电致发光分析仪研究

1　引言

电致发光分析是最近发展起来的一种新型的分析方法,是化学发光、电化学、生物分析、微电子技术以及传感技术相结合的最新产物,主要用于临床、农业、环境监测等领域。它具有灵敏度高、重现性好、可连续检测、检测速度快等特点。目前,国外生产的电致发光分析仪器价格十分昂贵,大部分科研单位则是将独立的化学发光分析仪和电化学仪器组合起来做电化学发光分析,这样不仅操作繁琐、可靠性下降,而且在应用上也有它的局限性。国产的电致发光分析仪电化学激励模式较少,而且仪器检测具有一定的专用性,不能满足广泛的应用需要。所以,国内急需研制和生产质量较高,价格相对便宜,能应用于分析化学、分子生物学、临床医学、材料科学的通用型电致发光分析仪。

本系统是一台性能稳定,动态范围宽,灵敏度高,价格便宜,适用于多种测量系统的电致发光分析仪。仪器前端采集模块通过USB总线与显示分析终端交换数据。

2　系统功能描述

本系统从功能上可以分为激励信号产生模块、前端数据采集与接收模块、终端数据显示处理模块三部分。

2.1　激励信号产生模块

本模块主要功能为根据用户设定的化学实验参数,产生相应的激励信号。它产生两路模拟信号,一路模拟信号经过放大直接加载到高压源上;另一路为对模拟信号比较复杂,它根据化学实验中的选择的激励信号不同,可能输出五种不同的波形。

2.2　数据采集与接收模块

数据采集与发送模块用于数据的采集与发送。它采集流经被测物体的电流信号,以及被测物体的发光强度,并将两个信号进行适当的放大处理及A /D转换后,传送给数据显示处理模块。并接收数据显示处理模块发送的命令以调整采集过程。

2.3　数据显示处理模块

数据显示与处理模块有四部分功能:接收及处理数据、发送命令、绘图及数据分析。

1)接收及处理数据

数据采集与发送模块把数据包发送到数据处理模块操作系统的USB缓冲区中。当检测到缓冲区内有数据包时,就读取数据包,从数据包中提取封装好的数据,并对数据进行一定的去噪处理。

2)发送命令

发送命令是用户与系统交互的方式。用户通过此模块来控制整个系统。用户可以对电致发光分析仪进行系统配置,设置光电倍增管的位置与高压值,设置通道数;用户可以给系统发送开始、暂停和停止命令;用户可以根据试验需要设置电化学方法(激励信号),包括锯齿波、方波、脉冲波、线性扫描和恒电位5种方法。

3)绘图及数据分析

通用型电致发光分析仪的最终目标是把电致发光反应的特征参数的采样值以曲线的形势表示出来,并对曲线的一些基本参数进行分析,以便于专业人士进行进一步分析处理。