一种多通道单颗粒检测系统及其方法与流程

1.本技术涉及单颗粒检测技术领域，特别是涉及一种多通道单颗粒检测系统及其方法。


背景技术：

2.目前市面上的荧光显微镜大多用来进行物体构造的观察，也就是通过荧光素、荧光的有无、色调比较进行物质判别，从而通过抗体荧光、发荧光量的测定对物质定性、定量分析。这些荧光检测设备比较贵重，很多功能不是特别智能适用，在分子诊断领域这块有很多需要定制化改进的地方，需要结合客户实际使用需求来进行额外模块搭建，功能单一，不太智能化。
3.同时，由于细胞对光毒性敏感，特别是在短波长的光下。荧光分子在光照下有产生反应性化学物质的倾向，增强了光毒性效应。荧光显微镜仅允许观察已为荧光标记的特定结构，使用领域单一。


技术实现要素：

4.基于此，有必要针对现有技术中的单颗粒检测设备功能单一的问题，提出一种多通道单颗粒检测系统及其方法。
5.为了实现上述目的，本技术实施例提供了一种多通道单颗粒检测系统，包括：
6.上位机；
7.主控板，所述主控板通过串口协议与上位机交互，所述主控板分别电性连接有光耦传感器、电机驱动板、至少两路mos管开关板；
8.所述电机驱动板电性连接有电机，所述电机用于调整载物台在x轴、y轴、z轴方向的坐标位置；
9.所述mos管开关板电性连接有恒流源板，所述恒流源板用于驱动激光源发射荧光；
10.所述上位机通过主控板打开任意选择的两路mos管开关板，并连通相对应的恒流源板，所述恒流源板驱动激光源发射光束进行单颗粒检测；同时，所述上位机通过主控板控制电机驱动板来驱动电机工作，所述电机驱动载物台在x轴、y轴、z轴方向运动，从而调整载物台上的芯片位置，以便拍摄样本荧光图及实现自动对焦。
11.优选地，所述主控板与光耦传感器、电机驱动板、至少两路mos管开关板都是通过gpio口连接。
12.优选地，所述mos管开关板采用型号为lr7843的nmos管，通过所述主控板的gpio口信号控制nmos管的g极电压来实现开关导通与关断，从而实现小电压控制大电流。
13.优选地，所述主控板采用stm32h743系列芯片架构的主控板。
14.本发明还提供另一实施例的一种多通道单颗粒检测系统，其包括：
15.上位机；
16.所述上位机分别电性连接有光耦传感器、电机驱动板、至少两路mos管开关板；
17.所述电机驱动板电性连接有电机，所述电机用于调整载物台在x轴、y轴、z轴方向的坐标位置；
18.所述mos管开关板电性连接有恒流源板，所述恒流源板用于驱动激光源发射荧光；
19.所述上位机与光耦传感器、mos管开关板之间电性连接有usb转gpio模块，所述usb转gpio模块的输入端与上位机连接，所述usb转gpio模块的输出端与光耦传感器、mos管开关板连接；
20.所述上位机与电机驱动板之间电性连接有usb转rs232模块、串口控制器，所述usb转rs232模块的输入端与上位机连接，所述usb转rs232模块的输出端与串口控制器连接，所述串口控制器的输出端与电机驱动板连接；
21.所述上位机通过usb转rs232模块打开任意选择的两路mos管开关板，并连通相对应的恒流源板，所述恒流源板驱动激光源发射光束进行单颗粒检测；同时，所述上位机通过usb转rs232模块控制串口控制器，所述串口控制器再给电机驱动板发送控制信号来驱动电机工作，所述电机驱动载物台在x轴、y轴、z轴方向运动，从而调整载物台上的芯片位置，以便拍摄样本荧光图及实现自动对焦。
22.优选地，所述usb转gpio模块与光耦传感器、至少两路mos管开关板都是通过gpio口连接，所述串口控制器与电机驱动板通过gpio口连接；
23.两个所述usb转gpio模块都是通过usb与上位机电性连接，所述usb转rs232模块通过usb与上位机电性连接，所述usb转rs232模块与串口控制器通过rs232连接。
24.优选地，所述串口控制器包括串口步进控制器、串口伺服控制器。
25.优选地，所述电机驱动板的dir+、pul+、en+与gpio口连接。
26.优选地，所述电机驱动板的型号为drv8825。
27.本发明还提供了一种多通道单颗粒检测方法，通过上述所述的多通道单颗粒检测系统实现，其包括如下步骤：
28.所述上位机通过主控板或者usb转rs232模块打开任意选择的两路mos管开关板，并连通相对应的恒流源板，所述恒流源板驱动激光源发射光束进行单颗粒检测；
29.所述上位机通过主控板控制电机驱动板，所述电机驱动板发送控制信号来驱动电机工作，所述电机驱动载物台在x轴、y轴、z轴方向运动，从而调整载物台上的芯片位置，以便拍摄样本荧光图及实现自动对焦；
30.或者所述上位机通过usb转rs232模块控制串口控制器，所述串口控制器再给电机驱动板发送控制信号来驱动电机工作，所述电机驱动载物台在x轴、y轴、z轴方向运动，从而调整载物台上的芯片位置，以便拍摄样本荧光图及实现自动对焦。
31.本发明所提供的一种多通道单颗粒检测系统具有如下优点和有益效果：
32.本技术能够通过上位机在多路通道之间选择两路通道来打开恒流源板，从而驱动激光源发射光束进行单颗粒检测，使用方便可以应用在各种领域检测，提高检测功能和效率；同时，可以控制载物台在x轴、y轴、z轴方向运动，从而调整载物台上的芯片位置，以便拍摄样本荧光图及实现自动对焦，避免人工操作定位误差。
附图说明
33.图1为本技术多通道单颗粒检测系统较佳实施例的模块示意图。
34.图2为本技术多通道单颗粒检测系统另一较佳实施例的模块示意图。
35.图3为本技术多通道单颗粒检测方法较佳实施例的流程示意图。
具体实施方式
36.为了便于理解本技术，下面将参照相关附图对本技术进行更全面的描述。附图中给出了本技术的首选实施例。但是，本技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本技术的公开内容更加透彻全面。
37.需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件并与之结合为一体，或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“安装”以及类似的表述只是为了说明的目的。
38.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本技术。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
39.在一个实施例中，如图1所示，提供了一种多通道单颗粒检测系统，包括：
40.上位机；
41.主控板，所述主控板通过串口协议与上位机交互，所述主控板分别电性连接有光耦传感器、电机驱动板、至少两路mos管开关板；
42.所述电机驱动板电性连接有电机，所述电机用于调整载物台在x轴、y轴、z轴方向的坐标位置；
43.所述mos管开关板电性连接有恒流源板，所述恒流源板用于驱动激光源发射荧光；
44.所述上位机通过主控板打开任意选择的两路mos管开关板，并连通相对应的恒流源板，所述恒流源板驱动激光源发射光束进行单颗粒检测；同时，所述上位机通过主控板控制电机驱动板来驱动电机工作，所述电机驱动载物台在x轴、y轴、z轴方向运动，从而调整载物台上的芯片位置，以便拍摄样本荧光图及实现自动对焦。
45.本技术由于具有多路mos管开关板，使得具有多个激光源通道发射荧光，使用时可以自主选择性，提高检测功能和效率；同时，能够实现自动对焦，减少人为操作定位不准的问题。
46.具体实施时，所述主控板与光耦传感器、电机驱动板、至少两路mos管开关板都是通过gpio口连接。
47.具体实施时，所述mos管开关板采用型号为lr7843的nmos管，通过所述主控板的gpio口信号控制nmos管的g极电压来实现开关导通与关断，从而实现小电压控制大电流。
48.具体实施时，所述主控板采用stm32h743系列芯片架构的主控板。上位机通过usb/rs232/rs485协议来与主控板交互。
49.在另一实施例中，如图2所示，本发明还提供另一实施例的一种多通道单颗粒检测系统，其包括：
50.上位机；
51.所述上位机分别电性连接有光耦传感器、电机驱动板、至少两路mos管开关板；
52.所述电机驱动板电性连接有电机，所述电机用于调整载物台在x轴、y轴、z轴方向
的坐标位置；
53.所述mos管开关板电性连接有恒流源板，所述恒流源板用于驱动激光源发射荧光；
54.所述上位机与光耦传感器、mos管开关板之间电性连接有usb转gpio模块，所述usb转gpio模块的输入端与上位机连接，所述usb转gpio模块的输出端与光耦传感器、mos管开关板连接；
55.所述上位机与电机驱动板之间电性连接有usb转rs232模块、串口控制器，所述usb转rs232模块的输入端与上位机连接，所述usb转rs232模块的输出端与串口控制器连接，所述串口控制器的输出端与电机驱动板连接；
56.所述上位机通过usb转rs232模块打开任意选择的两路mos管开关板，并连通相对应的恒流源板，所述恒流源板驱动激光源发射光束进行单颗粒检测；同时，所述上位机通过usb转rs232模块控制串口控制器，所述串口控制器再给电机驱动板发送控制信号来驱动电机工作，所述电机驱动载物台在x轴、y轴、z轴方向运动，从而调整载物台上的芯片位置，以便拍摄样本荧光图及实现自动对焦。
57.具体实施时，所述usb转gpio模块与光耦传感器、至少两路mos管开关板都是通过gpio口连接，所述串口控制器与电机驱动板通过gpio口连接；
58.两个所述usb转gpio模块都是通过usb与上位机电性连接，所述usb转rs232模块通过usb与上位机电性连接，所述usb转rs232模块与串口控制器通过rs232连接。
59.具体实施时，所述串口控制器包括串口步进控制器、串口伺服控制器。
60.具体实施时，所述电机驱动板的dir+、pul+、en+与gpio口连接。
61.具体实施时，所述电机驱动板的型号为drv8825。
62.本发明还提供了一种多通道单颗粒检测方法，如图3所示，通过上述所述的多通道单颗粒检测系统实现，其包括如下步骤：
63.s100、所述上位机通过主控板或者usb转rs232模块打开任意选择的两路mos管开关板，并连通相对应的恒流源板，所述恒流源板驱动激光源发射光束进行单颗粒检测；
64.s200、所述上位机通过主控板控制电机驱动板，所述电机驱动板发送控制信号来驱动电机工作，所述电机驱动载物台在x轴、y轴、z轴方向运动，从而调整载物台上的芯片位置，以便拍摄样本荧光图及实现自动对焦；
65.或者所述上位机通过usb转rs232模块控制串口控制器，所述串口控制器再给电机驱动板发送控制信号来驱动电机工作，所述电机驱动载物台在x轴、y轴、z轴方向运动，从而调整载物台上的芯片位置，以便拍摄样本荧光图及实现自动对焦。
66.综上，本技术提供的一种多通道单颗粒检测系统及其方法，所述多通道单颗粒检测系统包括：上位机；主控板，所述主控板通过串口协议与上位机交互，所述主控板分别电性连接有光耦传感器、电机驱动板、至少两路mos管开关板；所述电机驱动板电性连接有电机，所述电机用于调整载物台在x轴、y轴、z轴方向的坐标位置；所述mos管开关板电性连接有恒流源板，所述恒流源板用于驱动激光源发射荧光；所述上位机通过主控板打开任意选择的两路mos管开关板，并连通相对应的恒流源板，所述恒流源板驱动激光源发射光束进行单颗粒检测；同时，所述上位机通过主控板控制电机驱动板来驱动电机工作，所述电机驱动载物台在x轴、y轴、z轴方向运动，从而调整载物台上的芯片位置，以便拍摄样本荧光图及实现自动对焦，由于具有多路mos管开关板，使得具有多个激光源通道发射荧光，使用时可以
自主选择性，提高检测功能和效率；同时，可以控制载物台在x轴、y轴、z轴方向运动，从而调整载物台上的芯片位置，以便拍摄样本荧光图及实现自动对焦，减少人为操作定位不准的问题。
67.以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
68.以上所述实施例仅表达了本技术的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本技术的保护范围。因此，本技术专利的保护范围应以所附权利要求为准。

技术特征：
1.一种多通道单颗粒检测系统，其特征在于，包括：上位机；主控板，所述主控板通过串口协议与上位机交互，所述主控板分别电性连接有光耦传感器、电机驱动板、至少两路mos管开关板；所述电机驱动板电性连接有电机，所述电机用于调整载物台在x轴、y轴、z轴方向的坐标位置；所述mos管开关板电性连接有恒流源板，所述恒流源板用于驱动激光源发射荧光；所述上位机通过主控板打开任意选择的两路mos管开关板，并连通相对应的恒流源板，所述恒流源板驱动激光源发射光束进行单颗粒检测；同时，所述上位机通过主控板控制电机驱动板来驱动电机工作，所述电机驱动载物台在x轴、y轴、z轴方向运动，从而调整载物台上的芯片位置，以便拍摄样本荧光图及实现自动对焦。2.根据权利要求1所述的多通道单颗粒检测系统，其特征在于，所述主控板与光耦传感器、电机驱动板、至少两路mos管开关板都是通过gpio口连接。3.根据权利要求2所述的多通道单颗粒检测系统，其特征在于，所述mos管开关板采用型号为lr7843的nmos管，通过所述主控板的gpio口信号控制nmos管的g极电压来实现开关导通与关断，从而实现小电压控制大电流。4.根据权利要求3所述的多通道单颗粒检测系统，其特征在于，所述主控板采用stm32h743系列芯片架构的主控板。5.一种多通道单颗粒检测系统，其特征在于，包括：上位机；所述上位机分别电性连接有光耦传感器、电机驱动板、至少两路mos管开关板；所述电机驱动板电性连接有电机，所述电机用于调整载物台在x轴、y轴、z轴方向的坐标位置；所述mos管开关板电性连接有恒流源板，所述恒流源板用于驱动激光源发射荧光；所述上位机与光耦传感器、mos管开关板之间电性连接有usb转gpio模块，所述usb转gpio模块的输入端与上位机连接，所述usb转gpio模块的输出端与光耦传感器、mos管开关板连接；所述上位机与电机驱动板之间电性连接有usb转rs232模块、串口控制器，所述usb转rs232模块的输入端与上位机连接，所述usb转rs232模块的输出端与串口控制器连接，所述串口控制器的输出端与电机驱动板连接；所述上位机通过usb转rs232模块打开任意选择的两路mos管开关板，并连通相对应的恒流源板，所述恒流源板驱动激光源发射光束进行单颗粒检测；同时，所述上位机通过usb转rs232模块控制串口控制器，所述串口控制器再给电机驱动板发送控制信号来驱动电机工作，所述电机驱动载物台在x轴、y轴、z轴方向运动，从而调整载物台上的芯片位置，以便拍摄样本荧光图及实现自动对焦。6.根据权利要求5所述的多通道单颗粒检测系统，其特征在于，所述usb转gpio模块与光耦传感器、至少两路mos管开关板都是通过gpio口连接，所述串口控制器与电机驱动板通过gpio口连接；两个所述usb转gpio模块都是通过usb与上位机电性连接，所述usb转rs232模块通过
usb与上位机电性连接，所述usb转rs232模块与串口控制器通过rs232连接。7.根据权利要求6所述的多通道单颗粒检测系统，其特征在于，所述串口控制器包括串口步进控制器、串口伺服控制器。8.根据权利要求2或6所述的多通道单颗粒检测系统，其特征在于，所述电机驱动板的dir+、pul+、en+与gpio口连接。9.根据权利要求1或5所述的多通道单颗粒检测系统，其特征在于，所述电机驱动板的型号为drv8825。10.一种多通道单颗粒检测方法，通过如权利要求1-7任一项所述的多通道单颗粒检测系统实现，其特征在于，包括如下步骤：所述上位机通过主控板或者usb转rs232模块打开任意选择的两路mos管开关板，并连通相对应的恒流源板，所述恒流源板驱动激光源发射光束进行单颗粒检测；所述上位机通过主控板控制电机驱动板，所述电机驱动板发送控制信号来驱动电机工作，所述电机驱动载物台在x轴、y轴、z轴方向运动，从而调整载物台上的芯片位置，以便拍摄样本荧光图及实现自动对焦；或者所述上位机通过usb转rs232模块控制串口控制器，所述串口控制器再给电机驱动板发送控制信号来驱动电机工作，所述电机驱动载物台在x轴、y轴、z轴方向运动，从而调整载物台上的芯片位置，以便拍摄样本荧光图及实现自动对焦。

技术总结
本申请涉及一种多通道单颗粒检测系统及其方法，所述系统包括：上位机；主控板，所述主控板通过串口协议与上位机交互，所述主控板分别电性连接有光耦传感器、电机驱动板、至少两路MOS管开关板；所述电机驱动板电性连接有电机，所述电机用于调整载物台在X轴、Y轴、Z轴方向的坐标位置；所述MOS管开关板电性连接有恒流源板，所述恒流源板用于驱动激光源发射荧光；所述上位机通过主控板打开任意选择的两路MOS管开关板，并连通相对应的恒流源板，所述恒流源板驱动激光源发射光束进行单颗粒检测；同时，所述上位机通过主控板控制电机驱动板来驱动电机工作，从而调整载物台上的芯片位置。本发明使用方便及能够有效的避免人工操作定位误差。误差。误差。


技术研发人员：吴天准 宋泽文 张雷
受保护的技术使用者：深圳市中科先见医疗科技有限公司
技术研发日：2023.05.27
技术公布日：2023/9/23