[实用新型]一种用于癌细胞筛查的荧光光谱测量集成电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及实现的一种用于癌细胞筛查的荧光光谱测量集成电路，以掩埋CMOS双PN结光电二极管(BDJ)为光传感单元，将微弱的荧光信号转换成容易测量的电信号，提取出有用的光谱信息。本实用新型输出端无需模数转换接口而可直接与单片机等处理器相连，可与光传感单元BDJ单片集成，实现癌细胞荧光光谱测量系统的微型化和智能化。

背景技术

掩埋CMOS双PN结光电二极管，由两个垂直堆叠的不同深度的二极管构成。这种器件的层叠式结构使得以硅材料作为滤光片时，光在硅晶体中的透射深度与波长有强烈的依赖关系，入射光功率和波长不同时，PN结输出的光电流也不相同。两个PN结的光电流比值与波长成良好的线性关系，而输出电流大小与入射光功率成比例。

生物组织荧光可分为内源荧光和外源荧光两种。内源荧光是指当生物组织受到激光照射时，本身存在着的光敏物质或荧光团发出的荧光；外源荧光是指用能发光的荧光物质标记待研究生物组织样本，在激光照射下发出的荧光。因此用于癌细胞筛查的光诱导荧光技术也有两种：一种根据癌细胞组织本身经光源激发后形成的内源荧光光谱进行筛查；由于一些荧光药物与癌细胞组织有较强的亲和力，另一种技术则是根据这些荧光药物在激光照射下发出的荧光光谱进行筛查。正常组织的荧光光谱与癌细胞组织的荧光光谱存在特征差异，部分癌细胞组织荧光主峰位置明显偏离正常组织，也有部分癌细胞组织荧光主峰值明显多于正常组织，或峰值强度与正常组织不同，因此根据生物组织荧光光谱特性，可以实现癌细胞的筛查。

目前用于癌细胞筛查的荧光光谱测量的仪器虽然已经广泛投入使用，但是精度高、体积小、功耗低、价格适中的荧光光谱测量仪器有待于开发。

发明内容

本实用新型要克服现有技术的上述缺点，将光谱检测技术与微电子集成技术相结合，提供一种用于癌细胞筛查的荧光光谱测量集成电路，并且与光电传感单元BDJ单片集成，有利于实现荧光光谱测量系统的微型化。该检测电路将两PN结的光电流模拟量经处理后转换成相应频率的方波信号，可直接输入单片机等数字信号处理器，无需通过数模转换接口再与处理器相连接。

本实用新型所述的一种用于癌细胞筛查的荧光光谱测量集成电路，由BDJ光电流提取放大电路1、光电流流向选择电路2、电流-电压转换电路3、复位控制电路4、电压-频率转换电路5、整形反馈电路6、占空比调节电路7共七个模块组成。

所述BDJ光电流提取放大电路1中，输出端1b连光电流流向选择电路2的第一输入端21a，输入端1a连接到光电流流向选择电路2的输出端2b。

BDJ光电流提取放大电路1由PMOS管P1、P2、P3、P4，NMOS管N1、N2、N3、N4、N5、N6和以及掩埋CMOS双PN结光电二极管组成；所述PMOS管P1源极接电源VDD，栅漏短接，漏极连所述PMOS管P2源极，栅极与所述PMOS管P3栅极相连，所述PMOS管P2栅漏短接，漏极与所述NMOS管N3漏极相连，所述PMOS管P3源极与电源VDD相连，漏极与所述PMOS管P4源极相连，所述PMOS管P4栅极与所述PMOS管P2栅极相连，漏极作为该BDJ光电流提取放大电路1的输出端1b，所述浅PN结光电二极管D1和所述深PN结光电二极管D2阴极相连并与电源VDD相连，阳极相连并与所述NMOS管N1漏极相连，所述NMOS管N1栅漏相连并与所述NMOS管N3栅极相连，源极与所述NMOS管N2漏极相连，所述NMOS管N2栅漏相连并与所述NMOS管N4栅极相连，源极接地，所述NMOS管N3源极与所述NMOS管N4漏极相连，所述NMOS管N4源极接地，所述NMOS管N5栅极与所述NMOS管N3栅极相连，漏极作为该BDJ光电流提取放大电路1的输入端1a，源极与所述NMOS管N6漏极相连，所述NMOS管N6栅极与所述NMOS管N4栅极相连，源极接地。

所述光电流流向选择电路2中，第一输入端21a与BDJ光电流提取放大电路1中的输出端1b相连，第二输入端22a与整形反馈电路6的输出端6b相连，输入/输出双向端2a/b与所述电流-电压线性转换电路3中的输入/输出双向端3a/b相连。