[发明专利]光子计数型多通道时间分辨荧光免疫分析系统及计数方法

说明书

技术领域

本发明属于荧光免疫分析技术领域，具体涉及一种荧光免疫分析系统。

背景技术

时间分辨荧光免疫分析(Time-resolved Fluoroimmunoassay，TRFIA)技术在生物大分子的发光分析研究中已被证明是一种行之有效的工具，其使用三价稀土离子及其螯合物作为长寿命荧光示踪剂，对抗原、抗体、核酸探针等物质进行标记。待免疫反应发生后，根据稀土离子螯合物的荧光光谱特性，利用时间分辨荧光检测系统，通过延迟测量，降低本底荧光的影响，测定免疫反应最终产物的荧光强度和寿命，以实现高信噪比的发光分析。将待测物质的荧光强度与浓度-荧光强度标准曲线进行对比，判断反应体系中待分析物的浓度，从而达到定量分析的目的。

现有的时间分辨荧光免疫检测仪(专利CN201194014Y)使用自由空间光路传输方式实现荧光免疫检测，该测量系统本质上为透镜与反射镜的组合，该光学系统设计与加工具有一定难度，且系统装配过程中对光路同轴度等参数的要求较高，不利于系统的整体测试与调整。光源采用经过滤波的全谱脉冲激发光，该脉冲的重复频率不可调整，不利于测量具有不同荧光寿命的待测物质。除此之外，其顺序多通道检测能力的通过现有的机械扫描方式实现，因此测量速度慢、便携性差。专利CN202599954U使用机械传动装置实现数据的多路采集，由于机械装置的限制，难以适应仪器小型化的发展趋势。

目前，应用于微弱组织体出射光高时间分辨率测量的技术主要有同步扫描相机方法(D.A.Boas,“Hand book of biomedical optics,”American,CRC Press,2010)和时间相关单光子计数法(W.Becker,“Advanced time-correlated single photon counting techniques,”Berlin：Springer,2005)。这两种方法都能实现皮秒乃至飞秒量级的时间分辨率，但是成本十分昂贵，难以真正投入临床使用。在具体的应用中，TRFIA使用具有长寿命的荧光物质，因此对时间分辨率要求相对较低，可以采用分辨率在微秒级别的时间分辨光子计数技术(时间标刻光子计数法)进行测量。

本发明将从测量系统的改进以及准确对探测到的微弱光信号进行单光子计数分析这两个方面着眼，致力于解决现有时间分辨荧光免疫检测系统所存在的问题。其具体内容包括一种非机械传动模式的多通道时间分辨荧光免疫分析系统，以及适用于该系统的一种异步光子预累加、同步数据存储模式的时间标刻光子计数分析方法。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种多通道时间分辨荧光免疫分析系统，目的之二在于提出一种用于多通道时间分辨荧光免疫分析系统的时间标刻光子计数分析方法。

本发明解决两个技术问题的解决方案如下：

一种光子计数型多通道时间分辨荧光免疫分析系统，包括光源模块、检测模块以及时间标刻光子计数分析/控制模块；

所述光源模块包括LED（2）以及调制器（1）；

所述检测模块包括第一光纤准直器（3）、光波分复用器（4）、第二光纤准直器（5）、光开关（6）、光纤探头（7）、暗箱（8）、多孔样品板（9）、滤光片（10）以及PMT光子计数头（11），多孔样品板（9）置于暗箱（8）内，光纤探头为多根，每根探头穿过暗箱上的孔，然后悬空置于多孔样品板的相对应的每个孔的上方；

所述时间标刻光子计数分析/控制模块包括控制器（12）及上位计算机（13）；

控制器（12）在接收到上位计算机（13）的命令后，产生触发脉冲的电信号发送给调制器，调制器产生的调制信号控制LED发出激发光脉冲；

LED发出的激发光脉冲依次经过第一光纤准直器（3）、光波分复用器（4）、第二光纤准直器（5）及光开关（6）的选通的测量通道后输出至某根光纤探头（7）；

多孔样品板（8）中样品受激发产生的荧光信号由光纤探头（7）接收后，经由光开关（6）按原路返回至光波分复用器（4），再经过滤光后被送入PMT光子计数头（11），PMT光子计数头（11）输出的信号被送入控制器（12），控制器（12）将计数结果传入上位计算机（13）。