免疫层析检测技术具有灵敏度高、特异性强、快速简单等优点,被广泛应用在医药检测、生物检测、环境保护、食品安全检测等领域中。随着EDA电子技术被应用在各种领域中,免疫层析检测仪正在朝着专用化、小型化、智能化、集成化、芯片化的方向发展。目前,不管是国外市场上已有的少量免疫层析定量检测仪,或者是国内外现有的免疫层析定量检测技术,系统控制和处理都采用单片机、ARM或DSP等现有处理器。当增加定制功能和升级硬件模块时,需要重新配置引脚功能、设计外围电路,甚至更换芯片,系统升级的灵活度受限,且延长开发周期,增加研发成本。本文总结免疫层析定量检测的国内外发展现状并分析FPGA处理器优点,将FPGA技术应用在免疫层析检测系统中,设计一个基于FPGA控制的具有灵敏度较高、一致性较好、准确性优异的免疫层析定量检测系统,系统主要分为数据采集模块和数据处理模块。本文的主要工作为:(1)分析荧光免疫层析定量检测原理,依据待测样本的荧光特性设计光学测量机构。设计前端放大电路将nA级电流转换放大为V级电压,输入至A/D转换器得到荧光数字信号。(2)设计免疫层析数据采集模块,主要负责驱动A/D芯片和电机运转,其中包括控制单元、RAM储存单元、A/D驱动单元和电机驱动单元,其工作流程为电机每转动一拍的同时控制A/D芯片进行同步采样,并将采集到的原始数据保存在双口 RAM中。(3)分析原始荧光信号,设计免疫层析数据处理模块。首先进行一维中值滤波去除信号噪声,然后针对荧光信号的波形特性,选取峰值作为特征值;并提出峰值检测算法和背景基值识别方法,最后利用浮点数除法器计算检测结果。(4)仿真与验证:分别采用ModelSim软件和SignalTap Ⅱ对免疫层析检测系统进行快速功能仿真和实时逻辑验证。将系统下载到开发板进行调试后,测试不同浓度梯度的免疫层析试条的检测结果,并分析检测系统性能。实验结果表明,本文检测系统可以采集和处理免疫层析试条的荧光信号,被测样品浓度与检测结果呈线性关系,相性相关系数R2>0.99,线性检测范围为1.95-256μg/mL,最小检测浓度为1.95μg/mL,重复性CV值小于5%,满足实际检测需求。