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基于FPGA的高精度光子计数检测系统研究


2  0 传感器与微 系统 ( rndcr n  ir yt  ehoois Tasue  dM c ss m T cnlg ) a o e e  21 年 第 3 01 0卷 第 2期  基 于 F GA 的 高 精 度 光 子 计 数 检 测 系统 研 究  P 王 蜜 霞  ,刘军 涛  ,刘儒 平  ,刘晓红  ,蔡新 霞  ( . 国科 学 院 电 子 学研 究所 传 感 技 术 联 合 国 家 重 点 实验 室 , 京 10 9 ; 1中 北 0 10  2 中 国 科学 院 研 究 生 院 。 京 10 3 ) . 北 00 9  摘 要 :为 了实 现 微 弱 光 信 号 的高 精 度 检 测 , 计 了一 种 基 于 现 场 可 编程 门 阵列 ( P A) 设 F G 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 , 效 地 实 现 微 弱 光 信 号 的 获 取 与 处 理 。基 于 F — 有 P  G 设计 了时序控制模块 、 A, 光子计数模块 、 口通信模块 、 串 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 ( T ) 品进 行 生 物 发 光 测 试 , A P 浓 度 为 2 5 X1  2 5 × AP 样 在 T .  0 .   1  mo L 围 内 , 统检 测 光 强 与 A P浓 度 之 间 线 性 关 系 良好 , 关 系 数 R=0 93 对 碱 性 磷 酸 酶  0 l 范 / 系 T 相 .8  2; (L ) A P 化学发光体系进行测试 , A P浓度 为 2 5 X 0 一 1  m LL范 围内 , 在 L .  1  5× 0 o/ 系统 检测光 强与 A J I  P 浓度之 间线性关系 良好 , 相关系数 R=0 98 。该检测 系统小型便携 , .9 2 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 。   关键词 :光子计 数 ; 现场可编程门阵列 ;生物传感器 ;生物发光 ;化学发光  中 图分 类 号 :T  9 . ;H 6 1 9 P34 1T  9 .  文 献 标 识 码 :A   文 章 编 号 :10 -7 7 2 1 ) 202 -3 0 09 8 (0 1 0 -0 00  - D e eo m e to     o o c un i   e e tn   y t m   t   v lp n   fa ph t n— o tng d t c i g s se wih hi h pr cso   a e   n FPG A g   e ii n b s d o   。‘   A  WANG Mi i  ,L U J n to '   — a, x   I  u .   a  ,L U Ru pn   ,L U Xioh n   ,C   nxa, I   — ig ’   I   a —o g ,   AIXi—i    。 ( . t t Ke   a o a o yo   rn d c rT c n lg , si t o   l t nc , hn s   c d my o  1 Sae yL b r tr   f a s u e  eh oo y I tu e f e r is C i eeA a e   f   T n t   E co S in

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