基于CCD的胶体金免疫层析检测设备的设计.pdf

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1、34卷2期中国生物医学工程学报Vo1．34NO．2April20152015年4月ChineseJournalofBiomedicalEngineering基于CCD的胶体金免疫层析检测设备的设计归晨戴璇王侃崔大祥’(上海交通大学微纳科学技术研究院，上海200240)摘要：研制开发了一套用于细胞毒素相关基因A定量检测的胶体金免疫层析试纸条检测设备。该设备由硬件部分和软件系统两部分组成。硬件系统主要用于胶体金免疫层析试纸条图像的采集，而软件系统则实现了人机的交互。检测设备利用CCD(电荷耦合器件)图像传感器件采集试纸条图像，并传输至Pc模块。然后，软件系统利用算法对其进行数据分析和结果诊断。

2、软件系统主要采用了基于HSI色彩空间的移动均值图像分割算法，该算法实现了胶体金免疫层析试纸条图像的有效分割，完成了定量检测。本研究用10个不同浓度的胶体金免疫层析试纸条进行检测，绘制出定量曲线。还分别检测了5O个阴性和5O个阳性的细胞毒素相关基因A实验样品，检测结果显示特异性和灵敏度均为100％，证明了该设备的可靠性。关键词：免疫层析；细胞毒素相关基因A；CCD图像传感器；移动一均值算法中图分类号R318文献标志码D文章编号0258-8021(2015)02-0237-06CCD-BasedColloidalGoldImmunochromatographicDeviceGuiChenDai

3、XuanWangKanCuiDaxiang’(ResearchInstituteofMicro／NanoScienceandTechnology，ShanghaiJiaotongUniversity，Shanghai200240，China)Keywords：immunoehromatographic；eytotoxinassociatedgeneA(CagA)；CCDimagesensor；movingk．means快速检测技术，它的基本原理是抗体和抗原之间的引言相互作用。现今胶体金免疫层析试纸条，由于它便目前胃癌已成为威胁人类健康的重要杀手，而捷和简单的特性，已被广泛用于多个领域、多种

4、项其早期诊断对于治疗则起着至关重要的作用。幽目的检测。已有文献报道利用胶体金免疫层析试门螺旋杆菌(HP)感染已被证实是慢性胃炎、胃溃纸条检测蓖麻毒素、可铁宁、灭蝇胺等。在本实疡、十二指肠胃溃疡等肠胃疾病的重要致病因素，验中，将采用胶体金免疫层析试纸条进行细胞毒素且与胃癌的发展密切相关。细胞毒素相关基因A相关基因A的检测。然而，现在大多数的胶体金免是其重要的毒力因子，它是经细胞毒素相关基因致疫层析试纸条检测都存在如下问题。首先，检测人病岛编码的IV型分泌系统注入到宿主细胞内发挥需具备一定的专业知识，当照明条件不好，或者存毒性作用的。一些研究表明细胞毒素相关基因A在其他干扰因素时易产生人为误差

5、；其次，当检测传输到上皮细胞会导致促炎性细胞因子的分泌，细样品浓度处于临界检测范围时，胶体金免疫层析试胞结构的改变和细胞的增殖，而细胞增值和凋亡的纸条检测带的显色浅且不规则，裸眼难以辨别，人失衡与肿瘤的发生发展有着密切的关联¨]。若能为主观因素可能会影响检测结果；最后，现今的胶通过某种手段进行细胞毒素相关基因A的检测，将体金免疫层析试纸条检测只是定性检测，缺乏一定有助于胃癌的早期诊断和治疗。的数据记录。鉴于以上缺陷，本研究开发了一套进免疫层析技术是20世纪90年代初发展的新兴行细胞毒素相关基因A胶体金免疫层析试纸条定doi：10．3969／j．issn．0258·8021．2015．02．

6、015收稿13期：2013-10-30，录用日期：2014-11-02基金项目：国家自然科学基金(81101169，81225010)；国家高技术研究发展计划(863计划)(2012AA022703)通信作者(Correspondingauthor)，E-mail：dxcui@sjIu．edu．cn242中国生物医学工程学报34卷离市电的情况下，则由锂电池组直流供电，并且可immunochromatographicassayfordetectionofricin[J]．Toxicon，持续工作6h以上，为偏远地区或者灾区的应用提2002，40(3)：255—258．[4]NianHungc

7、hi，WangJun，WuHong，eta1．Electrochemical供了便利。在软件设计方面，提供了一套完整的人immunoassayofcotinineinserumbasedonnanoparticleprobe机交互界面，同时首次将基于HSI色彩空间的移动andimmunoehromatographicstrip【J]．AnalyticaChimicaActa，-均值算法用于胶体金试免疫层析试纸条图像的20