一种直接化学发光荧光光谱理论模型的制作方法

本发明属于医疗器械体外诊断ivd领域，具体涉及一种直接化学发光荧光光谱理论模型。


背景技术：

直接化学发光检测技术是现阶段免疫分析的主流检测方法，以吖啶脂为发光底物为代表，由于吖啶脂发光属于闪光型，短时间内发光能量比较集中。但是如果激发液的喷射速度较慢或者喷射角度较慢等异常情况下，会导致激发液扩散到试剂溶液速度变缓，引起发光的峰值降低，发光时间延长。但是，现阶段化学发光仪器的pmt传感器光学检测时间一般控制在0.5-1秒以内，如果峰型变矮变宽之后，则有效时间内采集的荧光信号降低，最终检测结果就偏低，有较大检测误差。


技术实现要素：

3.要解决的技术问题：本发明通过液体扩散及发光的模型分析入手，从理论上推导出直接化学发光的荧光光谱理论模型，并根据检测窗口时间内的荧光信号检测数据推导出模型参数，再根据模型计算整体荧光信号强度，解决了激发液喷射速度、角度差异而导致扩散速度差异引起的检测误差问题。
4.技术方案：一种直接化学发光荧光光谱理论模型，模型如下：优选的，所述参数k和参数τ为不同的系数，荧光信号采集是一个离散采样过程，从荧光信号上升开始计算起始位置点，根据前50个荧光信号采集数值，采用拟合迭代算法，计算参数k和参数τ，并将每次计算的理论值和离散采样的真实值的相关系数r达到0.99以上，停止迭代，并将得到的参数k和参数τ计算理论值。优选的，所述c
底物
从预设置的定标曲线中获得。优选的，所述预设置的定标曲线为通过用户每批次试剂用标准品进行标定而获取。上述一种直接化学发光荧光光谱理论模型的推导方法，方法如下：(1)以液体扩散及发光的模型进行分析推导，设某一时刻荧光信号强度为：其中t为测量时间点，τa为荧光物质的衰减系数常数，i0为受激发初始荧光信号强度；(2)i0(t)信号和这时刻的发光底物浓度成正比关系，和这一时刻检测窗口面积内激发液体积也成正比关系，进一步推导公式如下：i0(t)＝k1·c底物
·v激
(t)；其中c
底物
为待求解的浓度，在溶液中是均匀分布的，而v
激
为这时刻扩散到荧光检测窗口位置的激发液体积，激发液是最后加入的反应试剂，在检测杯中有个扩散过程，激发液
瞬时体积满足扩散方程如下：其中c0为初始加入的激发液浓度，τb扩散过程系数，a为检测窗口的面积，v(t)为该时刻到达该区域的液体流速。为简化模型，假设v(t)为一个恒定流速常量k2，则上述公式可以简化为：(4)将上述公式进行整合，即可得到以下模型：其中k1、k2、τa、τb为检测环境相关的恒定系数，c0为初始加入的激发液浓度；(4)简化以上公式，可以得到：其中，k＝k1·a·
k2·
c0，τ＝τa τb；(5)在c
底物
恒定条件下，相同量的激发液，发出的荧光总能量是固定的，收集所有荧光信号是一个常数值，即得荧光信号总能量与c
底物
浓度成正相关比例，最终获得直接化学发光荧光光谱理论模型：有益效果：1.由于激发液不同喷射速度、角度导致的多次检测误差cv变异性，本发明将其从原来的5％减小到1％。2.本发明模型充分考虑了机械结构和物理环境变量导致液体混合过程的差异，并针对该差异性建立了特征模型，并且可根据荧光信号曲线拟合求解模型参数，再计算特征荧光信号值，整个过程更为真实反映了液体混匀发光过程，能有效降低系统误差。3.基于本发明模型建立的检测方法，可准确求解底物的浓度，在直接法学发光检测方法学中，底物浓度正比于待测物浓度，从而能更准确分析检测目标物的检测浓度。
附图说明
图1为相同浓度的底物溶液，在5次不同激发液喷口速度下的检测数据，检测时间为10ms一个采样点，采样500ms时间，共50个采样点，图中，测试1激发液喷口速度为200ul/s，如荧光信号数据表格和及图1中曲线所示；测试2激发液喷口速度为190ul/s，如荧光信号数据表格和及图1中曲线所示；测试3激发液喷口速度为195ul/s，如荧光信号数据表格和及图1中曲线所示；测试4激发液喷口速度为195ul/s，如荧光信号数据表格和及图1中曲线所示；测试5激发液喷口速度为185ul/s，如荧光信号数据表格和及图1中曲线所示。
具体实施方式
原理：在化学发光免疫检测方法中，抗体标记发光底物(典型应用为吖啶脂或者异
鲁米诺)，双抗夹心或竞争法免疫反应后，用磁微粒分离出结合后的带发光底物的复合结构体，再加入激发液(典型应用为氢氧化钠naoh和过氧化氢h2o2溶液)，检测荧光信号强度，荧光的信号强度就表征发光底物的浓度含量，然后从抗原抗体的特异性结合上，可以计算目标抗原的浓度。一种直接化学发光荧光光谱理论模型，模型如下：上述一种直接化学发光荧光光谱理论模型的推导方法，方法如下：(1)以液体扩散及发光的模型进行分析推导，设某一时刻荧光信号强度为：其中t为测量时间点，τa为荧光物质的衰减系数常数，i0为受激发初始荧光信号强度；(2)i0(t)信号和这时刻的发光底物浓度成正比关系，和这一时刻检测窗口面积内激发液体积也成正比关系，进一步推导公式如下：i0(t)＝k1·c底物
·v激
(t)；其中c
底物
为待求解的浓度，在溶液中是均匀分布的，而v
激
为这时刻扩散到荧光检测窗口位置的激发液体积，激发液是最后加入的反应试剂，在检测杯中有个扩散过程，激发液瞬时体积满足扩散方程如下：其中c0为初始加入的激发液浓度，τb扩散过程系数，a为检测窗口的面积，v(t)为该时刻到达该区域的液体流速。为简化模型，假设v(t)为一个恒定流速常量k2，则上述公式可以简化为：(5)将上述公式进行整合，即可得到以下模型：其中k1、k2、τa、τb为检测环境相关的恒定系数，c0为初始加入的激发液浓度；(4)简化以上公式，可以得到：其中，k＝k1·a·
k2·
c0，τ＝τa τb；(5)在c
底物
恒定条件下，相同量的激发液，发出的荧光总能量是固定的，收集所有荧光信号是一个常数值，即得到荧光信号总能量与c
底物
浓度成正相关比例，最终获得直接化学发光荧光光谱理论模型：每个激发过程，参数k和参数τ为不同的系数，荧光信号采集是一个离散采样过程，从荧光信号上升开始计算起始位置点，根据前50个荧光信号采集数值，采用拟合迭代算法，计算参数k和参数τ，并将每次计算的理论值和离散采样的真实值的相关系数r达到0.99以上，停止迭代，并将得到的参数k和参数τ计算理论值，再从预
设置的定标曲线中获得c
底物
，定标曲线为通过用户每批次试剂用标准品进行标定而获取。具体的：采用同一个样本浓度，也就是同浓度c
底物
测试5次，采集前50次的荧光信号强度如下表1所示，信号强度如图1所示：表1表1将上述每列的数值进行加和，得到每次测试的荧光信号，可以计算得到5次测量cv
在4.9％。而采用本发明的模型进行拟合计算，得到表2：表2将上述模型参数代入公式，生成500个采样点的荧光拟合信号，可计算得到cv为0.5％。