[發(fā)明專利]一種基于高光譜的食源性致病菌檢測系統(tǒng)及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310309189.8
• 申請(qǐng)日: 2013-07-22
• 公開（公告）號(hào): CN103398994A
• 公開（公告）日: 2013-11-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蒲洪彬;孫大文;曾新安;劉丹
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華南理工大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N21/65
• 分類號(hào): G01N21/65;G01N21/25
• 代理公司: 廣州市華學(xué)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44245
• 代理人: 陳文姬

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及食源性致病菌檢測技術(shù)，特別涉及一種基于高光譜的食源性致病菌檢測系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)

食品安全一直是全球普遍關(guān)注的一個(gè)重要問題。近年來發(fā)生在美國的“李斯特氏菌食物中毒”事件、德國的“出血性大腸桿菌”事件、中國的速凍水餃“細(xì)菌超標(biāo)”事件等食品污染事件，加重了人們對(duì)食品安全的憂慮。據(jù)世界衛(wèi)生組織估計(jì)，全球每年有數(shù)十億人感染上食源性疾病，食源性疾病是當(dāng)代全球食品安全面臨的巨大威脅。因此，如何快速而準(zhǔn)確地檢測和鑒定食源性致病菌，是有效遏制食源性疾病、確保食品安全的重要任務(wù)。

目前，食源性致病菌的檢測方法有培養(yǎng)鑒定、酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn)、多聚酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)、電阻抗技術(shù)以及全自動(dòng)微生物分析系統(tǒng)，這些方法不同程度存在耗時(shí)、程序復(fù)雜或檢測成本高等問題。利用微生物的光譜特性發(fā)展起來的基于光譜的檢測技術(shù)逐漸應(yīng)用在微生物檢測中，紫外-可見光譜是根據(jù)化合物對(duì)電磁波（200～800nm）吸收特性建立起來的分析技術(shù)，可以用于化合物的定性、定量、結(jié)構(gòu)分析，但紫外-可見光譜存在譜圖重疊、干擾嚴(yán)重的問題。近紅外光譜分析作為另一種快速且非接觸測量的技術(shù)，已經(jīng)在食品微生物檢測中得到了廣泛應(yīng)用，專利申請(qǐng)?zhí)朇N200910186329.0采用近紅外光譜技術(shù)構(gòu)建水果糖酸度檢測與分選生產(chǎn)線，然而，基于近紅外光譜的檢測技術(shù)所檢測的區(qū)域通常是樣品表面的某點(diǎn)或較小區(qū)域的近紅外透射、漫反射信息，樣品的不均勻性通常對(duì)測定結(jié)果造成較大影響，獲取樣品的空間輪廓信息是全面檢測物質(zhì)的基礎(chǔ)。高光譜技術(shù)是近紅外光譜技術(shù)和圖像技術(shù)的完美結(jié)合，它在獲得樣品空間信息的同時(shí)，還為每個(gè)圖像上每個(gè)像素點(diǎn)提供數(shù)十至數(shù)千個(gè)窄波段的光譜信息，專利申請(qǐng)?zhí)朇N201110300820.9構(gòu)建了包括光照單元、光譜信息采集單元和數(shù)據(jù)處理單元的生鮮肉水分在線檢測裝置。但近紅外高光譜系統(tǒng)檢測微生物細(xì)胞結(jié)構(gòu)時(shí)分辨率有限，微生物一些細(xì)微分子結(jié)構(gòu)上的信息、微生物形態(tài)特征和種群多樣性區(qū)別無法通過高光譜實(shí)現(xiàn)。分子熒光光譜主要是檢測物質(zhì)受激發(fā)后發(fā)射出的紫外或可見熒光，容易受干擾，尚處于微生物分析的起步階段。拉曼光譜由于其光譜對(duì)水等極性物質(zhì)極其不敏感，主要應(yīng)用于摻假分析、微生物與農(nóng)藥殘留檢測。為了刻畫微生物的形態(tài)特征，拉曼化學(xué)成像技術(shù)孕育而生，拉曼化學(xué)成像是由數(shù)以千計(jì)的拉曼光譜重構(gòu)而成，通過數(shù)據(jù)預(yù)處理，可以重構(gòu)出微生物的化學(xué)成分和分子結(jié)構(gòu)的拉曼圖像，專利申請(qǐng)?zhí)朇N201010571893.7采用拉曼光譜技術(shù)對(duì)食源性致病菌進(jìn)行鑒別，但是拉曼化學(xué)成像存在掃描時(shí)間慢、微生物聚焦效率低，不易單獨(dú)直接應(yīng)用于生產(chǎn)線等問題。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺點(diǎn)與不足，本發(fā)明的目的在于提供一種基于高光譜的食源性致病菌檢測系統(tǒng)，解決了近紅外高光譜系統(tǒng)檢測微生物細(xì)胞結(jié)構(gòu)時(shí)分辨率有限、拉曼化學(xué)成像進(jìn)行大面積掃描成像時(shí)效率低等問題，本發(fā)明具有宏觀大面積檢測與微觀顯微鑒別一體化、使用方便和檢測效率顯著的優(yōu)點(diǎn)。

本發(fā)明的目的還在于提供上述基于高光譜的食源性致病菌檢測系統(tǒng)的檢測方法。

本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種基于高光譜的食源性致病菌檢測系統(tǒng)，包括面檢測線、分揀線、點(diǎn)檢測線、控制系統(tǒng)、支撐架和若干盛樣盒；面檢測線、分揀線和點(diǎn)檢測線分別與控制系統(tǒng)連接并依次安裝在支撐架上；

面檢測線，所述面檢測線包括面檢測傳動(dòng)帶、近紅外高光譜系統(tǒng)、面檢測整形系統(tǒng)和面檢測龍門架；所述面檢測整形系統(tǒng)放置在面檢測傳送帶上面，用于將盛樣盒調(diào)整到面檢測傳送帶的中心；所述近紅外高光譜系統(tǒng)通過面檢測線龍門架安裝在面檢測傳動(dòng)帶的中心區(qū)域上方，用于對(duì)裝于盛樣盒中的樣品進(jìn)行高光譜面掃描，并將結(jié)果傳送到控制系統(tǒng)；

點(diǎn)檢測線，所述點(diǎn)檢測線包括拉曼化學(xué)成像系統(tǒng)、微區(qū)接近傳感器、三維數(shù)控位移臺(tái)、合格產(chǎn)品傳送帶、異常點(diǎn)檢測傳送帶和點(diǎn)檢測龍門架；所述拉曼化學(xué)成像系統(tǒng)用于對(duì)樣品進(jìn)行微區(qū)域拉曼成像獲取，并將結(jié)果傳送到控制系統(tǒng)；所述微區(qū)接近傳感器用于檢測三維數(shù)控位移臺(tái)驅(qū)動(dòng)拉曼化學(xué)成像系統(tǒng)接近盛樣盒中樣品表面的信號(hào)獲取；所述三維數(shù)控位移臺(tái)根據(jù)控制系統(tǒng)的指令用于驅(qū)動(dòng)安裝在其上的微區(qū)接近傳感器和拉曼化學(xué)成像系統(tǒng)在異常點(diǎn)檢測傳送帶上方移動(dòng)，三維數(shù)控位移臺(tái)安裝在點(diǎn)檢測線龍門架上；合格產(chǎn)品傳送帶用于輸送合格樣品；異常點(diǎn)檢測傳送帶用于輸送異常樣品到點(diǎn)檢測線龍門支架下進(jìn)行食源性致病菌的種類判別；

分揀線，所述分揀線包括分揀傳送帶和分揀系統(tǒng)，所述分揀系統(tǒng)用于根據(jù)控制系統(tǒng)的指令將通過面檢測線的樣品分揀到點(diǎn)檢測線中的合格產(chǎn)品傳送帶或異常產(chǎn)品傳送帶；