[发明专利]利用光声荧光信号比值测定pH值的定量检测方法与装置

说明书

本发明公开一种利用光声荧光信号比值测定pH值的定量检测方法与装置。所述的定量检测装置包括光声荧光信号激发源发生器、衰减片、光纤耦合器、单模光纤、可调谐准直器、显微物镜、柱状中空超声耦合器、光电倍增管、滤波器、放大器、双通道并行采集卡、超声耦合杯、样品台、二维电动平台、电磁信号屏蔽金属盒、二向色镜、反射镜、滤光片、避光筒、带有采集控制软件和图像重建软件以及电机控制软件的计算机。本发明可同时获得生物组织的多个参数，最重要的是通过将所得到的光声荧光信号做统计计算后做比可以定量该组织pH的分布。本发明的图像分辨率可达到0.1～2μm。同时结合了荧光灵敏度高，光声分辨率好，光声图像和荧光图像的对应性好。

技术领域

本发明属于一种无损测试测量技术，特别涉及一种利用光声荧光信号比值测定pH值的定量检测方法与装置。

背景技术

pH值是生命体征的一个特殊的表现，由于目前的技术还无法达到同时的光声荧光测量pH的技术，通过光激发可以测量较深组织的光声信号，由于光声信号的灵敏度不高，因此我们同时也检测了组织所发出的荧光信号，这就弥补了光声信号灵敏度低的缺点，为此们发明了这种光声荧光对生物组织pH值得测量装置与方法

这两种方法结合成像可以以获得组织的很多参数，但是单一的光声或者荧光不能获得组织的pH的分布，而两者做比值以后和样品的pH值有很大的关联性，因此我们利用合格特性来定量组织的pH值。

发明内容

为了克服现有技术的缺点与不足，本发明的首要目的在于提供一种利用光声荧光信号比值测定pH值的定量检测方法。

本发明的另一目的在于提供一种利用光声荧光信号比值测定pH值的定量检测装置。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

一种利用光声荧光信号比值测定pH值的方法，包括如下步骤：

(1)脉冲激光通过衰减片后通过光纤耦合器将光耦合到单模光纤中去，光纤的另一端连接可调谐准直器，然后出射的光经过显微物镜聚焦后落在样品上，同时激发产生光声信号和荧光信号；

(2)光声信号穿过超声耦合液后被柱状中空超声耦合器接收，然后通过滤波器和放大器放大；荧光信号依次通过二向色镜、反射镜和滤光片后被光电倍增管接收；两路信号被双通道并行采集卡同时采集，再将数据传输并储存到带有采集控制软件和图像重建软件的计算机中；

(3)样品与盛放超声耦合液的超声耦合杯一起放置于二维电动平台上，由装有电机控制软件的计算机控制其移动；每采集完一次光声信号和荧光信号，电动平台移动一步，以对样品进行逐点扫描，用于重建二维图像；

(4)采集完全部的信号后，通过最大值投影算法重建出样品的光声和荧光图像，并通过程序提取成像部分分别做统计进行比值计算，测定pH值。

步骤(1)中所述的脉冲激光为光声荧光信号激发源发生器输出的脉冲激光；

所述的脉冲激光的波长为650～2500nm，脉宽为20ns，重复频率为20HZ～200kHZ。

步骤(1)中所述的单模光纤是数值孔径为0.12、光纤接头为FC、光纤芯径为62.5μm的单模光纤；

步骤(1)中所述的可调谐准直器是焦距为4.6mm、透光的波长范围为650～1050nm的可调谐准直镜；

步骤(2)中所述的超声藕合液为水。

步骤(2)中所述的柱状中空探测器的主频为10MHz。

步骤(3)中所述的电动平台移动的最小步距为1μm；

步骤(4)中所述的最大值投影算法是通过Matlab软件自行编写。