【摘 要】
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近年来,随着现场快速检测（POCT）领域侧向流免疫层析检测（LFIA）技术的快速发展,标记物和检测器的种类也逐渐丰富。虽然硅光电二极管的动态范围不如CCD、CMOS图像传感器,对微弱信号的检测灵敏度不如光电倍增管PMT,但其具有稳定性好、噪音小、成本低的优势。本文选用S1133-01型硅光电二极管作为信号检测器,铕元素作为荧光标记物,利用时间分辨技术开发了一种基于Linux+Qt的嵌入式LFIA定
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近年来,随着现场快速检测（POCT）领域侧向流免疫层析检测（LFIA）技术的快速发展,标记物和检测器的种类也逐渐丰富。虽然硅光电二极管的动态范围不如CCD、CMOS图像传感器,对微弱信号的检测灵敏度不如光电倍增管PMT,但其具有稳定性好、噪音小、成本低的优势。本文选用S1133-01型硅光电二极管作为信号检测器,铕元素作为荧光标记物,利用时间分辨技术开发了一种基于Linux+Qt的嵌入式LFIA定量检测系统。不仅解决了普通光电二极管检测重复性差、灵敏度低、定量能力不足的缺点,而且嵌入式系统极大的提高了人机交互的使用体验和便携性。具体研究内容和结果如下:（1）选择365 nm的单色LED激发光源,设计了一种方形光阑光路系统,可减少本底噪声干扰,可进行时间分辨免疫荧光检测（也可安装525 nm的LED光源,用于胶体金检测）。同时通过比较,使用方形光阑代替传统圆孔光阑。（2）完成了硬件控制电路的核心器件选型和控制电路设计。包括STM32最小系统、低通滤波负反馈两级放大微弱信号采集电路,以及电源、扫码和ID卡存储Can通信等配置模块的详细设计,并完成相应调试。（3）在Ubuntu14.04虚拟机中利用QT Creator平台开发人机界面系统,并最终在已经移植好Linux内核和Qt库的核心板上调试使用。（4）根据荧光信号采集的情况,设计了一种改进型滑动均值法的去噪软件算法,去除了周期性的正弦波干扰和异常值噪声;采集处理后的光强数据形成的峰值曲线通过阈值和偏移量的设定准确无误的找到检测线和质控线的峰值位置;使用分段线性和多项式最小二乘法拟合模拟定量标准曲线,并进行了重复性、稳定性、线性度等指标的验证。结果表明,本文开发的荧光定量检测系统性能不仅达到验证指标,而且超过国内大多数主流产品。系统检测定量重复性CV小于0.5%,线性度r~2为0.9936,测量黄曲霉毒素B1时最低检测限为0.2μg/L,使用分段线性拟合定量准确性最高,准确性为98.68%。本文研究对于侧向流层析检测法的发展和以硅光电二极管为检测器的荧光定量设备的改进和性能提升具有重大意义和参考价值。
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