[实用新型]光信号检测装置及特定物质含量检测系统

说明书

本实用新型涉及光信号检测装置及特定物质含量检测系统。该光信号检测装置包括：具有反应载体容纳空间的结构支撑件；具有第一传动结构的可移动式光信号检测单元，包括至少一个光源和光信号检测器，至少一个光源用于照射与待测物反应后的反应载体的反应区，光信号检测器用于检测反应区在至少一个光源照射下的光信号检测值；以及具有第二传动结构以及步进电机的移动驱动机构，第二传动结构和步进电机被固定在结构支撑件上，第二传动结构和第一传动结构啮合，并且在步进电机的驱动下经由第一传动结构的传动来驱动可移动式光信号检测单元沿着反应载体的长度方向移动。利用该光信号检测装置，能够在实现微型化的同时提高光信号检测效率。

技术领域

本实用新型通常涉及特定物质检测领域，更具体地，涉及用于检测与待测物反应后的反应载体的反应区中的光信号值的光信号检测装置及特定物质含量检测系统。

背景技术

近年来，由于长期的农药、激素和抗生素滥用，食品安全问题变得越来越严重。目前主流的食品安全检测主要是国家食品药品监督总局下的专门部门归口，通过大型的液相、质谱或液质联检来完成，辅助一些大型的台式金标检测仪，需要专业操作人员完成，且获得检测结果的周期较长，无法应用到现场及时检测。

随着人民生活水平的提高，家庭健康自测越来越为现代人重视，但现在主流的早孕和排卵监测都是采用目测的方法，或一次性的笔式定性测量，无法长期定量在家庭环境中监测身体指标。

目前在检测物质浓度的技术中，通常是先将待测物与反应载体进行反应，再观测反应载体上的反应区以确定待测物的浓度。反应载体可包括一个或多个反应区。反应载体的类型很多，反应载体的示例包括任何检测大分子或小分子化学物质的试纸或试剂卡，还包括采取竞争法、夹心法原理制备的试纸。试纸的示例例如可以包括胶体金试纸、荧光试纸、干化学试纸等等；试剂卡的示例包括微流控试剂卡等。

适用于快速检测、能够常温保存的胶体金或荧光试纸条得到了广泛应用。胶体金试纸具有成本低、检测速度快、能够检测含量很低的诸如蛋白质、微生物等活性物质及化学物质、以及可批量生产制造等特点，因而快速普及到了食品安全领域和家庭健康自测领域。

试纸针对特定物质的检测原理是，在试纸的反应区设有能与特定物质发生反应的标记反应物，在将待测样品加入试纸后，待测样品中的特定物质会逐渐进入反应区中与标记反应物发生反应，反应后在反应区会形成光信号变化，例如颜色深浅的变化，荧光强度的变化等等，由于该光信号变化和待测特定物质的浓度之间存在函数关系，因此可以利用该方法检测出某特定物质的含量。

针对试纸的光信号变化判断，目前的技术主要包括下述三种方式。第一种方式是使用具有显色变化的试纸，通过人眼观测试纸条上反应区检测线的颜色深浅来做出定性或半定量的判断。第二种方式是使用图像传感器作为检测元件来对试纸的显色变化进行拍照，然后采用图像识别来进行定性或定量判断。第三种方式是使用光的反射原理，利用光电传感器作为光电接收器件来接收所反射的光信号，并且利用所接收的光信号的强弱来进行判断。

然而，在第一种技术方案中，试纸人为因素干扰很大，不同的人或无使用经验的人对结果的判断误差较大，从而仅可用于进行定性或半定量判断。此外，无法对荧光试纸条进行人工判断。

在第二种技术方案中，控制系统较为复杂，并且需要利用光学镜头成像，而成像的质量直接影响结果判断，因此需要使用较好光学器件，从而导致成本高，由此在一定程度上抵消了胶体金试纸的成本优势。此外，整体方案体积较大，无法微型化。

在第三种技术方案中，实现成本低，结构简单，并且可以例如利用直流丝杠电机来驱动光信号检测单元移动的方式来减小光信号检测单元的尺寸，由此可以设计成微型仪器。然而，在这种微型仪器中，由于直流丝杠电机的移动精度较低，从而造成光信号检测装置的检测精度不高。此外，在该种微型仪器中，所使用的照射光源所发射的光线通常不集中，由此导致进入光信号检测单元的杂散光太多，从而使得光信号检测装置的检测灵敏度进一步降低。

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