TELKOM NIKA , Vol.13, No .3, Septembe r 2015, pp. 7 94~805   ISSN: 1693-6 930,  accredited  A  by DIKTI, De cree No: 58/DIK T I/Kep/2013   DOI :  10.12928/TELKOMNIKA.v13i3.1808    794      Re cei v ed Ap ril 3, 2015; Re vised Ma y 28 , 2015; Accep t ed Jun e  14, 2015   Scanning-fluorescence Reader Based on Embedded  System      Zhonglong Z h ao 1 , Xiaoping Min* 1,2 , S h engxiang Ge 2 , Ningshao  Xia 2   1 Departme n t of Computer Sci ence, Xiam en Univers i t y ,   Xi ame n  36 100 5, Chin a   2 Nation al Institute of Diag nost i cs and Vacc in e Deve lopm ent  in Infectious D i seas es, Xi ame n  Univ ersit y ,  Xi ame n  36 100 5, Chin a   *Corres p o ndi n g  author, e-ma i l : mxp@ xm u.e du.cn       A b st r a ct   T o  measur e t he co nce n trati on of  C-reacti ve  prot ein ( C RP) in s e ru m,  a p o rtabl e, s c ann ing- fluoresc ence  r ead er b a sed  on ti me-res o lve d  flu o roi m mu no assays  w a s deve l op e d . T he sca nn ing- fluoresc ence  r ead er i n tegr ates w i th the  A D 77 07 c onv erter, w h ich  perf o rms  at a  hi g h  acc u racy. T he  photos ens itive  diod e acts as the phot o e le ctric conversi o n  devic e, an  optica l  modu le  based o n  opt ica l   fibers, w h ich is  able to co nce n trate the excit a tion l i g h t from an LED i n to a  line-s h a pe b e a m , w a s desig n e d   to  se nd an d re ce i v e th e op ti ca l si gn a l . Th e d e vi ce  su b s eq uen tl y ad d r e sse s  wa ve fo rm d a t a u s in g a   g r ad i e n t ,  smo o thi ng, a n d  bi nari z at io n  meth od. W h e n  the dev ice  measur es the  C R P fluor escen c e test strip, the   results ex hi bite d a  go od  lin ea rity (0.99 998)   and  the  CVs ( c oefficie n t of v a riati on) w e re   bel ow  5%, w h i c h  indic a te hi gh a ccuracy. At the same ti me  th e  system is low  cost and s m al l si z e .     Ke y w ords :   fluoresc ence test strip, tim e -resolved  fluor oimm unoass a y ,  em bedded system ,  scanning- fluoresc ence r ead er     Copy right  ©  2015 Un ive r sita s Ah mad  Dah l an . All rig h t s r ese rved .       1. Introduc tion  At pre s ent, a   promi nent fe a t ure of In  Vitro  Di agno si s i s  its tend en cy of pola r ization. On e   scale of op e r ation i s  larg e automate d  instru ment s use d  in me dicin e ; the other i s  miniat ure  POCT (p oint -of-care testi ng) devi c e s . POCT  instruments a r e  conve n ient, fast and effici ent,  gainin g  incre a sin g  re cog n i t ion in the market [1-3].  Lateral flo w  strip dete c tio n  techn o logy  pl ays impo rtant roles in  healthcare,  dise ase  diagn osi s   an d di sea s e  p r e v ention [4]. T he first g ene ration late ral  flow-stri p  d e te ction te ch nol ogy  coul d only a c hieve q ualit ative detecti on; the  se cond ge neration reali z e d  semi -qu antita t ive   detectio n  usi ng a dete c to r; the third g enerati on  co uld dete c t q uantitatively,  prod uci ng m o re   accurate information and p e rform ed reli ably durin g cli n ical di agno si s.  Lateral  flow  strip ma rkers  mainly in clud e colloid  gold ,  particulate  carbo n , latex p a rticle s,   magneti c  pa rticle s, and fluo resce n t parti cles. With  the  developm ent of lateral flow-stri p  dete c tio n   techn o logy, tech niqu es to  analyze re sults also  d e velope d from qualitative de tection ba sed  on  image p r o c e s sing to qu anti t ative detection ba sed o n  fluore s cen c e  monitori ng an d pro c e ssi ng  [5,  6]. Becau s e  of the more  pre c ise con c entration i n fo rmation  and  more  accu rat e  and  relia bl e   evaluation  ba sis for cli n ical  diag no sis,  q uantitativ e de tecting i n st ru ments with  flu o re scent l a teral- flow strip s  are becoming  an importa nt POCT dete c tion platform in many cou n tries. A few of  quantitative immuno assay  detection me thods h a ve  been re porte d [7-9]. For exa m ple, Li and  et  al. have d e scribed 2-D o p tical  scan  syst em to  q uantif y and im age  up  conve r ting  pho sph o r (UCP)  particl es and haveutilized this system  to develop an IFN- γ  imm unoa ssay wit h  UCP lab e l s .  A  1.2W 9 80nm  fiber-co uple d  laser di od e wa s u s ed  to excite the UCP pa rticles th rou g h  a   transpa rent  microfluidi c  chip cover, a n d  a ph otomul tiplier (PM T )  wa s u s ed fo r detectio n . T he  scann er take s 8 minute s  to finish 2-D strip sc anni ng  in both X and  Y direction s   [7]. Yan and et  al. have deve l oped a bi ose n so r u s ed for quantitative  detectio n  of Yersi n ia pe st  is based on  LF  immuno assa y with a  com p licate d  a nd  bulky  optical  module, whi c h  al so  i n cl ud es an  i n fra r e d   (I R)  lase r and a p hotomultiplie r (PMT), wa s  built with co n s ide r ably hig h  co st and large si ze [8].  In This  pap er, a scanni ng-fluore s cen c e  read er  syste m   wa s  d e veloped. Combi n ing wit h   time resolved  fluoroimm un oassay techn o logy for biol ogical mea s u r eme n ts, the s e ARM-b a sed   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
TELKOM NIKA   ISSN:  1693-6 9 30       Scanni ng -fluo r esce nce Re ader Ba se d o n  Em bedded  System  (Zho nglon g  Zhao )  795 device s  u s in g AD77 07 a nalog -digital  conve r te r  chi p s to conve r t the fluore s cen c e si gn al  captured by the high light -sensitive tube into  a  digital signal. A custom  illumi nation module  was  built to fo cu s  the ultraviolet  LED light i n to a   line - shap e excitatio n  b e am. Strip  scannin g   wa s d o n e   by controllin g a line a r  stage a c tuate d  by a  ste p - motor with  high resoluti on. Wh en t h e   fluore s cen c e  intensity wa s colle cted, an  algorithm   wa s de sign ed to  pro c e ss the  test data. Th e   results of ex perim ents  sh ow that scan ning-f lu orescence rea d e r s have advant a ge s of a high  detectio n  sp e ed, high repe atability,  and good lin earity ,  at the same  ti me the syst em is lo we r cost  and sm alle r size.       2. Biological Method s   2.1. Fluoresc ence Immun o assay   CRP from h u man  pla s m a  wa s  used  as a n  imm u n o gen fo r the  pro d u c tion  of mou s e   mono clon al antibody (m Ab).  Imm uni zation s, cell  fusion, and  scree n ing   of   hybri d oma  cell s  prod uci ng ant i-CRP-mAb  were cond ucte d ac cording t o  a stand ard  method [10 - 1 4 ].  To lab e l the  anti-CRP-mAb with a  fluoresce nt p a rti c l e , the EDC  method  wa s  use d . A  spe c ime n  wa s ad ded to th e dete c tor  bu ffer at 100 ti mes  dilution,  and the  sp eci m en  was loa ded   into the sam p le well o n  the ca rtrid ge. After 20  min incu bation, th e cart ridg e was in serte d  a nd  scann ed with  the scanni ng-fluore s cen c e  read er.   A spe c ime n   wa s ad ded t o  the dete c to r buffer at 10 0 times  diluti on, and th e  specim en  wa s load ed i n to the sam p le well on th e ca rtridg e. After 20 min incu bation, th e ca rtridg e was  inse rted an d scann ed with  the scanni ng-fluore s cen c e  read er.     2.2. Time-res olv e d Fluoroimmunoassa y   Several fluorescen c e imm unoa ssay technolo g ies a r e  available on  the market: enzym e   immuno assa y, chemilumi ne sce n ce i mmuno assay ,  and time-resolve d  fluoroimmun o a s say.  Time-re s olve d fluoroimm u noa ssay is a  biologica l d e tection te ch nology which  is use d  by the   scanni ng-flu o r esce nce re a der.   Gene ral fluo resce n t markers have  short fl uorescence lifetimes, but a few of the  lanthani de el ements  (such as Eu, Tb,  Sm, and Dy ) displ a y a long-live d  fluore scen ce. T he  cha r a c teri stics of  the s e l a n t hanide  elem ents  are a s  f o llows: n o  int e rferen ce  occurs b e twe en t h e   exc i tation light and emitted light  bec a us e  of a large Stok es   s h ift; time-resolved  fluoroimm uno assay i s  hig h l y  sen s itivity beca u se the  spectrum  of th e excitation  li ght is  wid e , b u t  the spe c tru m  of the emitted light is narro w [15].  In time-resolved a  fluoroim m unoa ssay t e ch nolo g y, if we  delay th e  measurement  of the   fluore s cent m a rkers after e x cita tion, then the sen s itivity can be improved. Thi s  delay can al so  redu ce  the i n terferen ce fro m   ba ckgroun d fluoresce nce an d e nhan ce  the  stability  and  spe c ificit y.  Additionally, this te chni que  has a  wide r l i near ra nge,   and the  re ag ents h a ve a l onge r lifetime .   In   addition, tim e -resolved fl uoroi mmun o a s says h a ve  both hi gh er  sen s itivities a nd  ea sier   automation th an en zyme immuno assay s  and  chemil umine sce n ce immuno assays [16, 17].    2.2.Time-res olv e d fluoroimmunoassa y  The lateral flow strip  prin cip l e for the fluorometer i s  sh o w n in Figu re  1.          Figure 1. Strip detectio n  principl e of fluoromete r   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          ISSN: 16 93-6 930   TELKOM NIKA   Vol. 13, No. 3, September 20 15 :  794 – 805   796 To fix the  structure  of the  antigen -antib ody,  we  po st  a layer of  nitrocell u lo se m e mbran e   on the  su rface of the  strip .  The  fro n t o f  the stri p is  the co ntrol li ne, whi c h  is  con s tru c ted   by   coatin g goat anti-mo use a n tibodie s  and  monocl onal   antibodi es wi th fluoresce n t  micro s ph eres  on the surfa c e. Mono clon a l  antibodie s   can be  re cogni zed  by coatin g goat anti - m ouse antibo d i e s  automatically to form a  sta b le st ru cture.  Therefore, t he fluoresce nce inten s ity of the co ntrol li n e   is su bsta ntiall y fixed to perform qu ality control fun c tio n s.   The test lin e is con s tituted by co ati ng mono clonal antibo d ies an d n on-coatin g  mono clon al antibodi es. Unli ke  th e control  lin e, these a n tibodie s   are  not  re cog n ize d   automatically, but  both  may co mbin e  with an  antig en  to form  a  san d wi ch  co nst r u c tion  of  coati n g   mono clon al a n tibody + anti gen + mo no cl onal antibo d y. The more a n tigen s, the more fluo re scent  microspheres will be stably fix ed on the nitrocellul o se  memb rane, whi c h  can measure t he  antigen  de nsi t y by determi ning th e fluo rescen ce  inte nsity. The  st ructure  of  the  test strip use d   by  scanni ng-flu o r esce nce re a der is  sho w n i n  Figure 2.        Figure 2. Structure of the te st strip       The intern al stru cture of the  strip i s  sh own ab ove. The sa mple  pad (p art 1) i s  used for  loadin g  samp les. Th e conj ugate p ad (p art 2) i s  pl aced in ex ce ssi ve antibodi es and  compl e xes.   The lami nation layer  (part  4)  contains t w o lines: te st line (line 3)  with fixed sol ubility antibodies  and th e  cont rol line  (li ne  5 )   with q uantit ative antibo d i e s [1 8]. Figu re 3  shows a  numbe r  of ti me - resolved fluo rescen ce  stri p s  un de r ultra v iolet (UV )  lig ht, in whi c h t he inten s ity o f  the co ntrol li ne  is fixed whe r e a s the de nsit y of the test li ne increa se s  grad ually fro m  wea k  to strong.         Figure 3. Fluore s cent stri p  under ult r avi o let (UV) lig ht      3. Sy stem Design       In the scan n i ng-fluo re sce n ce  re ade r, t he processo r S3c244 0 i s  respon sibl e for all   module s  i n cl uding th e o p tical m odul e, motor  m odule, di gital - anal og  co n v ersio n  mo d u le,  perip he rals m odule, po we r module s , and  softwa r e de sign modul e.  S3C24 40 is  a powe r ful proce s sor h ad  been wi dely use d  in emb edde d syste m  [19-22].  In  o u r   s y s t em, a ll h a r d w a r e   w o rk  is  per fo r m ed   by th e S3c244 0 proce s sor. Fi rst, the pro c e ssor  controls the  motor to  start, accel e ration, re verse,  stop an d othe r operation s .  Then, S3 c24 4 0   determi ne s the batch nu m ber of the test strip th roug h a built-in scanne r. To en sure the pre c ise  positio ning of  the motor d u ring the m e asu r em ent, motor op erat es un der the  optoco uple r  state  judge  ci rcula r ly whe n   runn ing. Durin g  t he te st  st rip  that is  drive n  by the  moto r  controlled  b y   S3c24 40, the photodi ode s se nd the  real-time fluo rescen ce info rmation to th e analo g /digi t al  conve r ter m o dule for p r o c essing. Fin a ll y, all dat a are  pro c e s sed b y  the S3c244 0 pro c e s sor,  and  the final resul t s are di splay ed on th e screen. Th e ov e r all stru cture of  the  inst rum ent  is sho w n in   Figure 4.  In develo p ing  a  scanni ng-fl uore s cen c e  reade r, t he  co re fun c tion  m u st o b tain  sta b le a n d   accurate flu o rescen ce  info rmation  and  convert th e d a t a into  a di gital si gnal  for p r ocessin g . Th e  entire  pro c e s sing i n volved  inclu d e s  the  optoc oupl er,  steppi ng m o tor, LED l a m p , AD77 07, a nd  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
TELKOM NIKA   ISSN:  1693-6 930       Scanni ng -fluo r esce nce Re ader Ba se d o n  Em bedded  System  (Zho nglon g Zhao )  797 other  sp ecifi c  h a rd wa re.  The flo w -ch a t of the d e t ailed dete c ti on me ch ani sm is  sh own  in     Figure 5.          Figure 4. Overall struct u r e  of the instrum ent        Figure 5. Flow-chat of the  detectio n       Difficulty re mains in  ho w to  ca pture the i n formation, tra n s mit the  flu o re scen ce  informatio n, and tran sform the captu r e d  analo g  sig nal  into a digital sign al that ca n be processe d   by the S3c24 40 processo r. Ther efo r e, we sele cted  a high-se nsit ivity photose n sit i ve tube and   a   glass fiber to  address the p r oble m .    3.1. Optical Module   The  optical   module  is th e core  mo dul e of a  sca nni ng-fluo re scen ce  rea d e r ; th e opti c al  module  controls the inst ru mental sig nal s and dete r m i nes the final  result s. An unsta ble opti c al  module  will cause large di fferences  am ong in stru m e nts and  re stri cts the  a c cu racy, se nsitivity  and othe r ke y prope rties.  Therefo r e,  whe n  we  d e s ign a n  optical module, th e stability of the   excitation li gh t sou r ce  sh ou ld be  imp r ove d , and  the  attenuatio n  rate  of the  excitat i on lig ht  shou ld   be  redu ced. Hen c e, we selecte d   a  hi g h -sen si tivity photo s en sitive tube  and  glass fibe r.  The  detail of optical module i s  as sho w n in  Figure 6.  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          ISSN: 16 93-6 930   TELKOM NIKA   Vol. 13, No. 3, September 20 15 :  794 – 805   798     Figure 6. De sign of the optical mod u le           Figure 6  sho w s th at light  sou r ce 1 i s   resp on sible fo r the g ene rat i on of the  ultraviolet   light. Filter  3  filters the e m itted light.  Light d e tecti on u n it 2  re ceives th e flu o re scen ce  si gnal  reflecte d by fluore s cen c e  strip 7. Filter 4 filters  the received optical  sign al in which the shap e of  the optical fib e r ap pea rs  as a 'Y'.  This  sh ape of the o p tical fibe r is  re spo n si ble for  conve r ting a n d   transmitting the light sig nal . The det ail is as sh own in Figure 7.          Figure 7. Cro s s-sectio n of the optical fib e r          From Fi gure  7, the left masking a p e r tu re 2  con nect s  to the LET  lights to tran smit the  ultraviolet ligh t  emitted by  the LED lamp.  At  the ri ght most part, cyl i ndri c al light is tran sform e d  to   strip li ght (wit h the le ngth  equali ng the   width  of the  strip test li ne)  and i rra diate d  to the te st  strip  throug h the ri ght masking  apertu re 2.       Und e r the i r radiatio n of ultraviolet lig h t, the fluorescent pa rticles on th e strip will   fluore s ce; rig h t maskin g a pertu re  1  will  tran smit this fluore s ce to  the left ma sking  ape rture  1.   The light-se n s itive tube wil l  t hen receive  this fluore s cence.  A sca nning -fl uore s cen c e  reade r usi ng  ODA-6W B - 50 0M photodi o de as o p tical  receiver  module i s  a light-sen sitive photo re si stor. Ther efore, photodio d e s  can ch ange th e curre n t in the   circuit sen s itively by judging the inten s ity diffe ren c es of the lig ht, thus dete c ting the lig ht  intensity. An amplificatio n circuit in the light-sen sitive tube amplifies the re ceive d  optical si gn al.  Therefore,  the  sen s itivity of  dete c tion in crea se s, captu r in g wea k  sig nal s.  Th e re ce ived  fluore s cent would be p r o c essed by the  light-s e n sitiv e  tube and t hen tran smitt ed to AD770 7   (anal og to dig i tal conversio n  chip ) to perf o rm the next step.     3.2. Digital-a n alog Conv ersion Modul e      ADI's AD770 7 is a typical  16-bit  Σ - ∆  A DC  chi p . This chip m a y re ceive both a hi gh- a n d   low-l e vel si g nal from th e  sen s o r s  directly. AD7707  can  reg u late  from zero an d sp an throu gh  instru ction s , i n clu d ing  self -re gulatio n a nd sy ste m  regulatio n. When  data tra n sfers b e twe e n   AD770 7 a nd  MCU, th e  chi p s  ca n conn ect to  each o t her u s in g a  SPI serial  bu s inte rface. T h i s   con n e c tion g r eatly sim p lifies the  co mpl e xity of t he circuit inte rfa c e d e si gn. T he detail  of this  desi gn is a s  a s  sh own in Figure 8.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
TELKOM NIKA   ISSN:  1693-6 930       Scanni ng -fluo r esce nce Re ader Ba se d o n  Em bedded  System  (Zho nglon g Zhao )  799     Figure 8. AD7707 inte rface      The A D  conv ersi on  pro c e s s i s  a s  follo ws:  t he li ght-sensitive tub e   receives an d  amplifies  the fluore s ce nt sign al on t he st rip; the t ube tra n smits the sig nal to  AD770 7; the  chip tran smit s   the digital sig nal to the S3c2440 p r o c e s sor thro ugh th e SPI bus.      4. Data Pro c essing   The fluoresce nce d e tectio n  reage nts ha ve a te st and  control lin e containin g  fluoresce nt  particl es.  Thu s , the  dete c tion reag ent m a y emit fluo rescen ce  un d e r ult r aviolet  irra diation. Af ter  the test, the i n stru ment  ca n mea s u r e t w o fluo re sc e n ce  pea ks, reco rd the  are a  ratio of the  two   waveforms, a nd use a sta ndard test st rip to per fo rm  large  qua ntities of biol ogi cal experim ent s.  The followi ng  mathematica l  model is e s tablished:  "AT/ACrea gent concentratio n  of test". Finally,  this mathem a t ical model  ca n cal c ulate th e unk no wn concentratio n  of the detecti on rea gent.   For a  contin u ous m a thema t ical mod e l, we use  a de rivation and  an alyze the e q u a tion to  obtain the extreme p o ints o f  a curve.     Acco rdi ng to  this process, on ce  a   te s t  is   c o mple te d ,  we  ob ta in  12 00  fluore s cen c e   data p o ints (Origin  [12 00]) after  anal og  to digital  co n v ersio n . As  shown in  Fig u re 9,  we pe rform th e followin g  proce s sing.           Figure 9. Orig in data       For th e  colle cted  Origi n  [ 1200],  we p e r form  a g r adi ent (simila r t o  de rivation)  to obtain  the Gra d ient [1200]. The d e tails of this  p r ocess a r e a s  as sh own in Figure 10.       Figure 10. Pri n cipl e of deri v ation  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          ISSN: 16 93-6 930   TELKOM NIKA   Vol. 13, No. 3, September 20 15 :  794 – 805   800 Whe r e , , , are a d j a ce nt points,  and  ∆x 1 , ∆ y  , ′ ∆ / ∆   The Gradie n t [1200] after the gra d ient  is as as  sho w n  in Figure 11.           Figure 11. Gradient data           From   Figu re 11,  num erou s sa wtooth p a tte rns a r e  n o ted in  the  g r adie n t data.  The s e  pattern s are  not  suitable   for analysi s   a nd  p r o c e ssi n g .  The r efo r e, we mu st  pe rform a smo o thing   operation for the Gra d ient  [1200]. This pro c e ss  o b tains 5  point s close to the  current p o int  on  each  side  (1 1 in total )  an d u s e s  the  a v erage  value  of these p o i n ts a s  the  n e w valu e of t he  c u rrent point.         , 5  1195     ⋯    ,          ( 1 )     Gradi ent [120 0] after the smoothing o p e r ation a r e a s  as sho w n in  Figure 12.           Figure 12. Da ta after the smoothing o p e r ation       Theo retically, the poi nt wi th its de rivation eq ualin g  0 is th e extreme p o int. F o r the   gradi ent of  discrete  poi n t s, however,  Smooth[120 0] ≠ 0 i s  po ssible. The r efo r e, we ne ed  a  binari z atio n o peratio n. Let the  thre shol d be X, then we  have:          1,   0,    1,                ( 2 )     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
TELKOM NIKA   ISSN:  1693-6 930       Scanni ng -fluo r esce nce Re ader Ba se d o n  Em bedded  System  (Zho nglon g Zhao )  801 The Final data [ 1200] after the bina rizatio n  operation a r e as a s   sho w n in Figu re  13.          Figure 13. Final data after  binari z atio n       From Fig u re  13, we obtai n  the attr ibutes of the two peaks cle a rly:    Cre s t:  1     1 0          ( 3 )     Start point:   0   1 1        ( 4 )     End point:   1  1 0        ( 5 )     Width:  _   _            ( 6 )     Area:   1                  ( 7 )         The im prove d  alg o rithm  is obtain ed  by  comp ari ng Fi gure  9  and  Fi gure  13,  Equ a tion  (3 )  s h ows  that c r es t is  loc a ted  to the left of  the actu al po sition. Assum e  the following:     Point X1:  0    1 1   Point X2:   1  1 0         The cre s t mu st be located  in the rang e o f  , , and the cre s t is the maxi mum value in   betwe en this i n tervals. Th u s , the crest is:   ,⋯,  ,  9   The  gra d ient,  sm oothing,  a nd bi nari z atio n op er atio ns  above  are  for the id eal  ca se. After  compl e ting th e instrume nt desi gn, difference am o ng instru ment s are  p o ssibl e  becau se  of  t h e   differen c e s  among   the mech ani cal pro c e ssi ng, hard w a r e ci rcuitry,  an d optical mod u l es.  Variation s  in the pro d u c tion  of test strips  may al so inf l uen ce t he de v i ces.  I n  act u al t e st s,  sev e ra l   small pe aks a ppea r. Therefore, a  thre sh old must be e s tabli s he d to filter the interferen ce p e a k s.      Figure 14. Re sult of pea k d e tection   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          ISSN: 16 93-6 930   TELKOM NIKA   Vol. 13, No. 3, September 20 15 :  794 – 805   802 As sho w n in  Figure 14, se arching in thi s  crest re sult ed in the values di splaye d in table  1.Both test peaks an d co n t rol pea ks h a v e been a c cu rately detecte d.      Table 1. Re sult of peak re cog n ition     Peak 1  Peak 2  Peak Start   202  706  Peak End  600  1029   Coordinate  421  859  Peak Value  4055.3   1910.6   Peak Area   657959   343575       5.Resul t s an d Analy s is   T h e  pr e v io us  wo rk   s u cc es s f u lly des ig n ed a  scan ning -fluorescen c e  re a der  and   compl e ted th e prep aratio n  of the hardware an d  software pro g ra mming. The followin g  se cti ons  will show  sev e ral important  test s of performance indicators.   The te st st rip  is a s  follo ws (Figure 15 ), fo r  which the  control li ne  (C  line) i s  th e go at anti- mouse p o lycl onal  antibodi es, the  test li ne (T lin e)  i s   the 7 D 9  antib ody (fo r   coati ng), the  sam p le   in the pad s is the 10 C5  antibody  (containin g  fluore s cent pa rticles, for m a rki n g ) , and  the  measured o b j ect i s  the  CRP (C-re a cti v e protei n) .  Whe n   serum  wa s  adde d, the effe ct of  the  absorb ent pa d, CRP, 10C5 antibody, and 7D9 a n ti b ody in the blood are com b ined a s  a st able  stru cture at the T line; the  105 C and  g oat anti-m o u s e polycl onal  ant ibody al so  bind s in a  stable   st ru ct ur e.         Figure 15. Te st strip       We obtai ned  the CRP con c entration in  the se rum by  using the  scannin g -fluo r e s cen c e  read er  be cau s e the  CRP concentratio n  i n  a he alth y body is lo w (<5 mg/L); h o wever, if the b ody  is infected by bacteria or t he ti ssue is i n jured, the co ncentration  will increase si gnificantly. Thus,   we can dete r mine the heal th of the blood. We used this  test stri p in all of the followin g tests; the   detailed te sts and data are  as follows.     5.1. Linear Relationship   Whe n  we used stand ard  strip s ,  fixed sample s of  kn own  con c entration  were di luted i n   different p r op ortion s an d th e fluore s cen c e inten s ity wa s kno w n. The  read er m e a s ured th e valu e  of the are a  o f  the control l i ne an d test l i ne an d dete r mined the li n ear  relatio n ship of the d a ta.  The data  covering the fixe d con c e n trati on sam p le a r e sho w n b e lo w (Ta b le 2):       Table 2. Fluo resce n ce inte nsity and AT/AC relatio n sh ip    No.  Fluorescence  intensity(a.u.)   AT AC  A T/AC   1 34.375   1969.20   97561.4   0.020   2 68.75   4662.80   99203.3   0.047   3 137.5   10699.9   92682.6   0.115   4 275  24025.7   106667   0.225   5 550  52429.5   101452   0.517   6 1100   106998   103624   1.033   7 2200   189900   90705   2.094   8 4400   399811   95550.3   4.184          Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
TELKOM NIKA   ISSN:  1693-6 930       Scanni ng -fluo r esce nce Re ader Ba se d o n  Em bedded  System  (Zho nglon g Zhao )  803 By adding  tre nd-lin es, fo rm ulas an d  co rrelati on  co efficient s in  excel, we  an alyzed the s e   data and o b ta ined fluorescence inten s ity AT/AC  linear relation ship a s  sh own in Figure 1 6 .          Figure 16. Fluore s cen c e i n tensity AT/AC linea r rel a tionship       Figure 16 sh ows that the linear relationshi p bet we en the fluore s cen c e inten s ity and   AT/AC is y = 0. 00 10x - 0 . 0 181 , the co rrelation  coeffici ent  2 R = 0 . 99 99 8 illustrating the excell ent   linear  rel a tion ship. T herefo r e, we can u s e thi s   line a r relation shi p   as the fo und ation for fu rther  measurement s of the test strip  with un kn own  con c e n trations.     5.2. Reading Repeatability      Dete cting th e  identi c al te st strip  multipl e   time s verifi es th e  stabili ty of the  sca nning - fluore s cen c e  read er. Figu re 17 displays  the results  fro m  7 repe ated  trials of the identical strip.           Figure 17. Re sults of  repea tability detection           Figure 17 di splay s  high repro d u c ibility.  A fine coincide nce wa s found amon g these   detectio n s. Among them, a small atten uation wa s  n o ted at the crest; enlarging  this portion  data  (from  370 to  470 (101 i n  total))  re sults i n  Figu re  1 8 . From Fi gure  18, the fluore s cen c e inte n s ity  of  ea ch  te st has  a slig ht attenuation. Whe n   ul traviolet excite s  a fluor esce nt su bsta nce, th e   fluore s cent substa nce ab sorb s en ergy,  jumping  from  the gro und  state to an e x cited state a n d   then ba ck to  grou nd  stat e throu gh  ra diation.  Whe n  excitation  stop s, fluore s cent oxidati on  grad ually we ake n s th e intensity of the mole cul a r fluorescen c e emi s sion.  Therefore,  the  deviation s in  Figure 1 8  a ppea red. By con d u c ting a  large nu mb er of experi m ental analy s e s ,  small attenu a t ion of fluorescen c e inte nsit y has no effe ct on the test results.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.