生物超弱发光采集系统及控制电路设计

电子快门驱动电路如图6所示，开关管连接单片机P2．7口，由单片机控制快门的开启和关闭。当单片机P2．7口输出为"0"时，快门关闭；当单片机P2．7口输出为"1"时，快门打开。用示波器测量驱动电路的延迟时间在1μs以内，考虑到快门的延迟也在1μs，可以认为快门总体的延迟对测量的影响可以忽略。

3 系统软件设计
系统软件部分采用模块化设计方法，将整个程序划分为若干模块，通过主程序对各个子模块的调用，将模块连接成一个完整的程序。
根据系统控制功能的要求，确定了系统软件的主要功能有：系统初始化，寄存器设定，键盘设定初始值(光照时间，快门开启时间，流过LED的电流值大小)，液晶显示控制，电子快门控制。根据软件的功能要求，图7给出程序总体流程结构图，图8表示各模块之间的逻辑关系。

4 仪器测试
系统硬件连接完成，软件调试通过后。接着对仪器进行了测试。
4．1 光源测试
使LED驱动电路的电流在O～300 mA范围变化，测试LED的发光强度。测出驱动电流与光强的关系如图9所示。

4．2 暗噪声测试
图10使用本系统测试的本底值，测量时的温度为24℃，积分时间为0．5 s，PMT加载负高压1 000 V。由图10可见，暗室的背景噪声在50 c／s(counts persecond)之下，计算得出本底噪声的平均光子计数为27．48 c／s，结果较为理想。

4．3 样品测试
完成系统的研制后，对金心吊兰叶片的生物光子辐射延迟发光进行检测。首先将样品放入暗室中黑暗处理5 min，而后用蓝色LED光源光照1 min，测量其延迟发光衰减曲线，测量时间50 s，间隔1 s，重复测量三次，探测结果如图11所示。分别对三组测量数据之间的相关度进行拟合，结果表明，三组测量数据之阿的相关系数均接近O．999(见图12(a)～(c))，结果表明该系统测量具有良好的可重复性，测量精度高。

5 结语
本文设计了用于测量生物超弱发光的专用测量系统，系统的激发光源由单颗高亮度大功率LED及光学系统构成，用压恒流源调整LED光照强度，通过电子快门精确控制光探测器的采集时间，暗室的背景噪声在50 c／s之下。应用本系统测量金心吊兰叶片的延迟发光的结果表明，该系统测量精度高、重复性好，得到了较理想的测量结果。