[發明專利]一種基于免疫傳感器的阻抗型農藥殘留檢測儀

有效

• 申請號: 201310487874.X
• 申請日: 2013-10-18
• 公開（公告）號: CN103499686A
• 公開（公告）日: 2014-01-08
• 發明（設計）人: 郭業民;孫霞;王相友;劉君峰;丁將
• 申請（專利權）人: 山東理工大學
• 主分類號: G01N33/53
• 分類號: G01N33/53
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種農藥殘留檢測儀，尤其涉及一種基于免疫傳感器的阻抗型農藥殘留檢測儀，其融合了生物傳感器法的農藥殘留檢測技術和嵌入式系統設計方法，用于方便、迅速、準確的檢測食品中農藥殘留的情況。屬于農藥檢測技術領域。

背景技術

我國農藥每年的實際產量約40萬噸，僅次于美國居世界第二位，年用量約27萬噸，居世界前列，有逐年增加的趨勢。但由于我國施藥技術落后，農藥不能得到有效利用，過度施用的農藥導致了嚴重的農藥污染問題，也對我國食品安全及人類健康構成了嚴重威脅。

針對我國小規模農戶分散生產的農業生產現狀，要控制農藥殘留，就必須發展能對果蔬表面的農藥殘留進行快速實時檢測的手段，在農產品上市之前進行大規模抽檢。農藥殘留快速檢測方法的缺乏和落后是造成農產品出口被退或被銷毀的技術瓶頸。

一般農藥殘留檢測方法主要可以分為色譜檢測法和生化檢測法兩大類。

色譜檢測的最大優點是能夠定性定量的檢測樣品中的農藥，但是這種方法的樣品要經過復雜的前處理步驟、檢測耗時長、成本昂貴、需要技術數量的人員操作設備。

生化檢測法是檢測農藥殘留的重要方法，其原理是利用農藥與農藥敏感蛋白進行的特異識別反應來判斷農藥污染狀況。測定時樣品處理簡單，儀器成本低，操作簡單，適用于現場檢測及大批樣品的篩選檢測，因而通常被稱為“快速檢測方法”。免疫傳感器檢測方法檢測農藥殘留具有結構簡單、特異性強、成本低、分析速度快等優點。

免疫傳感器檢測原理：利用抗原抗體特異性免疫反應，以抗體作為識別元件，通過固定化技術將抗體結合到感受器表面，與農藥發生免疫識別反應后，生成的免疫復合物與產生的物理或化學信號相關聯，使其本身的阻抗性發生變化，經過電路的測定與標準值做對比，再經過程序的換算，最終獲得待測物濃度信息。

發明內容

本發明專利的目的在于針對現有技術的不足，設計提供一種基于免疫傳感器的阻抗型農藥殘留檢測儀，具有攜帶方便、檢測快速準確、操作簡單等特點。

為了實現上述目的，本發明提供的基于免疫傳感器的阻抗型農藥殘留檢測儀由檢測電路、免疫傳感器、電源、按鍵、微控制器及顯示屏構成。檢測電路用來產生激勵電壓并施加到免疫傳感器上，隨后采樣激勵后的響應信號并進行數字處理，將結果送入微控制器；微控制器及其上面運行的檢測程序對輸入信號進行再次處理，并對整個系統的運行進行控制和響應；按鍵用來輸入指令和檢測參數；顯示屏用來量化輸出呈現最終的檢測結果，是用戶與系統的交互界面；電源為整個系統提供能量。

本發明的基于免疫傳感器的阻抗型農藥殘留檢測儀具體結構為：

檢測儀由檢測電路、免疫傳感器、電源、按鍵、微控制器及顯示屏構成，其中：

檢測電路由供電電路、檢測芯片、撥碼開關、標定電阻、免疫傳感器連接構成。供電電路與微控制器和檢測芯片相連，采用先經變壓器降壓再經濾波穩壓的方法獲得的+5V供電；芯片通過撥碼開關與標定電阻相連，根據輸入測量范圍參數，通過撥碼開關選擇相應標定電阻，以此調整測量靈敏度；在微控制器的控制下，芯片產生激勵電壓施加到與待測液發生了特異性免疫反應的免疫傳感器上并收集響應信號，經過離散型傅立葉變換后得到其實部與虛部，并將其輸出到微控制器。

微控制器上運行檢測程序，將接收到的阻抗實部與虛部通過阻抗的模值與相角計算公式計算出阻抗的模值與相角，再經過校準后得出實際的阻抗值，與設定的反應前的阻抗值進行比較，得到變化率并對比標準曲線得出結論，送至顯示屏顯示。

所訴顯示屏與微控制器相連，用于顯示數據及作為用戶進行交互操作的窗口，顯示屏采用LED12864，其功耗能夠滿足便攜式設備的功耗要求。

所述按鍵與微控制器和檢測電路相連，設有啟動、開始、復位、停止按鍵和四個檢測范圍檔位，用于輸入相關指令和檢測參數。

所述電源與供電電路相連。

本發明的檢測使用時，首先通過撥碼開關選定標定電阻保證測量靈敏度，將免疫傳感器放入待檢測溶液中，?在微控制器的控制下，芯片產生激勵電壓施加到與待測液發生特異性免疫反應后的免疫傳感器上并收集響應信號，經過離散型傅立葉變換后得到其實部與虛部，并將其輸出到微控制器，經微控制器及其檢測程序進行信號再處理，并與反應前阻抗值做比較，計算得出變化率。阻抗變化率的大小即表明了檢測溶液中農藥殘留的濃度高低。