[發(fā)明專(zhuān)利]一種D-半乳糖溶液濃度檢測(cè)裝置和方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410502287.8
• 申請(qǐng)日: 2014-09-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104458868A
• 公開(kāi)（公告）日: 2015-03-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 惠國(guó)華;金姣姣;蔡艷萍;韓圓圓;劉偉
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 浙江工商大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G01N27/416
• 分類(lèi)號(hào): G01N27/416
• 代理公司: 杭州杭誠(chéng)專(zhuān)利事務(wù)所有限公司 33109
• 代理人: 尉偉敏

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及溶液濃度檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種D-半乳糖溶液濃度檢測(cè)裝置和方法。

背景技術(shù)

現(xiàn)有的D-半乳糖溶液濃度檢測(cè)技術(shù)方法有儀器分析檢測(cè)法和化學(xué)檢測(cè)法，儀器分析檢測(cè)法雖然操作簡(jiǎn)單，但是存在檢測(cè)精度低的缺陷；化學(xué)檢測(cè)法存在操作繁瑣，重復(fù)性差的不足。

中國(guó)專(zhuān)利公開(kāi)號(hào)CN103528877，公開(kāi)日2014年1月22日，發(fā)明的名稱為一種小型生化反應(yīng)器在線糖濃度檢測(cè)系統(tǒng)，該申請(qǐng)案公開(kāi)了一種小型生化反應(yīng)器在線糖濃度檢測(cè)系統(tǒng)，它主要由嵌入式模塊、觸摸屏、恒流泵、在線糖濃度分析儀以及離線糖濃度分析儀等組成，其中，觸摸屏為人機(jī)接口，接受現(xiàn)場(chǎng)人員的設(shè)置和操作；嵌入式模塊作為系統(tǒng)的控制單元，控制恒流泵的流速以及糖濃度分析儀的動(dòng)作，采集在線糖分析儀的糖濃度檢測(cè)值，對(duì)采集值進(jìn)行在線校正，得到生化反應(yīng)器內(nèi)準(zhǔn)確的糖濃度檢測(cè)值，并能根據(jù)離線糖濃度分析儀的值對(duì)模型參數(shù)進(jìn)行修正。其不足之處是，糖濃度分析儀的檢測(cè)精度較低。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有D-半乳糖溶液濃度檢測(cè)裝置的檢測(cè)精度較低的技術(shù)問(wèn)題，提供了一種D-半乳糖溶液濃度檢測(cè)裝置和方法，其能夠快速準(zhǔn)確的檢測(cè)出D-半乳糖溶液的濃度。

為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：

本發(fā)明的一種D-半乳糖溶液濃度檢測(cè)裝置，包括計(jì)算機(jī)和數(shù)據(jù)采集裝置，所述數(shù)據(jù)采集裝置包括電化學(xué)工作站、容器、工作電極和對(duì)電極，所述容器頂部設(shè)有蓋板，所述工作電極和對(duì)電極正對(duì)設(shè)置在蓋板下方，所述蓋板上設(shè)有導(dǎo)向槽，所述導(dǎo)向槽內(nèi)設(shè)有可沿導(dǎo)向槽運(yùn)動(dòng)的輸送機(jī)構(gòu)，所述導(dǎo)向槽包括呈漸開(kāi)線形狀的通槽以及與通槽首尾相連的凹槽，所述工作電極頂部連接有第一連接柱，所述第一連接柱穿過(guò)蓋板且位于通槽的漸開(kāi)線基圓中心，所述第一連接柱與蓋板轉(zhuǎn)動(dòng)連接，所述對(duì)電極頂部連接有第二連接柱，所述第二連接柱固定在輸送機(jī)構(gòu)上且穿過(guò)通槽，所述第一連接柱頂端通過(guò)伸縮桿與第二連接柱頂端固定連接，所述計(jì)算機(jī)分別與電化學(xué)工作站和輸送機(jī)構(gòu)電連接，所述電化學(xué)工作站還分別與工作電極和對(duì)電極電連接。

在本技術(shù)方案中，取25ml的0.1mol/L?NaOH溶液加入容器內(nèi)，電化學(xué)工作站在工作電極和對(duì)電極之間施加+0.5V的恒電壓。取0.05ml的0.1mol/L?D-半乳糖溶液加入容器內(nèi)并攪拌均勻，計(jì)算機(jī)通過(guò)輸送機(jī)構(gòu)帶動(dòng)對(duì)電極沿通槽運(yùn)動(dòng)，調(diào)整對(duì)電極與工作電極之間的距離，同時(shí)計(jì)算機(jī)通過(guò)電化學(xué)工作站檢測(cè)對(duì)電極位于不同位置時(shí)的電流密度值，最后使對(duì)電極停留在最大電流密度值所對(duì)應(yīng)的位置，并記錄該電流密度值S(t)及容器內(nèi)溶液的D-半乳糖濃度X。

通槽呈漸開(kāi)線形狀，對(duì)電極沿漸開(kāi)線運(yùn)動(dòng)，逐漸增大對(duì)電極與工作電極之間的距離。漸開(kāi)線形狀的通槽有利于更精確的控制對(duì)電極與工作電極之間的距離。第一連接柱頂端通過(guò)伸縮桿與第二連接柱頂端固定連接，對(duì)電極沿通槽運(yùn)動(dòng)時(shí)，伸縮桿自由伸縮，同時(shí)伸縮桿帶動(dòng)第一連接柱轉(zhuǎn)動(dòng)，第一連接柱帶動(dòng)工作電極同步轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使對(duì)電極與工作電極始終保持正對(duì)設(shè)置，保證檢測(cè)的精確性。

接著，每間隔40秒取0.05ml的0.1mol/L?D-半乳糖溶液加入容器內(nèi)并攪拌均勻，計(jì)算機(jī)通過(guò)電化學(xué)工作站檢測(cè)一次電流密度，如此循環(huán)檢測(cè)9次，并記錄每一次檢測(cè)的電流密度值S(t)及其對(duì)應(yīng)的容器內(nèi)溶液的D-半乳糖濃度X。

計(jì)算機(jī)將檢測(cè)的10個(gè)電流密度值S(t)分別代入二階線性系統(tǒng)隨機(jī)共振模型，計(jì)算出10個(gè)信噪比特征值SNR_特征，結(jié)合對(duì)應(yīng)的10個(gè)容器內(nèi)溶液的D-半乳糖濃度X，線性擬合得到濃度計(jì)算公式：SNR_特征＝0.7012+1.1074X。

然后，將容器清洗干凈，將待測(cè)D-半乳糖溶液加入容器內(nèi)，計(jì)算機(jī)通過(guò)電化學(xué)工作站檢測(cè)一次電流密度，將檢測(cè)的電流密度值S(t)代入二階線性系統(tǒng)隨機(jī)共振模型，計(jì)算得到信噪比特征值SNR_特征，將信噪比特征值SNR_特征代入濃度計(jì)算公式：SNR_特征＝0.7012+1.1074X，計(jì)算出D-半乳糖溶液的濃度。

作為優(yōu)選，所述工作電極為泡沫銅電極，所述對(duì)電極為鉑片電極。

作為優(yōu)選，所述輸送機(jī)構(gòu)包括傳送帶和驅(qū)動(dòng)傳送帶運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述傳送帶套設(shè)在通槽的內(nèi)側(cè)壁和凹槽的內(nèi)側(cè)壁上，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)與計(jì)算機(jī)電連接。傳送帶運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)對(duì)電極沿漸開(kāi)線運(yùn)動(dòng)。

作為優(yōu)選，所述傳送帶表面設(shè)有齒條，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括與齒條嚙合的齒輪以及驅(qū)動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)與計(jì)算機(jī)電連接。通過(guò)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)傳送帶運(yùn)動(dòng)。