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基于FPGA的高精度光子计数检测系统研究
  • ISSN号:1000-9787
  • 期刊名称:《传感器与微系统》
  • 时间:0
  • 分类:TP394.1[自动化与计算机技术—计算机应用技术;自动化与计算机技术—计算机科学与技术] TH691.9[机械工程—机械制造及自动化]
  • 作者机构:[1]中国科学院电子学研究所传感技术联合国家重点实验室,北京100190, [2]中国科学院研究生院,北京100039
  • 相关基金:基金项目:国家高技术研究发展计划资助项目(2007AA03Z428);国家自然科学基金资助项目(60801032);中科院电子所创新项目(08SQCX-9151)
中文摘要:

为了实现微弱光信号的高精度检测,设计了一种基于现场可编程门阵列(FPGA)的光子计数检测系统。采用高灵敏度的光电倍增管作为光电转换器件,有效地实现微弱光信号的获取与处理。基于FP—GA,设计了时序控制模块、光子计数模块、串口通信模块、存储模块和键盘扫描控制模块,完成信号的处理与存储。使用该系统对三磷酸腺苷(ATP)样品进行生物发光测试,在ATP浓度为2.5×10 -14 2.5×10 -8mol/L范围内,系统检测光强与ATP浓度之间线性关系良好,相关系数R=0.9832;对碱性磷酸酶(ALP)化学发光体系进行测试,在ALP浓度为2.5×10 -12 -5×10 -9mol/L范围内,系统检测光强与ALP浓度之间线性关系良好,相关系数R=0.9982。该检测系统小型便携,检测精度高,在低浓度生物活性物质检测领域具有广阔的应用前景。

英文摘要:

In order to measure weak optical signal,a photon-counting detecting system based on FPGA is designed and constructed. A high sensitivity photomultiplier tube (PMT) is used to obtain the optical signal. The system consists of time scheduling control module, photon-counting module, serial communication module, memory module and key-scanning control module. Adenosine triphosphate (ATP)samples with concentration of 2.5 × 10 -14-2.5 × 10-8 mol/L are measured and the correlation coefficient between ATP concentration and light intensity is 0. 9832. Alkaline phosphatase(ALP)samples with concentration of 2.5 × 10 -12 -5 × 10 -9 mol/L is measured and the correlation coefficient between ALP concentration and light intensity is 0. 9982. The system has the characteristics of small size,high precision, and is easy to operate. It can be widely used in detection of low concentrations of substances.

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期刊论文 10 会议论文 4 获奖 12 专利 8
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期刊信息
  • 《传感器与微系统》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国电子科技集团公司
  • 主办单位:中国电子科技集团公司第四十九研究所
  • 主编:吴亚林
  • 地址:哈尔滨市南岗区一曼街29号四十九所
  • 邮编:150001
  • 邮箱:st_chinasensor@126.com
  • 电话:0451-82510965
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-9787
  • 国内统一刊号:ISSN:23-1537/TN
  • 邮发代号:14-203
  • 获奖情况:
  • 获全国优秀科技期刊三等奖,获1996年度黑龙江省科技期刊评比,优秀科技期刊壹等奖,获《CAJ-CD》执行优秀奖,获信息产业部2001-2002年度电子科技期刊规范化奖,获信息产业部2003-2004年度优秀电子科技期刊奖,获信息产业部2005-2006年度优秀电子科技期刊奖,获工业和信息化部2007-2008年度电子精品科技期刊奖
  • 国内外数据库收录:
  • 中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版)
  • 被引量:10819