[发明专利]一种尿碘定量检测装置及方法

说明书

本发明公开了一种尿碘定量检测装置及方法，属于定量检测领域，是一种利用颜色识别技术对反应溶液进行颜色识别，并确定待测尿碘浓度的仪器装置。本发明由LED光源模块、颜色传感器、通讯模块、步进电机、测温模块、微处理器等主要部分构成。针对传统大型检测仪器价格昂贵，操作复杂的弊端，开发了一种操作简单、成本低廉、自动化程度高的检测装置。本发明通过对尿液中碘离子浓度的定量检测，实现了对甲状腺类疾病的初筛，适合在缺碘严重的基层和经济不发达地区推广应用。

技术领域

本发明属于医疗检测仪器领域，涉及一种利用颜色识别技术对尿液中碘离子浓度的定量检测，并将其浓度与正常人体浓度进行对比，实现甲状腺类疾病的初筛。

背景技术

碘是人体必需的微量元素，是合成甲状腺激素必不可少的重要原料，在维持机体健康的过程中发挥着重要的作用，人体内碘过量或不足会影响甲状腺激素的分泌。儿童如果体内缺碘，则可出现体格发育迟缓、精神功能受损等问题；孕妇如果体内缺碘，则可导致胎儿和婴幼儿的脑损伤，造成不可逆转的智力低下和精神运动功能障碍，表现为呆、傻、聋哑、瘫、和抽象思维能力差的缺陷。

传统的尿液中碘离子的检测方法为砷铈催化分光光度法（国家标准WS/T 107.1-2016），其原理是尿样经过硫酸铵在100℃消解后，利用碘对砷铈氧化还原反应的催化作用，反应中黄色的Ce⁴⁺被还原成无色的Ce³⁺，控制溶液温度和时间，待吸光度达到0.15-0.18时，测定体系中剩余的Ce⁴⁺吸光值，利用碘的质量浓度与相应测得的吸光度的对数值成线性关系计算出碘含量。该方法需要控制溶液温度和时间，反应溶液吸光度达到0.15-0.18与温度有关，需要使用恒温水浴箱控温或者使用温度计监测当前室温；使用的仪器为紫外-可将光分光光度计，检测多个样品时需要手动更换样品，并且仪器操作复杂、价格昂贵且不便携带，不适合在碘缺严重的基层和经济不发达地区推广应用。

颜色传感器是一种小型的数字传感器，将红、绿、蓝分量的光转化为一定频率脉冲信号，不需要A/D转换器和阻抗放大器，可以直接测得待测物的RGB颜色信息，在比色分析中有着广泛的应用。如Camilo等人利用颜色传感器制备了一个简易的光度计，通过由纳米金颗粒的聚集造成的从蓝到红的颜色变化，来定量检测水中Pb²⁺的浓度（de Morais C L M,Carvalho J C, Sant'Anna C, et al. A low-cost microcontrolled photometer withone color recognition sensor for selective detection of Pb ²⁺ using goldnanoparticles[J]. Analytical Methods, 2015, 7(18): 7917-7922）。除此之外，Liu等人利用两个颜色传感器来检测尿液试纸条的颜色信息，半定量检测尿液中各待测组分的浓度（Liu G, Hu N, Ma Z, et al. A portable analyzer based on a novel opticalstructure for urine dry-chemistry analysis[J]. Journal of Instrumentation,2018, 13(07): T07002）。

发明内容

本发明主要针对传统尿碘检测方法的弊端，提供一种精准的、自动化程度高的颜色识别装置，并提供建立颜色与尿碘浓度定量关系的方法。