[發明專利]用于食品毒素檢測的水凝膠形狀編碼及圖像處理解碼的方法

在審

• 申請號: 201910087812.7
• 申請日: 2019-01-29
• 公開（公告）號: CN109839367A
• 公開（公告）日: 2019-06-04
• 發明（設計）人: 王漢杰;計婉瑩;張子昱;田雨;張立立
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: G01N21/64
• 分類號: G01N21/64;G06K9/00
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 程小艷

本發明公開一種用于食品毒素檢測的水凝膠形狀編碼及圖像處理解碼的方法,利用微流控平臺與停止流動光刻技術制備出的連接有真菌毒素完全抗原的水凝膠微粒的特征，直徑(邊長)50μm的正方形、圓形水凝膠；1)真菌毒素檢測用水凝膠微粒制備；2)水凝膠顆粒熒光圖像獲取；3)圖像處理解碼。本發明方法適用于多種毒素混檢的情況，具有操作易上手、高通量化、可通過不同編碼方法同時檢測多種毒素的優勢。

技術領域

本發明涉及食品毒素檢測技術領域,具體涉及一種用于食品毒素檢測的水凝膠形狀編碼及圖像處理解碼的方法。

背景技術

食品安全問題一直是世界范圍內人們的關注焦點。在多種導致食物中毒的因素中，霉菌毒素是最重要的因素之一。它們的特點是分布廣泛，微量且毒性強。一些比較常見的真菌毒素如果混入食物中被人誤食，會引起急性中毒、慢性中毒、致癌等后果。值得指出的是，各種真菌毒素可以在同一種食物中共存，并產生協同或拮抗作用。如何創造出一種簡單、便攜、快速的方法檢測出多種共存的毒素的方法，是一個關乎到人們生活與健康的重要課題。目前，已知傳統真菌毒素檢測方法與智能手機的結合是達到便攜化的一個良好手段，因此，基于智能手機圖像處理的平臺，尋找一種配套檢測與編碼的載體，使其編碼信號清晰、可變、容量高，檢測信號靈敏，制備可達到高通量，是具有極其重要的現實應用意義的。用停止流動光刻技術制備水凝膠微米顆粒，并將其用于真菌毒素的檢測。

發明內容

本發明為克服現有技術的不足，提供一種用于食品毒素檢測的水凝膠形狀編碼及圖像處理解碼的方法。

本發明為實現上述目的，采用的技術方案如下：用于食品毒素檢測的水凝膠形狀編碼及圖像處理解碼的方法,利用微流控平臺與停止流動光刻技術制備出的連接有真菌毒素完全抗原的水凝膠微粒的特征，直徑(邊長)50μm的正方形、圓形水凝膠；

具體步驟如下：

1)真菌毒素檢測用水凝膠微粒制備；

2)水凝膠顆粒熒光圖像獲取；

3)圖像處理解碼：

(1)灰度值檢測：對熒光圖片進行灰度化處理，然后對灰度圖像進行降噪處理；

(2)二值化：對降噪后的圖片進行二值化變換，運用Kittler/Niblack/Otsu算法進行二值化處理，將水凝膠顆粒變為白色，而其他背景顏色變為黑色；

(3)邊緣檢測：采用“canny”算子對二值化圖片進行邊緣檢測，將水凝膠顆粒的邊框顯示出來；

(4)形狀識別：對邊緣進行形狀檢測，針對圓形和方形不同的特征進行區分，并將兩種形狀顯示在兩張圖片中；

(5)亮度計算：計算每種形狀的顆粒對應區域的熒光強度值，并計算其平均值。

所述步驟1)真菌毒素檢測用水凝膠微粒制備的具體步驟如下：

(1)將設計好的圓形、方形圖案的透光掩模版安裝到熒光倒置顯微鏡的視場光闌中，將紫外LED裝入顯微鏡外接光源接口上；

(2)將丙烯酰胺-聚乙二醇700(PEG-DA 700)液體，聚乙二醇200(PEG 200)液體，光引發劑1173，3×TE緩沖液以體積比7：4：1：8的比例混勻，做為預聚物溶液；每100ul預聚物溶液中加入1-5ul的5’端生物素修飾的食品毒素適配體DNA，混勻，2000g離心5-15min；

(3)將PDMS微流控通道放入顯微鏡載物臺，開啟注射泵，使預聚物充滿通道，每次打開紫外光源曝光50-100ms，形成顆粒后重新開啟注射泵將顆粒沖出，重復以上步驟直至獲得足夠數量的水凝膠顆粒；

(4)將收集到的顆粒用1×PBST緩沖液清洗數次，最后重懸于300-1000μl的1×TET緩沖液中，4℃保存待用。