免疫熒光層析定量檢測系統的改進研究

張超+劉艷珍

[摘要] 針對韓國i-Chroma免疫熒光分析儀定量檢測系統的光路設計、試劑條卡殼、電機驅動電路進行初步改進研究，并介紹了一種兩用的微量取樣方法。初步檢測試驗結果表明，改進系統在大幅降低成本以及優化反應體積后，并未對檢測準確度產生影響，光路及光電池的更換還對檢測精密度指標提高提供了技術支撐。這些改進方案為開發出滿足臨床應用需求的新型POCT檢測系統奠定了基礎。

[關鍵詞]免疫熒光層析法；熒光檢測光路；層析試劑條卡殼；步進電機驅動芯片；微量取樣器

[中圖分類號] TH776 [文獻標識碼] B [文章編號] 2095-0616（2014）23-157-05

免疫熒光層析法是一種基于層析技術和免疫熒光分析相結合的快速檢測方法。即將熒光染料顆粒作為示蹤標記物用于抗原抗體反應，當待測溶液中抗原與試紙條上抗體發生反應后，使用激發光照射試紙條上檢測區域根據敏感物質濃度大小而呈現不同的熒光強度，通過與分析物校準曲線比較即可得到待測溶液中目標物質濃度的檢測結果[1-2]。目前國內外利用此技術已相繼研發出諸如韓國i-Chroma系統等自動化檢測系統[3]，其典型整體結構如圖1所示。由于具有成本低廉、方便快捷、便于定量等特點，此類干式免疫熒光層析法已被廣泛地應用在食品藥品、水質監測，特別是臨床常規測定等領域。

通常用于定量檢測，所以熒光強度已經超出肉眼可識別范圍，而且熒光檢測波長通常較為單一，檢測時還要過濾掉摻雜在其中的激發光，所以適用于膠體金類的肉眼可視的，比對標準色卡或RGB圖像分析之類的方法在熒光檢測中并不適用[4-6]。本研究針對韓國i-Chroma系統儀器及配套免疫熒光層析試劑條成本較高，使用過程中陸續發現的一些問題，嘗試著對此檢測系統進行改進，著重對光路設計、層析試劑條結構設計、計算機控制與信號采集、標本取樣與反應等進行了初步分析探討與優化研究。

1 光路設計

免疫熒光層析條光學原理如圖2所示，當紅色激發光照射在層析試劑條上后，結合的熒光標記物從激發光獲取能量轉變而發出熒光被光學傳感器接收，光學傳感器將光信號的強弱轉變成為電信號的變化。圖中可見免疫熒光層析試劑條上通常有兩條結合線，分別為反應檢測線與質控線，所以其需要在運動中進行掃描檢測。

在對韓國i-Chroma系統的光學系統進行深入研究基礎上，本研究推出了一種光路設計方案（圖3）。此光路設計與韓國i-Chroma系統大致相同，都是采用了二向分色片，使得照射到層析試劑條上檢測線的激發光與被檢測熒光光路在同一位置上，解決了2套光路不同體而導致的位置差異。二向分色片在此結構上的應用原理為：右側的激發光照射在呈45°角放置的二向分色片上，此時二向分色片相對于激發光來說即相當于反射鏡，所以激發光經二向分色片反射而由一水平光轉變為呈90°向下的光經透鏡聚焦直接照射在光路下方的熒光層析試劑條上。經激發光照射而產生的熒光由下往上經過呈45°角放置的二向反射鏡，因為熒光與激發光波長不同，所以此時二向反射鏡對于熒光來說相當于透明玻璃，使得熒光可以直接穿透二向反射鏡持續向上經透鏡聚焦照射在光學檢測器上。

檢測熒光的強弱除了與熒光示蹤物結合數量有關也與激發光強弱有關，所以此設計可以有效的避免因位置差而導致的熒光強度差異，能更準確的使熒光光強反映出抗原抗體的結合強度，而避免激發光變化所帶來的熒光強度變化干擾。

為了進一步降低成本并提高系統檢測的靈敏度，本研究針對韓國i-Chroma系統光路設計的兩個地方進行改進，一個是加長了激發光陷阱，因為二向分色片雖然從原理上說對于激發光相當于反射鏡，但是還是會有少部分激發光會穿透二向分色鏡在內部形成漫反射，而有可能會被上方的熒光檢測傳感器所接收到，這一現象在低強度熒光檢測時尤為明顯，所以加長了激發光陷阱一則延長了激發光光程，二則有足夠的空間可以在內部填充吸光材料通過這兩個途徑同時作用最大程度的減少漫反射，同時也降低了對二向分色片的技術要求，從而降低了成本。

另外將熒光檢測傳感器的型號改進為日本濱松的S1133，該光電池光譜性能可見圖4。

可見此光電池波長范圍可達1000nm以上，靈敏度可以高達0.5A/W，也就是說此光電池的采用可以拓寬熒光示蹤標記物的選擇范圍，并且獲得更高的檢測靈敏度。另一個原因，因為該光電池的采用使得取消韓國i-Chroma系統光路中光電池前部的光闌小孔的設計成為可能，該小孔的目的是因為原光電池品質比較普通，為了獲得更好的信噪比而設置的，但在實際生產中如此小的光闌生產工藝成本要求較高。本研究因為更換光電池的型號使得生產難度與成本降低，而且取消了光闌使得被檢測熒光可以直接達到S1133使光通量增大，因此改進也提高了本檢測系統的檢測靈敏度。

2 試劑條卡殼設計

因為韓國i-Chroma系統免疫熒光層析試劑條需要分別檢測兩個不同位置的檢測線（反應檢測線與質控線），這就需要一套機械傳動機構來配合光路系統來實現檢測掃描工作。但是目前免疫熒光層析試劑條卡殼多為如圖5外形。

該類試劑條卡殼外形為長方體，其本身結構并不適合于機械傳動，所以為配合使其具有光學掃描功能，通常會設計一個試劑條載物臺，然后將試劑條插入到載物臺上，實際機械系統是驅動載物臺進行掃描動作，再由載物臺承載試劑條進行同步掃描動作。因為試劑條卡殼本身沒有什么固定裝置，這就使得配套的試劑載物臺機械設計較為復雜，所以本研究在韓國i-Chroma系統基礎上設計出一種新型試劑條卡殼，其外形結構如圖6。

在該設計上可以看到，前方多出了個試劑條溝槽，使得在機械設計上只要配套一個拉勾就可以實現試劑條的前后掃描動作。

圖7為試劑條卡殼前視圖，此設計不同于一般卡殼之長方形設計，而是采用了上下外徑不對等的設計預留了限位槽位置，這樣結合了溝槽與限位槽就可以取消了應用于此POCT設備中試劑條載物架的要求，從而簡化了機械部分的復雜關系，從而又可以配合檢測光路進行免疫熒光層析試劑條的掃描功能。endprint

3 電機驅動電路

一個穩定高精度的機械運動平臺是免疫熒光層析定量檢測系統掃描采集熒光信號的必要組件。根據對韓國i-Chroma系統的步進電機電路的研究發現，它采用的步進電機驅動芯片為Allegro公司的SLA7024，該芯片為：驅動二相6線步進電機，最大驅動電流為1.5A的一個直插驅動芯片，在對其技術指標進行分析并結合POCT類儀器小型化的要求后，找出了兩個問題。

一可見該部件電機的方框圖見圖8。

根據方框圖可以發現該芯片為半橋驅動，電機驅動電壓來自與VBB腳所連接的電源，驅動管只有下拉能力，所以使得其應用范圍只能為6線2相步

進電機，而國內兩相步進電機多為4線，而且相同技術指標下6線電機成本比4線電機高，目前逐步退出市場，原因之一可能是韓國i-Chroma系統因為設計上市時間較早的原因，而沒有采用更經濟的應用時間相對較晚的2相4線步進電機。

再查技術指標，該芯片只支持2細分驅動，也就是說按當前主流2相步進電機步距角多為1.8度，2細分驅動的情況下最高精度為1.8/2=0.9度。在掃描分析中精細的掃描精度是需要精密的機械機構作為支撐的，如果電機旋轉角度精度不高，則需要更為復雜機械結構去補足這一缺陷，這也許是韓國i-Chroma系統采用試劑條載物臺機械結構的原因之一。

針對以上兩點缺點在本研究將驅動芯片型號改為了日本三洋的LV8731，它的方框圖可見圖9。

在圖上可視每相驅動管比SLA7024均多了一倍，使其具備上下拉能力，因此該芯片應用范圍更廣，既可以使用2相6線電機也可以使用2相4線電機，而且無論是配套電機價格還是芯片價格均比i-Chroma方案低。在細查該芯片技術指標，該芯片驅動電流為2A，相當于SLA7024驅動能力1.5A的0.75倍。而且支持8細分，同樣按照1.8度電機進行計算，步距角最高可以到1.8/8=0.225度，也就是說在使用同樣電機的情況下LV8731驅動的旋轉精度是SLA7024的4倍，這樣就更有利于采集到分辨率更高的熒光圖譜，對于免疫熒光層析試劑條來說直接提高了檢測靈敏度。

因此，本研究建議可以使用LV8731芯片直接替換掉SLA7024以提高本檢測系統的機械技術指標，另外比較了2種芯片的實際物理尺寸后，LV8731的實際尺寸遠小于SLA7024，這樣該芯片的采用不僅提高了機械技術指標也更有利于POCT類設備小型化的要求。兩者的物理尺寸圖可參考圖10、11。

4 標本上樣

加樣準確度對于定量免疫分析結果的準確性也是非常重要的因素，而POCT類產品的應用除此以外還要求便利性。而目前臨床采用的無論微量移液器還是毛細采血管均只能考慮準確性或便利性兩個方面之一。在韓國i-Chroma系統中有一個獨特的加樣裝置，經研究這是一個兼容上述兩種要求的一個不錯的方案。結構圖見圖12。

如圖所示，它的底部為一毛細管，但中部有漏氣的方形開口，所以當它與液體標本接觸時，因為毛細現象會導致標本沿吸樣端向上爬升，而毛細管的內徑與長度決定了吸樣量，這樣就簡化了操作過程，增加了便利性，并且吸樣量的精度也得到了保證，當將它插入試劑瓶后然后再倒置，如果擠壓試劑瓶瓶內試劑可以從滴注端被擠出，所以此取樣器一物兩用，是個不錯的微量取樣設計思路值得推薦。

5 實驗結果分析

使用主CPU輸出脈沖驅動步進電機進行旋轉，然后通過機械裝置并結合試劑條將步進電機的旋轉運動轉化為直線前后運動，在運動的同時激發光持續點亮照射熒光層析試劑條，光學傳感器持續接收將光強信號轉變為電流信號，通過前置放大器的I/V轉換電路將電流信息轉變為電壓信號，然后由主CPU中內置的AD轉換器將電壓信號轉變為16bit數字信號儲存，然后通過通訊端口將數字信號上傳至PC機。

將PC機收到的數字信號作為Y軸，因為層析試劑條為勻速直線運動，所以將整個檢測區間等分為1000等分，將對應的1000個Y軸數據進行描圖繪制即得到圖13熒光分布圖形。

Y軸表示的為熒光強度，單位為RLU（relative light unit），X軸即表示熒光層析試劑條檢測窗掃描范圍的1000個等份。圖上標示的三條條豎線左側兩條間區域即為反應檢測線區間，右側兩條間區域為質控檢測線區間。

將反應檢測線區間面積疊加結果通常命名為T峰面積，質控檢測線去區間面積疊加結果通常命名為C峰面積，然后將T峰面積除以C峰面積得到的即為T/C值，將不同結合強度的抗原抗體反應掃描所得到的T/C值進行比較分析，可以用于對本檢測方案之技術性能指標進行評估。并且在非檢測線空白區域沒有出現激發光干擾現象，空白曲線較為平滑信噪比較高具有實用檢驗價值。

將韓國 i-Chroma系統作為比對系統進行分析，本改進系統使用韓國i-Chroma 系統的CRP試劑條卡殼中的試劑裸條拆出，放入到本方案的試劑條卡殼中，將英國RANDOX公司的CRP標準物加入到內嵌了韓國i-Chroma系統裸條的本改進系統試劑條卡殼中，然后使用改進的光路進行激發與熒光掃描分別得到對應的CRP濃度與T/C值結果見表1。

由上述結果可見T/C值與CRP反應濃度呈正向相關，可以通過該檢測裝置所檢測到的熒光RLU值推算出CRP抗原抗體的結合強度。將CRP濃度與T/C值使用3次多項式法擬合后得到如下求值公式：y=3E-05x3 -0.0034x2+0.1133x-0.4224，計算相關系數r為 0.9992。

將CRP國際標準物質 ERM-DA474、CRP質控物分別加入韓國i-Chroma系統原裝試劑條與內嵌裸條的改進系統試劑卡殼中，然后將原裝試劑條使用韓國i-Chroma系統儀器讀數檢測，本改進系統卡殼放入本檢測系統中分別進行檢測[4]，所檢測的T/C值帶入上述之3次多項式公式中進行結果換算，ERM-DA474用于準確度實驗結果比較見表2，CRP質控物用于精密度實驗結果比較見表3。

從表2可以發現本改進系統在準確度方面與韓國i-Chroma系統兩者無顯著性差異，均符合一般檢測質量技術要求。精密度方面，從表3可見本改進系統對于韓國i-Chroma系統而言，檢測精密度有明顯的改善。

在對韓國i-Chroma系統進行深入研究基礎上，本研究通過對免疫熒光層析試劑條的檢測光路、試劑條卡殼、電路、熒光圖譜繪制等進行了改進與研究，提供了一種客觀合理的分析方法，并且具有一定的實際使用基礎，這為今后在此基礎之上加入一定的人機界面、標準曲線儲存等功能，設計開發出一種成熟的基于免疫熒光層析法的快速免疫定量分析儀奠定了一定工作基礎。

[參考文獻]

[1] 劉婷婷，屈渲婷.熒光免疫層析試劑條定量檢測儀的研制[J].現代電子技術，2013，36（15）：195-198.

[2] 劉翔，杜民，李玉榕.熒光免疫層析定量檢測系統的設計與實現[J].電子測量與儀器學報，2013，27（9）：859-866.

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[4] 王帥，鄭德智.定量膠體金試劑條濃度檢測方法[J].北京航空航天大學學報，2009，35（8）： 942-945.

[5] 何小維，趙喜紅.膠體金快速診斷技術的研究進展[J].中國人獸共患病學報，2007，23（1）：86-88.

[6] Kim Suhyeon，Park Je-Kyun.Development of a Test Strip Reader for a Lateral Flow Membrane-based Immuno-chromatographic Assay[J].Biotechnology and Bioprocess Engineering，2004，9（2）：127-131.

（收稿日期：2014-10-15）endprint

3 電機驅動電路

一個穩定高精度的機械運動平臺是免疫熒光層析定量檢測系統掃描采集熒光信號的必要組件。根據對韓國i-Chroma系統的步進電機電路的研究發現，它采用的步進電機驅動芯片為Allegro公司的SLA7024，該芯片為：驅動二相6線步進電機，最大驅動電流為1.5A的一個直插驅動芯片，在對其技術指標進行分析并結合POCT類儀器小型化的要求后，找出了兩個問題。

一可見該部件電機的方框圖見圖8。

根據方框圖可以發現該芯片為半橋驅動，電機驅動電壓來自與VBB腳所連接的電源，驅動管只有下拉能力，所以使得其應用范圍只能為6線2相步

進電機，而國內兩相步進電機多為4線，而且相同技術指標下6線電機成本比4線電機高，目前逐步退出市場，原因之一可能是韓國i-Chroma系統因為設計上市時間較早的原因，而沒有采用更經濟的應用時間相對較晚的2相4線步進電機。

再查技術指標，該芯片只支持2細分驅動，也就是說按當前主流2相步進電機步距角多為1.8度，2細分驅動的情況下最高精度為1.8/2=0.9度。在掃描分析中精細的掃描精度是需要精密的機械機構作為支撐的，如果電機旋轉角度精度不高，則需要更為復雜機械結構去補足這一缺陷，這也許是韓國i-Chroma系統采用試劑條載物臺機械結構的原因之一。

針對以上兩點缺點在本研究將驅動芯片型號改為了日本三洋的LV8731，它的方框圖可見圖9。

在圖上可視每相驅動管比SLA7024均多了一倍，使其具備上下拉能力，因此該芯片應用范圍更廣，既可以使用2相6線電機也可以使用2相4線電機，而且無論是配套電機價格還是芯片價格均比i-Chroma方案低。在細查該芯片技術指標，該芯片驅動電流為2A，相當于SLA7024驅動能力1.5A的0.75倍。而且支持8細分，同樣按照1.8度電機進行計算，步距角最高可以到1.8/8=0.225度，也就是說在使用同樣電機的情況下LV8731驅動的旋轉精度是SLA7024的4倍，這樣就更有利于采集到分辨率更高的熒光圖譜，對于免疫熒光層析試劑條來說直接提高了檢測靈敏度。

因此，本研究建議可以使用LV8731芯片直接替換掉SLA7024以提高本檢測系統的機械技術指標，另外比較了2種芯片的實際物理尺寸后，LV8731的實際尺寸遠小于SLA7024，這樣該芯片的采用不僅提高了機械技術指標也更有利于POCT類設備小型化的要求。兩者的物理尺寸圖可參考圖10、11。

4 標本上樣

加樣準確度對于定量免疫分析結果的準確性也是非常重要的因素，而POCT類產品的應用除此以外還要求便利性。而目前臨床采用的無論微量移液器還是毛細采血管均只能考慮準確性或便利性兩個方面之一。在韓國i-Chroma系統中有一個獨特的加樣裝置，經研究這是一個兼容上述兩種要求的一個不錯的方案。結構圖見圖12。

如圖所示，它的底部為一毛細管，但中部有漏氣的方形開口，所以當它與液體標本接觸時，因為毛細現象會導致標本沿吸樣端向上爬升，而毛細管的內徑與長度決定了吸樣量，這樣就簡化了操作過程，增加了便利性，并且吸樣量的精度也得到了保證，當將它插入試劑瓶后然后再倒置，如果擠壓試劑瓶瓶內試劑可以從滴注端被擠出，所以此取樣器一物兩用，是個不錯的微量取樣設計思路值得推薦。

5 實驗結果分析

使用主CPU輸出脈沖驅動步進電機進行旋轉，然后通過機械裝置并結合試劑條將步進電機的旋轉運動轉化為直線前后運動，在運動的同時激發光持續點亮照射熒光層析試劑條，光學傳感器持續接收將光強信號轉變為電流信號，通過前置放大器的I/V轉換電路將電流信息轉變為電壓信號，然后由主CPU中內置的AD轉換器將電壓信號轉變為16bit數字信號儲存，然后通過通訊端口將數字信號上傳至PC機。

將PC機收到的數字信號作為Y軸，因為層析試劑條為勻速直線運動，所以將整個檢測區間等分為1000等分，將對應的1000個Y軸數據進行描圖繪制即得到圖13熒光分布圖形。

Y軸表示的為熒光強度，單位為RLU（relative light unit），X軸即表示熒光層析試劑條檢測窗掃描范圍的1000個等份。圖上標示的三條條豎線左側兩條間區域即為反應檢測線區間，右側兩條間區域為質控檢測線區間。

將反應檢測線區間面積疊加結果通常命名為T峰面積，質控檢測線去區間面積疊加結果通常命名為C峰面積，然后將T峰面積除以C峰面積得到的即為T/C值，將不同結合強度的抗原抗體反應掃描所得到的T/C值進行比較分析，可以用于對本檢測方案之技術性能指標進行評估。并且在非檢測線空白區域沒有出現激發光干擾現象，空白曲線較為平滑信噪比較高具有實用檢驗價值。

將韓國 i-Chroma系統作為比對系統進行分析，本改進系統使用韓國i-Chroma 系統的CRP試劑條卡殼中的試劑裸條拆出，放入到本方案的試劑條卡殼中，將英國RANDOX公司的CRP標準物加入到內嵌了韓國i-Chroma系統裸條的本改進系統試劑條卡殼中，然后使用改進的光路進行激發與熒光掃描分別得到對應的CRP濃度與T/C值結果見表1。

由上述結果可見T/C值與CRP反應濃度呈正向相關，可以通過該檢測裝置所檢測到的熒光RLU值推算出CRP抗原抗體的結合強度。將CRP濃度與T/C值使用3次多項式法擬合后得到如下求值公式：y=3E-05x3 -0.0034x2+0.1133x-0.4224，計算相關系數r為 0.9992。

將CRP國際標準物質 ERM-DA474、CRP質控物分別加入韓國i-Chroma系統原裝試劑條與內嵌裸條的改進系統試劑卡殼中，然后將原裝試劑條使用韓國i-Chroma系統儀器讀數檢測，本改進系統卡殼放入本檢測系統中分別進行檢測[4]，所檢測的T/C值帶入上述之3次多項式公式中進行結果換算，ERM-DA474用于準確度實驗結果比較見表2，CRP質控物用于精密度實驗結果比較見表3。

從表2可以發現本改進系統在準確度方面與韓國i-Chroma系統兩者無顯著性差異，均符合一般檢測質量技術要求。精密度方面，從表3可見本改進系統對于韓國i-Chroma系統而言，檢測精密度有明顯的改善。

在對韓國i-Chroma系統進行深入研究基礎上，本研究通過對免疫熒光層析試劑條的檢測光路、試劑條卡殼、電路、熒光圖譜繪制等進行了改進與研究，提供了一種客觀合理的分析方法，并且具有一定的實際使用基礎，這為今后在此基礎之上加入一定的人機界面、標準曲線儲存等功能，設計開發出一種成熟的基于免疫熒光層析法的快速免疫定量分析儀奠定了一定工作基礎。

[參考文獻]

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[6] Kim Suhyeon，Park Je-Kyun.Development of a Test Strip Reader for a Lateral Flow Membrane-based Immuno-chromatographic Assay[J].Biotechnology and Bioprocess Engineering，2004，9（2）：127-131.

（收稿日期：2014-10-15）endprint

3 電機驅動電路

一個穩定高精度的機械運動平臺是免疫熒光層析定量檢測系統掃描采集熒光信號的必要組件。根據對韓國i-Chroma系統的步進電機電路的研究發現，它采用的步進電機驅動芯片為Allegro公司的SLA7024，該芯片為：驅動二相6線步進電機，最大驅動電流為1.5A的一個直插驅動芯片，在對其技術指標進行分析并結合POCT類儀器小型化的要求后，找出了兩個問題。

一可見該部件電機的方框圖見圖8。

根據方框圖可以發現該芯片為半橋驅動，電機驅動電壓來自與VBB腳所連接的電源，驅動管只有下拉能力，所以使得其應用范圍只能為6線2相步

進電機，而國內兩相步進電機多為4線，而且相同技術指標下6線電機成本比4線電機高，目前逐步退出市場，原因之一可能是韓國i-Chroma系統因為設計上市時間較早的原因，而沒有采用更經濟的應用時間相對較晚的2相4線步進電機。

再查技術指標，該芯片只支持2細分驅動，也就是說按當前主流2相步進電機步距角多為1.8度，2細分驅動的情況下最高精度為1.8/2=0.9度。在掃描分析中精細的掃描精度是需要精密的機械機構作為支撐的，如果電機旋轉角度精度不高，則需要更為復雜機械結構去補足這一缺陷，這也許是韓國i-Chroma系統采用試劑條載物臺機械結構的原因之一。

針對以上兩點缺點在本研究將驅動芯片型號改為了日本三洋的LV8731，它的方框圖可見圖9。

在圖上可視每相驅動管比SLA7024均多了一倍，使其具備上下拉能力，因此該芯片應用范圍更廣，既可以使用2相6線電機也可以使用2相4線電機，而且無論是配套電機價格還是芯片價格均比i-Chroma方案低。在細查該芯片技術指標，該芯片驅動電流為2A，相當于SLA7024驅動能力1.5A的0.75倍。而且支持8細分，同樣按照1.8度電機進行計算，步距角最高可以到1.8/8=0.225度，也就是說在使用同樣電機的情況下LV8731驅動的旋轉精度是SLA7024的4倍，這樣就更有利于采集到分辨率更高的熒光圖譜，對于免疫熒光層析試劑條來說直接提高了檢測靈敏度。

因此，本研究建議可以使用LV8731芯片直接替換掉SLA7024以提高本檢測系統的機械技術指標，另外比較了2種芯片的實際物理尺寸后，LV8731的實際尺寸遠小于SLA7024，這樣該芯片的采用不僅提高了機械技術指標也更有利于POCT類設備小型化的要求。兩者的物理尺寸圖可參考圖10、11。

4 標本上樣

加樣準確度對于定量免疫分析結果的準確性也是非常重要的因素，而POCT類產品的應用除此以外還要求便利性。而目前臨床采用的無論微量移液器還是毛細采血管均只能考慮準確性或便利性兩個方面之一。在韓國i-Chroma系統中有一個獨特的加樣裝置，經研究這是一個兼容上述兩種要求的一個不錯的方案。結構圖見圖12。

如圖所示，它的底部為一毛細管，但中部有漏氣的方形開口，所以當它與液體標本接觸時，因為毛細現象會導致標本沿吸樣端向上爬升，而毛細管的內徑與長度決定了吸樣量，這樣就簡化了操作過程，增加了便利性，并且吸樣量的精度也得到了保證，當將它插入試劑瓶后然后再倒置，如果擠壓試劑瓶瓶內試劑可以從滴注端被擠出，所以此取樣器一物兩用，是個不錯的微量取樣設計思路值得推薦。

5 實驗結果分析

使用主CPU輸出脈沖驅動步進電機進行旋轉，然后通過機械裝置并結合試劑條將步進電機的旋轉運動轉化為直線前后運動，在運動的同時激發光持續點亮照射熒光層析試劑條，光學傳感器持續接收將光強信號轉變為電流信號，通過前置放大器的I/V轉換電路將電流信息轉變為電壓信號，然后由主CPU中內置的AD轉換器將電壓信號轉變為16bit數字信號儲存，然后通過通訊端口將數字信號上傳至PC機。

將PC機收到的數字信號作為Y軸，因為層析試劑條為勻速直線運動，所以將整個檢測區間等分為1000等分，將對應的1000個Y軸數據進行描圖繪制即得到圖13熒光分布圖形。

Y軸表示的為熒光強度，單位為RLU（relative light unit），X軸即表示熒光層析試劑條檢測窗掃描范圍的1000個等份。圖上標示的三條條豎線左側兩條間區域即為反應檢測線區間，右側兩條間區域為質控檢測線區間。

將反應檢測線區間面積疊加結果通常命名為T峰面積，質控檢測線去區間面積疊加結果通常命名為C峰面積，然后將T峰面積除以C峰面積得到的即為T/C值，將不同結合強度的抗原抗體反應掃描所得到的T/C值進行比較分析，可以用于對本檢測方案之技術性能指標進行評估。并且在非檢測線空白區域沒有出現激發光干擾現象，空白曲線較為平滑信噪比較高具有實用檢驗價值。

將韓國 i-Chroma系統作為比對系統進行分析，本改進系統使用韓國i-Chroma 系統的CRP試劑條卡殼中的試劑裸條拆出，放入到本方案的試劑條卡殼中，將英國RANDOX公司的CRP標準物加入到內嵌了韓國i-Chroma系統裸條的本改進系統試劑條卡殼中，然后使用改進的光路進行激發與熒光掃描分別得到對應的CRP濃度與T/C值結果見表1。

由上述結果可見T/C值與CRP反應濃度呈正向相關，可以通過該檢測裝置所檢測到的熒光RLU值推算出CRP抗原抗體的結合強度。將CRP濃度與T/C值使用3次多項式法擬合后得到如下求值公式：y=3E-05x3 -0.0034x2+0.1133x-0.4224，計算相關系數r為 0.9992。

將CRP國際標準物質 ERM-DA474、CRP質控物分別加入韓國i-Chroma系統原裝試劑條與內嵌裸條的改進系統試劑卡殼中，然后將原裝試劑條使用韓國i-Chroma系統儀器讀數檢測，本改進系統卡殼放入本檢測系統中分別進行檢測[4]，所檢測的T/C值帶入上述之3次多項式公式中進行結果換算，ERM-DA474用于準確度實驗結果比較見表2，CRP質控物用于精密度實驗結果比較見表3。

從表2可以發現本改進系統在準確度方面與韓國i-Chroma系統兩者無顯著性差異，均符合一般檢測質量技術要求。精密度方面，從表3可見本改進系統對于韓國i-Chroma系統而言，檢測精密度有明顯的改善。

在對韓國i-Chroma系統進行深入研究基礎上，本研究通過對免疫熒光層析試劑條的檢測光路、試劑條卡殼、電路、熒光圖譜繪制等進行了改進與研究，提供了一種客觀合理的分析方法，并且具有一定的實際使用基礎，這為今后在此基礎之上加入一定的人機界面、標準曲線儲存等功能，設計開發出一種成熟的基于免疫熒光層析法的快速免疫定量分析儀奠定了一定工作基礎。

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（收稿日期：2014-10-15）endprint