便携式上转换荧光试纸条检测仪的研制.docx

便携式上转换荧光试纸条检测仪的研制

董国亚;赵翔;张燕;孙传强

【摘要】Aportableup-conversionfluorescentstripdetectorwasdevelopedtoachievethequantitativeanalysisoftheup-conversionfluorescentstrip.Theperformanceofthedetectorwasverifiedbypracticalmeasurements.Theup-conversionfluorescenttechnologyandtheprincipleofup-conversionfluorescentstripwereintroducedfirstly.Theup-conversionfluorescentstripdetectorcontainedtwocriticalcomponentsthatwereopticalscanningsystemandelectricalsystem,enablingtheconversionoffluorescencesignalstoelectricsignals.Then,theprototypeofthedetectorwasdevelopedandtestedexperimentally,thereinthesampledsignalsdetectedbythestripwereoptimized.Thisapparatusprovesgreatstabilityandrepeatability,andthestandarddeviationofthedetectionislessthan0.004.Thelinearresponsecharacteristicisalsoexcellentasthecoefficientofdeterminationofconcentrationstandardcurvereaches0.9963.Thisdetectorhasalowpowerconsumptionandhighperformancewithanexquisitestructure,thussatisfyingtherequirementsofquantitativeanalysisthroughupconversionfluorescentstrip.%为了实现对上转换荧光试纸条的定量检测，研制了便携式上转换荧光试纸条检测仪,并通过实际测试验证了仪器的主要性能.首先，介绍了上转换荧光技术以及上转换荧光试纸条的测试原理，描述了以光学扫描检测系统和电路系统为核心的便携式荧光试纸条检测仪的设计方案，能够将试纸条的荧光信号转变为电信号并进行处理;然后，基于设计方案研制了检测仪样机，并对实际检测试纸条采集到的信号进行优化;最后，对检测仪的性能进行了测试.测试结果表明:仪器稳定、重复性好，样本检测标准差小于0.004；线性响应特性良好,拟合出的浓度标准曲线决定系数为0.9963.该检测仪结构精巧、功耗低、性能良好,很好地满足了上转换荧光试纸条定量检测的需求.

【期刊名称】《光学精密工程》

【年(卷)，期】2017(025)003

【总页数】7页(P584-590)【关键词】上转换荧光技术;光学扫描;标准曲线拟合;定量检测;低功耗【作者】董国亚;赵翔;张燕;孙传强

【作者单位】河北工业大学电气工程学院沃津300401;河北工业大学电气工程学院，天津300401;天津科技大学食品工程与生物技术学院，天津300457;天津大学精密仪器与光电子工程学院，天津300072【正文语种】中文

【中图分类】Q503;TH744.5

上转换荧光物质与常见的〃被高能光激发，发射出低能光”的荧光物质不同，它〃被低能光激发，发射出高能光”，其本质是一种反斯托克斯发光，即吸收低能量的长波长红外光子，当能量积累到一定程度时，发射出高能量的短波长可见光光子。上转换荧光检测技术以上转换荧光物质微粒作为标记物，光学稳定性好，而且吸收光和发射光的波长带宽窄、差距大，不易互相干扰，便于提取有用信号。与放射性同位素标记、酶标记和化学发光标记等传统发光检测技术相比，上转换荧光技术具有灵敏度高、选择性好、无本底干扰、无捽灭、不损伤样本等优点，克服了放射性污染、酶不稳定且灵敏度差、化学发光重现性差等缺点［1-7］。近年来