[发明专利]用于共聚焦式LED诱导荧光检测的光源补偿方法及装置

权利要求书

1.一种用于共聚焦式LED诱导荧光检测的光源补偿方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1：提供荧光信号探测器和参考光信号探测器，其中，所述荧光信号探测器和所述参考光信号探测器使用光电二极管模块；

步骤S2：通过所述荧光信号探测器获取微流控生物芯片扫描信号，且通过所述参考光信号探测器获取LED光源波动信号，其中，所述微流控生物芯片扫描信号与所述LED光源波动信号的起始时刻和结束时刻相同；

步骤S3：建立坐标系，利用负指数分布拟合所述LED光源波动信号获得LED光源变化趋势信号；

步骤S4：在所述坐标系下，提取所述微流控生物芯片扫描信号中的检测区扫描信号和质检区扫描信号，并提取所述检测区扫描信号时间段内的检测区LED光源变化趋势信号和所述质检区扫描信号时间段内的质检区LED光源变化趋势信号；以及

步骤S5：在所述坐标系下，以所述检测区扫描信号的面积和所述质检区扫描信号的面积之比表示微流控生物芯片初步检测结果，利用所述检测区LED光源变化趋势信号和所述质检区LED光源变化趋势信号获取光源补偿因子，以修正所述微流控生物芯片初步检测结果，得到微流控生物芯片最终检测结果；

在所述步骤S2中，所述荧光信号探测器获取微流控生物芯片扫描信号，所述参考光信号探测器获取LED光源波动信号，所述微流控生物芯片扫描信号与所述LED光源波动信号的起始时刻和结束时刻相同，其中，所述微流控生物芯片扫描信号的强度F与激发光的强度I满足以下关系：

其中，k₁为所述荧光信号探测器的光电转换率；为荧光染料的荧光量子产率；ε为所述荧光染料的摩尔吸光系数；l为所述微流控生物芯片的检测区厚度；c为所述微流控生物芯片上的被测物或参考物中的荧光物质浓度；

在所述步骤S3中，所述坐标系以时间为横坐标，信号强度为纵坐标，并利用最小二乘法拟合所述LED光源波动信号，以获取在所述坐标系下的LED光源变化趋势信号，所述LED光源波动信号随时间成负指数分布，且所述LED光源变化趋势信号的强度P与时间t满足以下关系：

P＝ke^-λt+b， (2)

其中，k和λ为所述最小二乘法拟合所得系数；e为自然常数；b为常数；

所述LED光源变化趋势信号的强度P与激发光的强度I满足以下关系：

P＝k₂I(1-m)/m， (3)

其中，k₂位所述参考光信号探测器的光电转换率；m为二向色镜的反射率；

在所述步骤S5中，在所述坐标系下，所述微流控生物芯片初步检测结果为：

其中，k₁为所述荧光信号探测器的光电转换率；I为激发光的强度；为荧光染料的荧光量子产率；ε为所述荧光染料的摩尔吸光系数；l为所述微流控生物芯片的检测区厚度；c_T为所述微流控生物芯片检测区上的被测物中的荧光物质浓度；c_C为所述微流控生物芯片质检区上的参考物中的荧光物质浓度；t₁为所述检测区扫描信号的起始时刻；t₂为所述检测区扫描信号的结束时刻；t₃为所述质检区扫描信号的起始时刻；t₄为所述质检区扫描信号的结束时刻；

将所述LED光源变化趋势信号的强度P与所述激发光的强度I的关系P＝k₂I(1-m)/m代入公式(4)，得

其中，k₂为所述参考光信号探测器的光电转换率；m为二向色镜的反射率；

将所述LED光源变化趋势信号的强度P与时间t的关系P＝ke^-λt+b代入公式(5)，得

其中，k和λ为最小二乘法拟合所得系数；e为自然常数；b为常数；

记为所述光源补偿因子，则所述微流控生物芯片最终检测结果S为：