便攜式生物化學(xué)發(fā)光測量平臺的研究.pdf

1、生物化學(xué)發(fā)光免疫分析法(Chemiluminescence Immunoassay，CLIA)是建立在放射免疫分析技術(shù)(Radio Immunoassay，RIA)理論的基礎(chǔ)上，以標(biāo)記發(fā)光劑為示蹤物信號建立起來的一種非放射標(biāo)記免疫分析法，具有靈敏度高、線性范圍寬、易操作、易于實現(xiàn)自動化等優(yōu)點。經(jīng)過三十多年的發(fā)展，以光電倍增管(Photomultiplier tube，PMT)為核心部件的生物化學(xué)發(fā)光測量儀已經(jīng)成為成熟的醫(yī)療診斷設(shè)備。通用

2、型生物化學(xué)發(fā)光測量儀設(shè)備價格昂貴、體積笨重、功耗巨大，難以普及推廣到家庭和個人，而隨著近年來光電器件研究的進展，實現(xiàn)生物化學(xué)發(fā)光測量儀的微型化、便攜化具備了一定的條件。 本課題是便攜式生物化學(xué)發(fā)光測量儀的預(yù)研項目，通過對生物化學(xué)發(fā)光(Biochemical luminescence，BCL)測量領(lǐng)域的調(diào)研和研究，提出了基于固態(tài)光電傳感器的生物化學(xué)發(fā)光測量儀的設(shè)計方案，設(shè)計并研制出了用于實驗和驗證的生物化學(xué)發(fā)光測量系統(tǒng)硬件平臺，為

3、便攜式生物化學(xué)發(fā)光測量儀的研制，提供了技術(shù)基礎(chǔ)。 本文的工作主要體現(xiàn)在以下幾個方面： 1.調(diào)研了生物化學(xué)發(fā)光測量與光子測量與計數(shù)領(lǐng)域的前沿研究現(xiàn)狀，對應(yīng)用于生物化學(xué)發(fā)光測量領(lǐng)域的光電倍增管、電荷耦合器件(Charge-Coupled Device，CCD)、雪崩擊穿光電二極管(avalanche Photodiode，APD)、硅光電倍增管(Silicon Photomultiplier，SiPM)等光電傳感器進行了調(diào)研

4、，提出了基于APD與SiPM的便攜式生物化學(xué)發(fā)光測量系統(tǒng)設(shè)計方案。 2.設(shè)計并研制出了基于光電倍增管的前端光子信號測量單元，為生物化學(xué)發(fā)光測量系統(tǒng)的研究提供了一個實驗和驗證的傳感器平臺。 3.設(shè)計了基于ARM+FPGA的生物化學(xué)發(fā)光測量系統(tǒng)的后端數(shù)據(jù)采集與處理平臺，完成了底層軟件系統(tǒng)的開發(fā)。作為后端數(shù)據(jù)采集與處理的實驗與驗證平臺，設(shè)計并實現(xiàn)了基于32位DSP處理器的高速信號采集系統(tǒng)。 4.完成了整個生物化學(xué)發(fā)光測