[发明专利]一种TDI-CMOS荧光检测仪器扫描速度失配的补偿方法

说明书

本发明提供一种TDI‑CMOS荧光检测仪器扫描速度失配的补偿方法，包括：在生物芯片上设定一定长度的校准线，通过判断扫描到的校准线图像的长度来判断TDI‑CMOS荧光检测仪器扫描速度是否失配，并据此调整扫描速度，使得TDI‑CMOS荧光检测仪器的工作时序与扫描速度扫描幅度严格配合。本发明的TDI‑CMOS荧光检测仪器扫描速度失配的补偿方法可高效地检测生物芯片中的微弱荧光信号并形成高分辨率的图像，促进生物研究的发展。

技术领域

本发明涉及图像采集领域，特别是涉及一种TDI-CMOS荧光检测仪器扫描速度失配的补偿方法。

背景技术

癌症是人类生命健康的最主要威胁。现每年全球有超过1200万人被确诊为癌症，平均每8个死亡病例中就有1人死于癌症。miRNA是在真核生物中发现的一类内源性的非编码小分子RNA(Ribonucleic Acid，核糖核酸)，调节了人类30％基因功能。成熟的miRNA是平均长度为19-24核苷酸(nt)的单链RNA，其主要功能是在转录后水平调控基因表达，参与了一系列生命活动，包括细胞增殖及凋亡、器官形成、造血过程、发育进程等，与肿瘤的发生、诊断、治疗和预后等有着密切关系。

生物芯片技术采用微量点样等方法，将大量生物大分子有序地固化于支持物(如玻片)的表面，组成密集二维分子排列，然后与已标记的待测生物样品中靶分子杂交，通过荧光信息对杂交信号的强度进行快速、高通量、高效地检测分析，从而判断样品中靶分子的数量，是融微电子学、生物学、物理学、化学、计算机科学为一体的高度交叉的新技术。目前临床已应用于感染性疾病、遗传性疾病和肿瘤等疾病的诊断。然而，目前生物芯片技术仍然面临检测效率低，特异性差，灵敏度不高的问题。其中一个关键的技术瓶颈是：如何高效地检测生物芯片中的微弱荧光信号并形成高分辨率的图像。

目前常用的检测生物芯片中微弱荧光信号的方法为时间延迟积分技术(TDI，TimeDelay and Integration)，时间延迟积分技术是一种有效拓展CMOS图像传感器积分时间从而提高探测系统信噪比和灵敏度的方法。时间延迟积分型图像传感器的工作原理如图1所示，在成像过程中目标物与图像传感器保持相对运动关系，在第一个积分周期内，目标物在图像传感器某行曝光后读出的光生电荷并不直接读出，而是存储在模拟累加器的采样电容中；在第二个积分周期内，目标物恰好移动到图像传感器下一行象元，再次曝光后得到的光生电荷也会存储在模拟累加器的采样电容中。如此重复直到第N行后，将N次曝光得到的总电荷信号电平，由于对曝光结果的累加过程中，信号是以电压幅度的形式进行叠加，而噪声是以功率的形式进行叠加，也就是说噪声的电压幅度是按照均方根的方式进行相加的，直观上的理解就是信号的能量增长速度大于噪声的能量增长速度，因此随着累加光生信号的次数的增加，系统的信噪比、动态范围和灵敏度等性能也会有很大幅度的改善。因此，时间延迟积分技术可以在保证系统高分辨率的同时增加CMOS图像传感器荧光检测仪的有效积分时间，使系统性能得到改善。

TDI-CMOS图像传感器在工作过程中涉及到扫描，因此其工作时序必须与扫描速度扫描幅度严格配合，如果发生速度失配则会出现扫描图像模糊的现象，如图2所示。

因此，如何解决TDI-CMOS荧光检测仪器扫描速度失配的问题，高效地检测生物芯片中的微弱荧光信号并形成高分辨率的图像，促进生物研究的发展已成为本领域技术人员亟待解决的问题之一。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种TDI-CMOS荧光检测仪器扫描速度失配的补偿方法，用于解决现有技术中TDI-CMOS荧光检测仪器扫描速度失配引起的图像模糊等问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种TDI-CMOS荧光检测仪器扫描速度失配的补偿方法，所述TDI-CMOS荧光检测仪器扫描速度失配的补偿方法至少包括：

步骤S1：在标定的生物芯片上设定校准线，所述校准线的长度设定为第一数量个像素的长度，其中，所述第一数量为正整数；