化学荧光免疫定量检测仪的系统设计

　　1　引言

　　光电倍增管(PMT)是一种基于外光电效应的真空光电探测器件。它具有高灵敏度、快速响应等特点,是用于探测微光信号及快速脉冲弱光的一种重要的探测器件,在光谱测量、微光检测、光子计数、射线探测中得到广泛应用。

　　全自动化学发光免疫定量检测仪器测试系统能够自动完成试剂注入、高速旋转、加热、检测、数据输出等多项功能,实现荧光检测以及数据分析处理,对特定物质实现定量分析。

　　2　系统设计

　　检测装置结构如图1所示。系统主要包括5个部分:荧光检测系统、运动控制系统、温度控制系统、试剂加注系统和信号处理系统。

　　2·1　荧光检测系统

　　荧光检测系统主要包括光电倍增管、光屏蔽罩、滤光片(以上部件均安放在箱体的暗室内)以及敏感度选择电路等。待测样品放在一个多孔板上,由离心 运动控制系统拖动振荡,保证试剂混合均匀,充分反应。荧光检测系统由低速拖动系统前后左右拖动,实现对多孔板中多个样品按设定顺序依次检测。

　　本仪器采用H5783-03型光电倍增管,它在同类产品中具有高性价比,具有如下特性:

　　(1)结构上将倍增管、电磁屏蔽筒、高低压供电单元、电压控制单元全部集成在一起,使用方便;

　　(2)光谱灵敏度高,可达6.2×104A/W,暗电流小,仅2×10-10A,适合进行微光检测;

　　(3)将高压电源模块封装在内部,在输入+12V直流电压时就可获得光电倍增管内部阴极和阳极之间所需的近kV的负高压;(4)可根据测量光信号强度不同,程序调节输出高压,自动调整测量系统的灵敏度。

　　为了避免检测过程中的交叉干扰,安装一个一端直径略小于发光光源直径,另一端略小于光电倍增管窗口直径的光屏蔽罩。光线经特征波长滤光片后,仅 有单一特征光通过,入射到光电倍增管的光阴极,再经光电倍增管倍增后在阳极以大约10-10~10-6A的电流输出。光电倍增管的阳极电流在此范围内,其 电流大小与入射特征光强度成正比。

　　图2为光电倍增管敏感度选择电路。MAX5451为256抽头双组数字电位器,为光电倍增管提供一个可程控控制电压,用于调整光电倍增管的测量 灵敏度。内部供电模块在Vref端向外提供+1.2V(IOmax为500μA)作为参考电压向MAX5451供电。微处理器在检测过程中,按光检测值大 小动态调整电位器输出,改变光电倍增管控制电压极的输入电压,自动调整光电倍增管测量灵敏度。

　　光电倍增管阳极输出电流控制在1μA以内可减缓光电倍增管的老化。当检测光较强时,调整光电倍增管控制极电压,降低其感光灵敏度,反之亦然。这 样,通过动态调整控制极电压调整光电倍增管灵敏度,始终将阳极输出电流保持在一个合理可控的范围内。光电倍增管的这种感光灵敏度可控的特性使得可检测的光 强范围达到7个数量级范围。