本发明涉及生物检测领域，具体涉及到一种多通道自动化生物检测仪和生物检测方法。
背景技术：
1、在传染性疾病防治过程中，各种病原微生物的快速检测起到至关重要的作用。因此，可以快速准确检测出环境中的病原微生物对于疾病的预防和控制非常重要。
2、对于病原微生物的检测，需要在待测样本中快速准确地测定目标分子(如蛋白质、抗体以及小分子等)的有无以及具体的浓度。对这些分子的准确高灵敏检测可帮助我们及时判定生命系统的生理状态，实现对疾病的精准检测和动态监控，从而为疾病的预防、诊断、治疗以及预后提供关键的参考数据。常规生物检测方法包括培养、免疫学和核酸检测方法。常规生物检测方法灵敏度高，检测结果更精准，但是耗时时间长，且需要专业人员操作。而在检验和检测时所使用的则往往是复杂样本，且需要在短时间内完成大量样本的分析，比如临床血样，因此要求检测体系有较强的抗干扰能力以及高通量分析能力。随着核酸检测技术的大规模应用和普及，高通量核酸检测已较成熟。但核酸检测往往只能证明病原体核酸的存在，而无法表明病原体是否存在活性，因此往往需要与免疫类检测技术相互印证，互为补充。
3、基于免疫/生物分子相互作用原理的生物传感器技术，具有成本低、准确性高、特异性好等优点，近年来成为研究热点。其中场效应晶体管(field effect transistor，fet)生物传感器易于集成、检测速度快、灵敏度高，与纳米材料结合可进一步提高检测灵敏度。此外，表面等离子体共振(surface plasmon resonance，spr)、生物膜干涉技术(biolayerinterferometry)等也被用于生物检测，并进一步发展为生物分子相互作用分析仪。这些测定往往需要先在固相检测单元上固定与待测分子有特异性结合的抗体或者蛋白质，然后测定固定的分子对待测分子的捕获，本质上，这一类的生物传感技术/生物分子相互作用分析技术基础原理都是生物分子之间的相互作用，利用这种独特的作用来进行生物物质检测，或者通过传感器来测定生物分子间相互作用的参数，并开发为相应的仪器。
4、基于场效应晶体管(field effect transistor，fet)技术，研发低成本、快速检测、系统操作简单的生物分子间相互作用检测仪，可有效实现生物检测的功能，并实现对生物分子相互作用的快速、高灵敏测定，相比现有分子互作用分析仪，检测灵敏度高、操作简单、使用方便。
技术实现思路
1、本发明主要解决如何基于场效应晶体管(field effect transistor，fet)技术，研发低成本，快速检测，系统操作简单的生物分子间相互作用检测仪的问题，本发明公开了一种多通道自动化生物检测仪和生物检测方法。
2、本技术实施例第一方面，公开了一种多通道自动化生物检测仪，包括：多通道前置传感器模块、检测模块、控制模块和上位机模块；
3、所述多通道前置传感器模块，安装于所述检测模块上，用于对待检测液体进行检测处理，得到弱生物信号；
4、所述检测模块，与控制模块和上位机模块连接，用于对所述弱生物信号进行放大和量化处理，得到检测信号；
5、所述控制模块，用于对所述检测模块进行移动控制处理；
6、所述上位机模块，用于对检测信号进行检测处理，得到检测结果信息。
7、所述多通道前置传感器模块，包括印刷电路板和若干个场效应晶体管传感器；印刷电路板包括若干个梳状凸出部和一个金手指接口板，每个梳状凸出部包括四个用于焊接的焊盘；所述场效应晶体管传感器，焊接于焊盘上；所述金手指接口板，用于采集得到场效应晶体管传感器采集的弱生物信号，将所述弱生物信号发送至检测模块。
8、所述检测模块，包括若干个信号放大转换子模块和一个数据采集子模块；所述信号放大转换子模块的数量，与所述场效应晶体管传感器的数量相同；所有信号放大转换子模块的输出端，作为数据采集子模块的输入端；
9、所述数据采集子模块，用于对多路输入信号进行汇聚和模数转换处理，得到检测信号；
10、所述信号放大转换子模块，包括：前置放大子模块、后置放大子模块、输出偏置子模块；
11、所述前置放大子模块，用于对所述弱生物信号进行前置放大；所述后置放大子模块，与所述前置放大子模块和输出电压偏置子模块连接，用于对其输入信号进行后置放大；所述输出偏置子模块，用于对其输入信号进行偏置校正处理；
12、所述控制模块，包括导轨子模块、电机子模块、光电传感器定位子模块；
13、所述导轨子模块，包括x轴导轨、y轴导轨和z轴导轨，x轴导轨、y轴导轨、z轴导轨两两互相垂直；所述三个导轨中的两个设置于水平面，第三个导轨设置于与水平面垂直方向；每个导轨上均设置有移动部，移动部可在导轨上沿导轨移动；
14、设置x轴导轨、y轴导轨和z轴导轨中的一个导轨为检测导轨，设置另外两个导轨分别为第一导轨和第二导轨；所述检测导轨的移动部上设置有多通道前置传感器模块；所述检测导轨安装于第一导轨的移动部上，所述第一导轨的移动部安装于第二导轨的移动部上；
15、所述电机子模块，包括水平电机和垂直电机；所述水平电机，用于根据上位机的控制指令，驱动水平面两个导轨的移动部沿着对应导轨进行移动，和对水平面两个导轨移动部进行刹车处理；所述垂直电机，用于根据上位机的控制指令，驱动垂直导轨的移动部沿着对应导轨进行移动，和对垂直导轨的移动部进行刹车处理；
16、所述光电传感器定位子模块，用于确定移动部的位置，每个导轨上设置3个光电传感器；对于每个导轨，其3个光电传感器的位置，设置为移动范围起始位置、移动目标位置、移动范围终止位置；所述移动范围起始位置、移动目标位置、移动范围终止位置，根据导轨最大移动范围和盛有待检测液体的容器位置和长宽值确定；
17、所述光电传感器，用于对其接收光强进行检测，当所述接收光强小于设定值时，表明移动部到达相应位置，上位机模块向电机子模块输出停止运动信号，从而确保移动部上的多通道前置传感器模块能够准确到达所需位置。
18、所述上位机模块，用于发出移动指令，控制水平电机和垂直电机进行移动；接收每个导轨上的光电传感器的停止运动信号，向对应导轨上的电机，发出停止移动信号；接收得到检测信号，对所述检测信号进行分析处理。
19、所述对所述检测信号进行检测处理，得到检测结果信息，包括：
20、利用同一待检测液的所有时刻的检测信号，构建得到检测信号矩阵；所述检测信号矩阵的行向量，为若干时刻的检测信号；
21、获取得到待检分子的标准检测矩阵；所述标准检测矩阵的行向量，为含有待检分子的检测液的若干个历史检测信号；所述标准检测矩阵和检测信号矩阵的维度相同；
22、对所述标准检测矩阵和检测信号矩阵进行差异评估处理，得到检测结果信息；所述检测结果信息，用于表征所述待检测液中是否包含待检分子。
23、所述对所述标准检测矩阵和检测信号矩阵进行差异评估处理，得到检测结果信息，包括:
24、对所述标准检测矩阵和检测信号矩阵进行第一差异计算，得到第一差异向量；
25、所述第一差异计算，其计算表达式为：
26、
27、其中，a1ij为所述标准检测矩阵a1的第i行、第j列的元素，a2ij为检测信号矩阵a2的第i行、第j列的元素，pi为第一差异向量的第i个元素；
28、对第一差异向量进行归一化熵值计算处理，得到第一检测评估值；
29、所述归一化熵值计算处理，其计算表达式为：
30、
31、其中，为pi的归一化值，r为第一检测评估值；
32、对所述标准检测矩阵和检测信号矩阵进行第二差异计算，得到第二差异向量；
33、所述第二差异计算，其计算表达式为：
34、
35、其中，qi为第二差异向量的第i项；
36、确定第二差异向量的均值，为第二检测评估值；
37、对所述第一检测评估值和第二检测评估值进行加权求和处理，得到检测值；
38、判断所述检测值是否大于设定判断阈值，若大于设定判断阈值，确定检测结果信息为所述待检测液中包含待检分子；若不大于设定判断阈值，确定检测结果信息为所述待检测液中不包含待检分子。
39、本发明实施例第二方面，公开了一种多通道自动化生物检测方法，采用所述的多通道自动化生物检测仪来实现，包括：
40、s1，利用控制模块，对所述检测模块进行移动控制处理，使得所述多通道前置传感器模块浸入待检测液体；
41、s2，利用所述多通道前置传感器模块，对待检测液体进行检测处理，得到微弱生物信号；
42、s3，利用所述检测模块，对所述微弱生物信号进行放大和量化处理，得到检测信号；
43、s4，利用所述上位机模块，对检测信号进行检测处理，得到检测结果信息。
44、本发明实施例第三方面，公开了一种多通道自动化生物检测方法，采用所述的多通道自动化生物检测仪来实现，包括：
45、s1，针对预设的生物物质，设定对应的生物传感器和标准浓度溶液，将所述生物传感器，设置于所述多通道前置传感器模块上；
46、s2，利用所述多通道前置传感器模块，对标准浓度溶液进行检测处理，得到微弱生物信号；
47、s3，利用所述检测模块，对所述弱生物信号进行放大和量化处理，得到检测信号；
48、s4，利用所述上位机模块，对检测信号进行检测处理，得到检测结果信息；
49、s5，利用标准浓度溶液的浓度信息和对应的检测结果信息，建立浓度信号曲线；
50、s6，利用所述多通道自动化生物检测仪，对未知浓度的生物物质液体进行检测，得到检测结果信息；
51、s7，基于所述浓度信号曲线，确定出未知浓度的生物物质液体对应的检测结果信息对应的浓度信息；
52、s8，确定所述浓度信息，为所述未知浓度的生物物质液体的浓度结果；
53、所述利用标准浓度溶液的浓度信息和对应的检测结果信息，建立浓度信号曲线，是将标准浓度溶液的浓度信息作为自变量，将所述检测结果信息作为因变量，对自变量和因变量进行曲线拟合处理，得到浓度信号曲线。
54、本发明实施例第四方面，公开了一种多通道自动化生物检测方法，采用所述的多通道自动化生物检测仪来实现，包括：
55、在所述多通道前置传感器模块的场效应晶体管传感器上修饰第一生物分子；
56、利用第二生物分子制备成一定浓度的待测溶液；
57、利用多通道自动化生物检测仪对所述待测溶液进行检测处理，得到检测结果信息；
58、所述利用多通道自动化生物检测仪对所述待测溶液进行检测处理，得到检测结果信息，包括：
59、将所述场效应晶体管传感器浸没进入该溶液中，记录所述上位机模块得到的随时间的变化的电信号曲线，对所述电信号曲线进行分析处理，得到第二生物分子与第一生物分子的结合能力参数；
60、判断所述电信号曲线的时间变化率是否小于设定的阈值，若不小于，继续记录信号；若小于，将所述场效应晶体管传感器浸没到去离子水中，记录所述上位机模块得到的随时间的变化的电信号曲线，对所述电信号曲线进行分析处理，得到第二生物分子与第一生物分子的结合能力参数的解离能力参数；
61、对所述结合能力参数和解离能力参数进行分析，得到分子间相互作用的分析结果。
62、所述对检测信号进行检测处理，得到检测结果信息，包括：
63、利用同一待检测液的所有时刻的检测信号，构建得到检测信号矩阵；所述检测信号矩阵的行向量，为若干时刻的检测信号；
64、获取得到待检分子的标准检测矩阵；所述标准检测矩阵的行向量，为含有待检分子的检测液的若干个历史检测信号；所述标准检测矩阵和检测信号矩阵的维度相同；
65、对所述标准检测矩阵和检测信号矩阵进行差异评估处理，得到检测结果信息；所述检测结果信息，用于表征所述待检测液中是否包含待检分子。
66、本发明的有益效果为：
67、本发明主要解决了如何基于场效应晶体管(field effect transistor，fet)技术，研发低成本，快速检测，系统操作简单的生物分子间相互作用检测仪的问题。
1.一种多通道自动化生物检测仪，其特征在于，包括：多通道前置传感器模块、检测模块、控制模块和上位机模块；
2.如权利要求1所述的多通道自动化生物检测仪，其特征在于，所述多通道前置传感器模块，包括印刷电路板和若干个场效应晶体管传感器；印刷电路板包括若干个梳状凸出部和一个金手指接口板，每个梳状凸出部包括四个用于焊接的焊盘；所述场效应晶体管传感器，焊接于焊盘上；所述金手指接口板，用于采集得到场效应晶体管传感器采集的弱生物信号，将所述弱生物信号发送至检测模块。
3.如权利要求1所述的多通道自动化生物检测仪，其特征在于，所述检测模块，包括若干个信号放大转换子模块和一个数据采集子模块；所述信号放大转换子模块的数量，与所述场效应晶体管传感器的数量相同；所有信号放大转换子模块的输出端，作为数据采集子模块的输入端；
4.如权利要求3所述的多通道自动化生物检测仪，其特征在于，所述上位机模块，用于发出移动指令，控制水平电机和垂直电机进行移动；接收每个导轨上的光电传感器的停止运动信号，向对应导轨上的电机，发出停止移动信号；接收得到检测信号，对所述检测信号进行分析处理。
5.如权利要求4所述的多通道自动化生物检测仪，其特征在于，所述对所述检测信号进行检测处理，得到检测结果信息，包括：
6.如权利要求5所述的多通道自动化生物检测仪，其特征在于，所述对所述标准检测矩阵和检测信号矩阵进行差异评估处理，得到检测结果信息，包括:
7.一种多通道自动化生物检测方法，其特征在于，采用权利要求1至6中任一项所述的多通道自动化生物检测仪来实现，包括：
8.一种多通道自动化生物检测方法，其特征在于，采用权利要求1至6中任一项所述的多通道自动化生物检测仪来实现，包括：
9.一种多通道自动化生物检测方法，其特征在于，采用权利要求1至6中任一项所述的多通道自动化生物检测仪来实现，包括：
10.如权利要求7所述的多通道自动化生物检测方法，其特征在于，所述对检测信号进行检测处理，得到检测结果信息，包括：
