多通道抗凝血药物筛选检测仪的研制

实验证明，光敏二极管的反向电流在一定范围内与LED上的加载电压存在正比的函数关系，如图2所示。这是因为LED正常发光过程中，LED加载电压与输出光强存在正比关系；光敏二极管的反向电流与其吸收光强也存在正比的函数关系。根据这一点我们可以做如下推断：

假设通过光敏二极管的吸收光强为φ，则

I=-Is=Cφ+m≈Cφ

其中，C与m为仅随温度而变化的因子，m≈0。

与光敏二极管串联的电阻R两端电压V=IR=CφR，并有：φ=φ0+Δφ，V=V0+ΔV,V0=CRφ0, ΔV=CRΔφ。其中，V0和φ0为凝血反应开始之前R电阻两端的电压与光敏二极管的吸收光强。

在凝血反应开始之后的某一时刻，吸收光强为φ=φ0(1-ε)，ε为某一时刻光强变化的百分比，则Δφ=φ-φΔ0=-εφ0,所以

ΔV=-εCφ0R=-εV0 ΔV/V0=-ε

可以看到，电阻R两端的电压变化仅与ε和V0有关。ε对于固定时刻和固定的反应体系来说是不变的，因此，ΔV仅与V0有关。也就是说，在某一确定的时刻，信号电压变化的百分比只与反应体系有关。根据这个结论，我们只要通过选择合适的元器件并加以调节，提高初始输入电压V0，就可保证ΔV足够大。

    在设计过程中，我们选择光强高、波长适宜、直径为5mm的蓝色高亮发光二极管阵列作为光源，并连接可调节电源来同时控制所有发光二极管的亮度；选择相应的直径为5mm的光敏二极管阵列作为检测元件，串连50k电位器用于逐个调节每个二极管的初始输出电压，消除每对发光二极管和光敏二极管之间存在的个体差异；最后选择高精度A/D转换器来采集数据。实验测量显示，当溶液总体积不低于60μl时，采用16位的A/D转换器便可满足测量精度的要求。

图3与基本结构的原理图。整个仪器以Atmel公司的AT89C52（以下称间C52）单片机为核心实现数据采集和控制，配合电-光-电转换电路的A/D转换器（ADC）等来检测样品的透光率及其变化。A/D转换器采用Analog Devices公司的16位ADC——AD7660，仪器分辨率达到2 16，大致相当于一个4位半万用表的精度；ADC的量程是0～2.5V。

单片机设置完成D/A转换器（MAX7224KCWN，8-bitDAC，Maxim Integrated Products）后，光敏二极管串联电位器上的电压数据通过多路模拟开关（MAX306CWI，16-Channel,Maxim Integrated Products）选择后送到ADC进行模数转换，转换后的数据被C52读取。C52发出的数据再经MAXRS232（MAXRS232CWE，Maxim Integrated Products）进行电平转换，通过串口传入计算机。

2.4 软件设计

编程采用微软公司的Microsoft Visual Basic 6.0，功能实现包括以下四个主要部分：

（1）串口测试 使用前对连接串口进行测试，工作正常则数据码管显示闪烁0。

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