便携式色度吸收读数器通过时间分辨率传感扩展动态范围

科学领域:

• 生物分析化学 生物分析化学
• 光子学 是一个光子学.
• 医学诊断 医学诊断 医学诊断

背景情况:

• 颜值测量生物分析方法通常在高分析度下和,需要连续稀释.
• 传统的吸收率读数器对具有不同分析剂水平的样品具有动态范围的限制.

研究的目的:

• 开发一款便携式吸收率读数器,使用时间解析光子计数扩展动态范围.
• 为了克服生物分析试验中传统读数器的和限制.

主要方法:

• 使用单光子雪崩二极管 (SPAD) 阵列进行像素内时间分辨率光子计数.
• 采用基于生命周期的测量原理,从光子到达衰变常数 (τ) 导出吸收率.
• 将读器应用于B型流感核蛋白磁粒子免疫试验.

主要成果:

• 基于SPAD的阅读器表现出高达64 ng/mL的单调响应,明显超过商业光度仪的12.5 ng/mL和度.
• 实现了低检测值 (0.0034 ng/mL) 和定量值 (0.0949 ng/mL),变化系数<10%.
• 一个卷积神经网络从时间解析的光子数据中准确推断出分析物度 (R2 = 0.986).

结论:

• 基于SPAD的阅读器扩展了可用的吸收范围,并保持了灵敏度,性能优于商业设备.
• 时间解析光子计数方法允许物理建模和数据驱动推理进行准确的量化.
• 这项技术为高性能,便携式诊断解决方案提供了一条途径.