控制器构造成根据温度传感器测量的试纸条的温度来控制加热器和/或制冷器加热和/或制冷试纸条。

15.根据条款1-4中任一项所述的荧光免疫层析试纸条即时检测系统，其中：信息采集装置包括上壳体和下壳体，上壳体和下壳体配合在一起以在内部形成避光空腔。

16、根据条款15所述的荧光免疫层析试纸条即时检测系统，其中：避光空腔内设有支撑架，并且支撑架固定在下壳体上。

17、根据条款16所述的荧光免疫层析试纸条即时检测系统，其中：支撑架包括多个隔层，所述多个隔层构造成支撑信息采集装置的多个零件。

18.根据条款15所述的荧光免疫层析试纸条即时检测系统，其中：信息采集装置包括试纸条接收槽，所述试纸条接收槽固定至上壳体或下壳体，并且在相应壳体上开口，以接收插入的试纸条。

19.根据条款1-4中任一项所述的荧光免疫层析试纸条即时检测系统，其中：信息采集装置包括电源组件，所述电源组件对信息采集装置供电。

20、根据条款1-4中任一项所述的荧光免疫层析试纸条即时检测系统，其中：信息采集装置的长度不大于10cm，宽度不大于8cm，高度不大于10cm。

21、根据条款1-4中任一项所述的荧光免疫层析试纸条即时检测系统，其中：计算装置是安装有检测程序的移动终端，或者计算装置的一部分设置在安装有检测程序的移动终端中、另一部分设置在与移动终端连通的服务器中。

22、根据条款1-4中任一项所述的荧光免疫层析试纸条即时检测系统，其中：试纸条包括卡壳和设置在卡壳内的硝酸纤维素膜，试纸条具有沿轴向间隔开的上样口和显示口，显示口包括在显示口区域露出的测试用的T线和C线以及除T线和C线外的空白硝酸纤维素膜。

23、根据条款22所述的荧光免疫层析试纸条即时检测系统，其中：荧光区域包括显示口中的T线和C线，并且非荧光区域包括显示口中露出的空白硝酸纤维素膜。

24、根据条款22所述的荧光免疫层析试纸条即时检测系统，其中：非荧光区域是显示口中露出的位于T线和C线远离上样口一侧的空白硝酸纤维素膜。

25、一种利用荧光免疫层析试纸条即时检测系统对试纸条进行即时检测方法，其中，所述方法包括以下步骤：

将试纸条插入信息采集装置中，并且在计算装置中开启检测命令，其中，信息采集装置和计算装置彼此分离开；

信息采集装置对试纸条的包含荧光探针的荧光区域和不包含荧光探针的非荧光区域发送激发光，并采集试纸条的荧光区域的发光信息和非荧光区域的发光信息；

计算装置通过信息采集装置和计算装置之间的无线方式连通或有线方式连通获得试纸条的荧光区域的发光信息和非荧光区域的发光信息，并且利用非荧光区域的发光信息对荧光区域的发光信息进行降噪算法处理，以得到荧光区域的荧光探针的发光强度值；

计算装置基于预设的荧光探针发光强度-荧光探针浓度校准曲线，通过荧光区域的荧光探针的发光强度值得到荧光区域的荧光探针浓度值，并将荧光区域的荧光探针浓度值输出。

26、根据条款25所述的检测方法，其中：在检测命令开启之后，在信息采集装置对试纸条的荧光区域和非荧光区域发送激发光之前，信息采集装置将试纸条进行恒温处理，以将试纸条维持在恒定的预定温度。

27、根据条款25或26所述的检测方法，其中：信息采集装置在发送激发光期间采集试纸条的识别码信息，并且计算装置从识别码信息识别试纸条的溯源数据，并将试纸条的溯源数据输出。

28、根据条款25或26所述的检测方法，其中：荧光免疫层析试纸条即时检测系统是根据条款1-24中任一项所述的荧光免疫层析试纸条即时检测系统。

29、一种荧光免疫层析试纸条即时检测方法，其中，所述方法包括以下步骤：

接收试纸条的荧光区域的发光信息和非荧光区域的发光信息，并且利用非荧光区域的发光信息对荧光区域的发光信息进行降噪算法处理，以得到荧光区域的荧光探针的发光强度值；

基于预设的荧光探针发光强度-荧光探针浓度校准曲线，通过荧光区域的荧光探针的发光强度值得到荧光区域的荧光探针浓度值，并将荧光区域的荧光探针浓度值输出。

30、根据条款29所述的检测方法，其中：荧光区域的发光信息包括荧光区域的第一单颜色元素信号的总发光强度和荧光区域的第二单颜色元素信号的总发光强度，并且非荧光区域的发光信息包括非荧光区域的第一单颜色元素信号的总发光强度和非荧光区域的第二单颜色元素信号的总发光强度，荧光区域的荧光探针发出的荧光是第一单颜色元素信号，并且第一单颜色元素信号和第二单颜色元素信号不同。

31、根据条款30所述的检测方法，其中：第一单颜色元素信号和第二单颜色元素信号是红元素信号、蓝元素信号和绿元素信号中的任一种。

32、根据条款30所述的检测方法，其中：降噪算法的公式包括

R＝Rt-Gy×(Rf/Gf)

其中，

R为荧光区域的荧光探针发出的发光强度，

Rt为荧光区域的第一单颜色元素信号的总发光强度，

Gy为荧光区域的第二单颜色元素信号的总发光强度，

Rf为非荧光区域的第一单颜色元素信号的总发光强度，和

Gf为非荧光区域的第二单颜色元素信号的总发光强度。

33、根据条款29-32中任一项所述的检测方法，其中：接收试纸条的识别码信息，并从识别码信息识别试纸条的溯源数据。

34、一种计算装置，其中，所述计算装置包括：

一个或多个处理器；以及

一个或多个存储模块，所述一个或多个存储模块被配置为存储一系列计算机可执行的指令以及与所述一系列计算机可执行的指令相关联的计算机可访问的数据，

其中，当所述一系列计算机可执行的指令被所述一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器进行如条款29-33中任一项所述的方法。

35、一种非临时性计算机可读存储介质，其中，所述非临时性计算机可读存储介质上存储有一系列计算机可执行的指令，当所述一系列计算机可执行的指令被一个或多个计算装置执行时，使得所述一个或多个计算装置进行如条款29-33中任一项所述的方法。

本公开的主题技术的其它特征和优点将在下面的描述中阐述，并且部分地将从所述描述显而易见，或者可以通过实践本公开的主题技术来学习。通过在书面说明书及其权利要求书以及附图中特别指出的结构，将实现和获得本公开的主题技术的优点。

应当理解，前述一般性描述和以下详细描述都是示例性和说明性的，并且旨在提供对要求保护的本公开的主题技术的进一步说明。

附图说明

在结合附图阅读下文的具体实施方式后，将更好地理解本公开的多个方面，在附图中：

图1示出根据本公开实施例的荧光免疫层析试纸条即时检测系统的示意图；

图2示出待由图1的荧光免疫层析试纸条即时检测系统检测的试纸条的正视图；

图3和4示出图1的荧光免疫层析试纸条即时检测系统信息采集装置的分解立体图和组装立体图；和

图5示出图1的荧光免疫层析试纸条即时检测系统的检测方法的流程图。

具体实施方式

以下将参照附图描述本公开，其中的附图示出了本公开的若干实施例。然而应当理解的是，本公开可以以多种不同的方式呈现出来，并不局限于下文描述的实施例；事实上，下文描述的实施例旨在使本公开的公开更为完整，并向本领域技术人员充分说明本公开的保护范围。还应当理解的是，本文公开的实施例能够以各种方式进行组合，从而提供更多额外的实施例。

应当理解的是，在所有附图中，相同的附图标记表示相同的元件。在附图中，为清楚起见，某些特征的尺寸可以进行变形。

应当理解的是，说明书中的用辞仅用于描述特定的实施例，并不旨在限定本公开。说明书使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)除非另外定义，均具有本领域技术人员通常理解的含义。为简明和/或清楚起见，公知的功能或结构可以不再详细说明。

说明书使用的单数形式“一”、“所述”和“该”除非清楚指明，均包含复数形式。说明书使用的用辞“包括”、“包含”和“含有”表示存在所声称的特征，但并不排斥存在一个或多个其它特征。说明书使用的用辞“和/或”包括相关列出项中的一个或多个的任意和全部组合。说明书使用的用辞“在X和Y之间”和“在大约X和Y之间”应当解释为包括X和Y。本说明书使用的用辞“在大约X和Y之间”的意思是“在大约X和大约Y之间”，并且本说明书使用的用辞“从大约X至Y”的意思是“从大约X至大约Y”。

在说明书中，称一个元件位于另一元件“上”、“附接”至另一元件、“连接”至另一元件、“耦合”至另一元件、或“接触”另一元件等时，该元件可以直接位于另一元件上、附接至另一元件、连接至另一元件、联接至另一元件或接触另一元件，或者可以存在中间元件。相对照的是，称一个元件“直接”位于另一元件“上”、“直接附接”至另一元件、“直接连接”至另一元件、“直接耦合”至另一元件或、或“直接接触”另一元件时，将不存在中间元件。在说明书中，一个特征布置成与另一特征“相邻”，可以指一个特征具有与相邻特征重叠的部分或者位于相邻特征上方或下方的部分。

在说明书中，诸如“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“高”、“低”等的空间关系用辞可以说明一个特征与另一特征在附图中的关系。应当理解的是，空间关系用辞除了包含附图所示的方位之外，还包含装置在使用或操作中的不同方位。例如，在附图中的装置倒转时，原先描述为在其它特征“下方”的特征，此时可以描述为在其它特征的“上方”。装置还可以以其它方式定向(旋转90度或在其它方位)，此时将相应地解释相对空间关系。

本说明书描述的系统还可利用一个或多个控制模块来接收信息并变换所接收的信息以生成输出。该控制模块可包括任意类型的计算装置、计算电路或者任意类型的处理器或能够执行存储在存储模块中的一系列指令的处理电路。该控制模块可包括多个处理器和/或多核中央处理单元(CPU)并且可包括任意类型的处理器，诸如微处理器、数字信号处理器、微控制模块等。该控制模块还可包括存储模块以存储数据和/或算法以执行一系列指令。

本说明书描述的任意方法、程序、算法或编码可以转换成或表达为编程语言或计算机程序。“编程语言”和“计算机程序”是用以将指令指定给计算机的任意语言，并且包括(但不限于)这些语言和它们的派生物：汇编语言、Basic、批处理文件、BCPL、C、C+、C++、Delphi、Fortran、Java、JavaScript、机器代码、操作系统命令语言、Pascal、Perl、PL1、脚本语言、Visual Basic、其自身指定程序的元语言，以及第一代、第二代、第三代、第四代和第五代计算机语言。同样包括的是数据库和其他数据模式，以及任意其他元语言。为了这种定义的目的，不在被解译、编译的语言之间或者是使用编译和解译这两种方法的语言之间进行区分。为了这种定义的目的，不在程序的编译版本和源版本之间进行区分。因此，参考编程语言可存在于一个以上状态(诸如源状态、编译状态、对象状态或链接状态)中的程序是参考任意和所有这种状态。该定义还包含有效指令和这些指令的意图。

本说明书描述的任意方法、程序、算法或代码可包含在一个或多个机器可读媒介或存储模块上。术语“存储模块”可包括提供(例如，存储和/或传送)以由诸如处理器、计算机或数字处理设备的机器可读格式的信息的机构。例如，存储模块可包括只读存储模块(ROM)、随机存取存储模块(RAM)、磁盘存储介质、光学存储介质、闪存设备或任意其他易失性或非易失性存储设备。包含在其上的代码或指令可由载波信号、红外信号、数字信号和其他相似的信号表示。

图1示出根据本公开实施例的荧光免疫层析试纸条即时检测系统1的示意图。如图所示，检测系统1包括单独的信息采集装置2和计算装置3。信息采集装置2和计算装置3分离开，并且通过无线方式或有线方式彼此连通。信息采集装置2从试纸条4采集各种信息(例如发光信息、识别码信息等)，并将采集到的信息发送给计算装置3。计算装置3对接收到的信息进行处理，并将处理结果(例如荧光探针浓度、样品溯源数据等)输出。

检测系统1检测的试纸条4是接收完标本样品进行测试后的试纸条。如图2所示，试纸条4可以包括卡壳41和设置在卡壳41内的硝酸纤维素膜42。试纸条4具有沿轴向间隔开的上样口43和显示口44。上样口43用于接收样品(例如尿液、血清等)，并且样品中的待检测物质及其荧光结合物通过硝酸纤维素膜42的毛细作用传递至显示口44。在一些实施例中，试纸条4上免疫反应的待检测物质为抗原，并且待检测物质的荧光结合物是所述抗原与荧光探针表面偶联的抗体相结合而产生的。

显示口44包括显示口区域中露出的空白硝酸纤维素膜421和测试用的T线和C线45，并且传递过来的待检测物质及其荧光结合物到达T线和C线45时发生免疫反应而被偶联固定。经有效测试后的试纸条，其显示口44中的T线和C线45含有荧光探针，并且作为信息采集装置2采集发光信息的荧光区域，本公开的荧光区域为T线和C线45所在处。荧光探针在受到激发光激发期间产生荧光。显示口44中露出的空白硝酸纤维素膜421在一些部分不包含荧光探针或包含较少的荧光探针，并且作为信息采集装置2采集发光信息的非荧光区域。在一些实施例中，非荧光区域可以是显示口区域中位于T线和C线45远离上样口43一侧的空白硝酸纤维素膜421，该侧空白硝酸纤维素膜421不包含或包含更少的毛细作用传递过来的荧光探针，可以确保背景光信号等信息采集的准确性。

识别码46设置在卡壳41上(例如通过印刷或粘贴)，并且作为信息采集装置2采集识别码信息的区域。在一些实施例中，识别码46可以在卡壳41上位于显示口44远离上样口43的一侧。在一些实施例中，识别码46可以是二维码或者条形码。

图3和4示出信息采集装置2的分解立体图和组装立体图(已除去上壳体)。如图所示，信息采集装置2包括上壳体21和下壳体22，上壳体21和下壳体22配合在一起以在内部形成避光的空腔。支撑架23位于避光的空腔内，并且固定在下壳体22上。支撑架23包括多个隔层，以用于支撑采集组件24、通信组件25、温育组件26、电源组件27、和/或试纸条接收槽28中的一个或多个零件。试纸条接收槽28用于接收插入的试纸条4。温育组件26用于将插入的试纸条4保持在恒定的预设温度。采集组件24对试纸条4发送激发光，并在激发期间采集试纸条4的各种信息(例如发光信息、识别码信息等)。通信组件25将采集到的信息发送至计算装置3。电源组件27用于对信息采集装置2供电。

采集组件24包括光源241、滤波片242和摄像头243。光源241用于对试纸条4发送激发光。滤波片242用于过滤背景光和激发光照射硝酸纤维素膜42所散射的光。摄像头243通过拍摄彩色照片来采集荧光区域和非荧光区域的发光信息、以及试纸条4上的识别码等信息。在一些实施例中，试纸条接收槽28可以设置成与摄像头243和滤波片242彼此相对；光源241可以设置成偏离摄像头243和滤波片242、以及试纸条接收槽28之间的彼此相对的路径。在一些实施例中，光源241、滤波片242和摄像头243均放置在支撑架23上。在一些实施例中，光源241可以是带有光阑的LED灯；摄像头243可以是广角数字摄像头，例如CCD摄像头或者CMOS摄像头等。

通信组件25将采集组件24采集到的信息发送至计算装置3。通信组件25可以是与计算装置3上的通信模块配合使用的无线通信器件(例如WIFI、蓝牙等)或者有线通信器件(例如通过USB口)。

温育组件26将试纸条接收槽28中的试纸条4维持在预定的温度(例如37℃)。温育组件26包括加热器261、制冷器262、温度控制器263和温度传感器264。加热器261、制冷器262和温度传感器264设置成紧邻试纸条4。温度控制器263根据温度传感器264测量的试纸条4的温度，来控制加热器261和/或制冷器262加热和/或制冷试纸条4，以将试纸条4维持在恒定的预设温度。

电源组件27用于对采集组件24、通信组件25、温育组件26等进行供电。电源组件27可以包括内置电源(包括充电板、锂电池等)，和/或外置电源(例如通过USB口)。

试纸条接收槽28固定至上壳体21或下壳体22，并且在相应壳体上开口，以用于接收插入的试纸条4。

在一些实施例中，信息采集装置2的长度可以不大于10cm，宽度可以不大于8cm，高度可以不大于10cm。

返回图1，计算装置3包括控制模块31、存储模块32、输出模块33和通信模块34。通信模块34为与通信组件25相配合的无线通信模块或有线通信模块。控制模块31通过通信模块34和通信组件25的连通获取发光信息等。控制模块31将发光信息进行降噪处理，计算并且得到试纸条4的荧光区域的荧光探针发光强度。存储模块32存储有荧光探针发光强度-荧光探针浓度的校准曲线。控制模块31从存储模块32调取校准曲线，并且通过得到的荧光探针发光强度得到试纸条4的荧光探针浓度。控制模块32将试纸条4的荧光探针浓度通过输出模块33输出。

在一些实施例中，计算装置3可以是安装有检测程序的移动终端(例如手机、平板电脑等)，或者计算装置3的一部分设置在安装有检测程序的移动终端中、另一部分设置在与移动终端连通的服务器中。

在一些实施例中，控制模块31还通过通信模块34和通信组件25的连通获取识别码信息，识别出试纸条4的溯源数据，并将溯源数据存储至存储模块32。输出模块33可以将存储的试纸条4的溯源数据输出。

下面介绍计算装置3的控制模块31对采集组件24拍摄到的彩色照片进行降噪处理的原理。在光源241对试纸条4发送激发光时，荧光区域的荧光探针受到激发而产生荧光。但是，摄像头243拍摄到的荧光区域的光不仅包括荧光探针发出的荧光，还包括滤波片242未滤掉的激发光照射硝酸纤维素膜42产生的散射光、以及背景光等。这些散射光和背景光会干扰荧光发光强度的检测灵敏度，由此影响荧光探针浓度的测量数值。因此，需要对拍摄到的荧光区域的发光信息进行降噪处理。

优选地，免疫检测层析试纸条中使用的荧光探针通常具有特定的荧光发射峰，且荧光发射峰覆盖蓝、绿、红三种元素中的一种或相邻的两种(例如发射蓝-绿元素的荧光信号、发射绿-红元素的荧光信号)。更优选地，根据荧光探针的材料设计以及激发光选择的不同，荧光区域的荧光探针发出的荧光可以是红元素信号、蓝元素信号和绿元素信号中的任一种。作为示例说明，本公开将荧光区域的荧光探针发出的荧光设定为红元素信号，采用红元素信号为主信号，并且采用不同于红元素信号的其他颜色信号(例如绿元素信号)作为参比信号。

在本公开的实施例中，摄像头243同时采集荧光区域的发光信息和非荧光区域的发光信息。荧光区域的发光信息包括红元素信号的发光强度、也包括绿元素信息的发光强度。荧光区域的发光信息中的红元素信号既包括荧光发出的红元素信号(如上所设定)，也包括散射光和背景光发出的红元素信号，其中散射光和背景光发出的红元素信号为待从荧光发出的红元素信号中消除的噪声信号。荧光区域的发光信息中的绿元素信号只包括散射光和背景光发出的绿元素信号，原因在于荧光只会发出红元素信号、而不会发出绿元素信号。同理，非荧光区域的发光信息包括红元素信号的发光强度、也包括绿元素信息的发光强度。非荧光区域的发光信息中的红元素信号包括散射光和背景光发出的红元素信号；而荧光区域的发光信息中的绿元素信号包括散射光和背景光发出的绿元素信号。

散射光和背景光中的红元素信号和绿元素信号的发光强度比值无论是在荧光区域中、还是在非荧光区域中都是固定的。因此，通过测量非荧光区域的散射光和背景光中的红元素信号和绿元素信号的发光强度、以及荧光区域的散射光和背景光中的绿元素信号的发光强度，可以得到荧光区域的散射光和背景光中的红元素信号的发光强度，即噪声信号的发光强度。荧光区域的发光信息中的红元素信号的总发光强度减掉荧光区域的散射光和背景光中的红元素信号的发光强度，得到荧光探针发出的荧光的红元素信号的发光强度。根据预设的荧光探针发光强度-荧光探针浓度校准曲线，可以得到荧光探针浓度。

降噪公式如下所示：

Rn/Gy＝Rf/Gf (1)

R＝Rt-Rn (2)

由此：

R＝Rt-Gy×(Rf/Gf) (3)

其中，Rn为荧光区域的红色噪声信号的发光强度；Gy为荧光区域的绿元素信号的总发光强度；Rf为非荧光区域的红元素信号的总发光强度；Gf为非荧光区域的绿元素信号的总发光强度；R为荧光区域的荧光探针发出的红元素信号的发光强度，Rt为荧光区域的红元素信号的总发光强度。

针对不同检测项目，公式(3)右侧的Gy×(Rf/Gf)可以增加修正系数。根据经验，修正系数接近1。

图5示出了荧光免疫层析试纸条即时检测系统1的检测方法的流程图。如图所示，在S1步骤，将试纸条4插入信息采集装置2的试纸条接收槽28中，并且在计算装置3的检测程序中开启检测命令。

在S2步骤，计算装置3的控制模块31通过通信模块34和通信组件25之间的连通将检测开启命令发送至信息采集装置2的温育组件26。温育组件26的温度控制器263根据温度传感器264测量的试纸条4附近的温度，来控制加热器261和/或制冷器262加热和/或制冷试纸条4达5-30分钟，以将试纸条4维持在恒定的预设温度(例如37℃)。

随后，在S3步骤，计算装置3的控制模块31通过通信模块34和通信组件25之间的连通将检测开启命令发送至信息采集装置2的采集组件24。采集组件24的光源241打开，并为试纸条4提供激发光。激发期间，摄像头243对试纸条4拍摄彩色照片，以采集试纸条4上的荧光区域的发光信息和非荧光区域的发光信息、以及识别码信息。彩色照片经光电信号转化后得到电信号，并通过通信模块34和通信组件25之间的连通将识别码信息和发光信息分别输出至计算装置3的控制模块31。

在S4步骤，控制模块31从识别码信息识别试纸条4的溯源数据，并将溯源数据输出至存储模块32。

在S5步骤，控制模块31将接收到的荧光区域的发光信息与非荧光区域的发光信息经上文所述的降噪算法处理后，得到荧光区域的荧光探针的发光强度。控制模块31从存储模块32调取预先储存的荧光探针发光强度-荧光探针浓度的校准曲线，拟合得到对应的荧光探针浓度。

在S6步骤，输出模块33将荧光探针浓度和/或溯源数据输出，例如显示在计算装置的显示屏上。

根据本公开实施例的荧光免疫层析试纸条即时检测系统测量速度快，并且测量较为精确。

根据本公开实施例的荧光免疫层析试纸条即时检测系统的信息采集装置省去了占用空间较大的处理器和扫描装置，可以将装置做到仅有手掌大小，极大程度地增加其便利性。

根据本公开实施例的荧光免疫层析试纸条即时检测系统将处理工作交由手机中的处理器来完成。手机也是5G、大数据和人工智能等未来通讯、网络和信息处理核心技术的终端，采用该类型终端有利于将免疫检测数据直接与这些技术对接。

根据本公开实施例的荧光免疫层析试纸条即时检测系统采用改进的降噪算法，提高了系统检测的灵敏度。

虽然已经描述了本公开的示范实施例，但是本领域技术人员应当理解的是，在本质上不脱离本公开的精神和范围的情况下能够对本公开的示范实施例进行多种变化和改变。因此，所有变化和改变均包含在权利要求所限定的本公开的保护范围内。本公开由附加的权利要求限定，并且这些权利要求的等同物也包含在内。

Claims (10)

1.一种荧光免疫层析试纸条即时检测系统，试纸条具有包含荧光探针的荧光区域和不包含荧光探针的非荧光区域，其特征在于：

所述荧光免疫层析试纸条即时检测系统包括彼此分离开的信息采集装置和计算装置；

信息采集装置包括采集组件和第一通信组件，所述采集组件对试纸条发送激发光，采集试纸条的荧光区域的发光信息和非荧光区域的发光信息，并且所述第一通信组件将采集到的试纸条的荧光区域的发光信息和非荧光区域的发光信息发送至计算装置；

计算装置包括控制模块、存储模块、第二通信模块和输出模块，所述存储模块储存试纸条的荧光探针发光强度-荧光探针浓度校准曲线，并且所述第二通信模块和第一通信组件以无线方式或有线方式彼此连通，

其中，控制模块通过第一通信组件和第二通信模块之间的连通获得试纸条的荧光区域的发光信息和非荧光区域的发光信息，并且利用非荧光区域的发光信息对荧光区域的发光信息进行降噪算法处理，以得到荧光区域的荧光探针的发光强度值；控制模块从存储模块调取预设的荧光探针发光强度-荧光探针浓度校准曲线，通过荧光区域的荧光探针的发光强度值拟合得到荧光区域的荧光探针浓度值，并通过输出模块将荧光区域的荧光探针浓度值输出。

2.根据权利要求1所述的荧光免疫层析试纸条即时检测系统，其特征在于：荧光区域的发光信息包括荧光区域的第一单颜色元素信号的总发光强度和荧光区域的第二单颜色元素信号的总发光强度，并且非荧光区域的发光信息包括非荧光区域的第一单颜色元素信号的总发光强度和非荧光区域的第二单颜色元素信号的总发光强度，荧光区域的荧光探针发出的荧光是第一单颜色元素信号，并且第一单颜色元素信号和第二单颜色元素信号不同。

3.根据权利要求2所述的荧光免疫层析试纸条即时检测系统，其特征在于：第一单颜色元素信号和第二单颜色元素信号是红元素信号、蓝元素信号和绿元素信号中的任一种。

4.根据权利要求2所述的荧光免疫层析试纸条即时检测系统，其特征在于：降噪算法的公式包括

R＝Rt-Gy×(Rf/Gf)

其中，

R为荧光区域的荧光探针的发光强度，

Rt为荧光区域的第一单颜色元素信号的总发光强度，

Gy为荧光区域的第二单颜色元素信号的总发光强度，

Rf为非荧光区域的第一单颜色元素信号的总发光强度，和

Gf为非荧光区域的第二单颜色元素信号的总发光强度。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的荧光免疫层析试纸条即时检测系统，其特征在于：试纸条的卡壳设有识别码，所述识别码包含与标本样品绑定的溯源数据。

6.根据权利要求5所述的荧光免疫层析试纸条即时检测系统，其特征在于：采集组件构造成还采集试纸条的识别码信息，并且控制模块从识别码信息识别试纸条的溯源数据。

7.根据权利要求5所述的荧光免疫层析试纸条即时检测系统，其特征在于：识别码是二维码或者条形码。

8.根据权利要求1-4中任一项所述的荧光免疫层析试纸条即时检测系统，其特征在于：第一通信组件和第二通信模块是配合使用的无线通信器件或者有线通信器件。

9.根据权利要求1-4中任一项所述的荧光免疫层析试纸条即时检测系统，其特征在于：采集组件包括光源、滤波片和摄像头，光源构造成对试纸条发送激发光，并且摄像头构造成透过滤波片对试纸条的荧光区域和非荧光区域拍摄彩色照片。

10.根据权利要求9所述的荧光免疫层析试纸条即时检测系统，其特征在于：试纸条放置成与摄像头和滤波片相对，并且光源设置成偏离摄像头和滤波片、以及试纸条之间的彼此相对的路径。

Images