文档介绍：Ε
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2005 年第 1 期福建电脑 37
A T89 C51 单片机在医疗仪器中的应用
刘征宇
(福州大学电子系福建福州 350002)
【摘要】描述了采用单片机 A T89 C5 为核心组成的试条测试仪的设计思想、基本结构、功能和一些重要的技术
指标。通过对绒毛膜促性腺素( HCG ) 试条的测试及临床应用, 证明用该仪器对金标试条进行定量检测是可行
的。
【关键词】单片机;模数转换器; L CD 显示器;试条;测试
0 前言以判断出测试线的颜色深浅和面积大小。
近年来用免疫金标试条做临床诊断, 由于具有直观、快速、 2) 滤色片波长的选择
操作简便、费用低廉等优点, 所以发展很快。它应用了抗原、抗金标试条因金子颗粒直径大小差异, 可呈现的颜色在粉
体特异性规律及胶体金显色的原理。当试液(可取血、尿、唾红、红、紫红到紫色范围, 其对应的波长约在 600~700 nm 和
液,视被检项目而定) 浸泡或滴入试条时,试液通过吸水纤维的 400~450 nm 范围。根据互补光原理选择滤色片[ 3 ] , 选 LB2 型
毛细作用,将胶体金一起带到吸附有抗体的测试线上, 若试液号的滤色片,其峰值波长为 530 nm ,半宽度为 100 nm ,波长与透
中的抗原与此抗体相对应, 则产生特异性结合, 胶体金呈红色射率关系满足要求。
或紫红色,称阳性;反之不显色,称阴性[ 1 ] 。目前仅靠目测定性 2 仪器总体结构和硬件配置
判断,应用范围受到限制。由于抗原、抗体、胶体金这些材料都仪器的总体结构和硬件配置是由光纤传感器、机械扫描系
很贵,不可能象化学试剂那样,做成大面积显色区; 同时背景有统、光电转换电路、模数转换电路、单片机等组成。测试时, 试
水、血、胶体金等,且在渗透过程中不均匀; 而且抗原抗体的结条固定,单片电脑控制机械扫描系统, 使光纤传感器从试条的
合及胶体金显色属动态范畴, 没有终止反应; 所以传统比色仪背景区向测试线扫描。光源发出的光经发送光纤射向被测体
的光学系统无法分辨。因此必须设计特殊的光学系统和仪器, 的表面,反射光由接收光纤收集, 并传送到光探测器转换成电
才能解决金标试条定量测试的问题。信号输出。模数转换器将光探测器输出的模拟信号转换为数
1 传感器的设计字信号送入单片机, 经单片机信息处理后, 将测试结果分别显
QD 1) 反射型光纤传感器示、打印。
反射型光纤传感器由入射光纤和 2. 1 光导纤维传感器
接收光纤组成, 它们之间的关系如图由于抗原、抗体、胶体金价格较贵, 因此测试线的显色仅为
1 。设这两根光纤的折射率为阶跃型一条细线,特别在浓度较低时, 光能量的变化极为微弱。为了
分布,其间距为 d , 每根光纤直径为能有效地测试,自行设计了一种光导纤维传感器, 将探头端部
2 a ,数值孔径为 NA ,光纤与被测金标与测试线形状相匹配,并根据互补光原理[ 3 ] , 选择 LB - 2 滤色
试条的距离为 b。当光耦合强度最镜,使探头的分辨率及灵敏度满足要求。
强,即所接收的光通量达最大值时,可 2. 2 仪器硬件设计
[ 2 ] 图 1 光纤耦合原理图
求得: 本仪器采用单片机 A T89 C51 配以大规模集成电路