一種基于酶免疫傳感器的農(nóng)藥殘留快速檢測(cè)儀的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種基于酶免疫傳感器的農(nóng)藥殘留快速檢測(cè)儀，屬于農(nóng)產(chǎn)品安全檢測(cè)【技術(shù)領(lǐng)域】。本發(fā)明所提供的基于酶免疫傳感器的農(nóng)藥殘留快速檢測(cè)儀由三電極系統(tǒng)，信號(hào)檢測(cè)與處理系統(tǒng)，顯示與打印存儲(chǔ)系統(tǒng)和供電系統(tǒng)構(gòu)成。三電極系統(tǒng)先通過(guò)酶?jìng)鞲衅?，測(cè)定接觸樣品前后電流的變化，獲知樣品中是否含有農(nóng)藥是否超標(biāo)。如果有農(nóng)藥超標(biāo)，再使用免疫傳感器，測(cè)定接觸樣品前后電流的變化，獲知樣品中含有何種農(nóng)藥及農(nóng)藥的濃度等信息。本發(fā)明所提供的檢測(cè)儀具有操作簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉、靈敏度高、重復(fù)性好且能夠?qū)崿F(xiàn)在線快速檢測(cè)，適用于農(nóng)產(chǎn)品的現(xiàn)場(chǎng)快速檢測(cè)。
【專利說(shuō)明】一種基于酶免疫傳感器的農(nóng)藥殘留快速檢測(cè)儀
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種基于酶免疫傳感器的農(nóng)藥殘留快速檢測(cè)儀，屬于農(nóng)產(chǎn)品安全檢測(cè)【技術(shù)領(lǐng)域】。
技術(shù)背景
[0002]農(nóng)藥是重要的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資料，在農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)中對(duì)病、蟲、草、鼠危害的防治起到非常重要的作用。但是，農(nóng)藥污染及其產(chǎn)生的危害后果是嚴(yán)重的，農(nóng)藥對(duì)環(huán)境污染造成的損失是多方面的，包括對(duì)水環(huán)境的污染，對(duì)土壤的污染，對(duì)大氣的污染，對(duì)環(huán)境生物的影響以及對(duì)人體健康的危害等。目前由于使用者普遍缺乏科學(xué)使用農(nóng)藥知識(shí)，片面追求產(chǎn)量，造成目前市場(chǎng)上流通的農(nóng)業(yè)產(chǎn)品都不同程度地存在農(nóng)藥殘留問(wèn)題，其危害也日益引起公眾的關(guān)注。我國(guó)是一個(gè)農(nóng)業(yè)大國(guó)，隨著我國(guó)人民生活水平不斷提高，農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量安全問(wèn)題越來(lái)越受到關(guān)注，尤其蔬菜中農(nóng)藥殘留問(wèn)題已經(jīng)成為公眾關(guān)注的焦點(diǎn)。我國(guó)生產(chǎn)和使用的殺蟲劑絕大多數(shù)品種為有機(jī)磷和氨基甲酸酯類農(nóng)藥(約占70%)，其中高毒性的有機(jī)磷和氨基甲酸酷類殺蟲劑為70%左右，因此容易引起食物農(nóng)藥殘留中毒。可見(jiàn)，加強(qiáng)對(duì)農(nóng)廣品中農(nóng)藥殘留的檢測(cè)對(duì)保護(hù)生態(tài)環(huán)境，尤其是保障人類健康有著十分深遠(yuǎn)的意義，而農(nóng)藥殘留檢測(cè)的重點(diǎn)應(yīng)該放在有機(jī)磷和氨基甲酸酯類農(nóng)藥。
[0003]目前農(nóng)藥殘留分析的主要方法是氣相色譜儀、液相色譜儀、氣質(zhì)聯(lián)用儀、液質(zhì)聯(lián)用儀等，這些方法雖然分析精度高，定量準(zhǔn)確，但其樣品的前處理復(fù)雜、檢測(cè)耗時(shí)長(zhǎng)、成本高、需要技術(shù)熟練的操作人員。我國(guó)農(nóng)藥殘留的速測(cè)方法是酶抑制試紙法和酶抑制分光光度法(農(nóng)殘快速檢測(cè)儀)，可以實(shí)現(xiàn)有機(jī)磷農(nóng)藥及氨基甲酸酯類農(nóng)藥的現(xiàn)場(chǎng)快速檢測(cè)，具有較好的實(shí)用價(jià)值。速測(cè)卡是通過(guò)肉眼觀察卡片的顏色變化，因此一般只能用于嚴(yán)重超標(biāo)的蔬菜樣品進(jìn)行定性測(cè)量。酶抑制分光光度法的應(yīng)用也比較廣泛，國(guó)內(nèi)已有多種農(nóng)藥殘留速測(cè)儀均是基于此原理。分光光法的原理是基于吸光度的變化進(jìn)行檢測(cè)的，但蔬菜水果中大量的色素會(huì)對(duì)分光光度法造成很大的影響，導(dǎo)致檢測(cè)結(jié)果的不準(zhǔn)確。并且上述方法存在回收率低、錯(cuò)檢、漏檢比例較高、重復(fù)性差、難以滿足低殘留和定量檢測(cè)的要求等缺點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種能克服上述缺陷以及操作簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉、靈敏度高、實(shí)現(xiàn)在線快速檢測(cè)的農(nóng)藥殘留快速檢測(cè)儀。可以準(zhǔn)確獲知樣品中含有農(nóng)藥殘留是否超標(biāo)且能何種農(nóng)藥殘留及濃度等信息。所采取的技術(shù)方案如下:
一種基于酶免疫傳感器的農(nóng)藥殘留快速檢測(cè)儀，是由三電極系統(tǒng)，信號(hào)檢測(cè)與處理系統(tǒng)，顯示與打印存儲(chǔ)系統(tǒng)和供電系統(tǒng)構(gòu)成；
所述三電極系統(tǒng)由酶電極和免疫傳感器，三電極檢測(cè)電路，恒電位電路及模擬多路開(kāi)關(guān)構(gòu)成，酶電極和免疫傳感器從檢測(cè)樣品中采集電流信號(hào)，三電極檢測(cè)電路將電路信號(hào)傳向信號(hào)檢測(cè)與處理系統(tǒng)，恒電位電路為電極提供穩(wěn)恒電壓，模擬多路開(kāi)關(guān)分別逐次將免疫傳感器產(chǎn)生的電流信號(hào)采集并送入信號(hào)檢測(cè)與處理系統(tǒng)； 所述酶電極由一個(gè)工作電極構(gòu)成，在工作電極表面固定有乙酰膽堿酯酶；所述免疫傳感器由一個(gè)圓形的電極盤構(gòu)成，電極盤的中心位置有對(duì)電極和參比電極，外圍是均勻分布的陣列工作電極，陣列工作電極固定有農(nóng)藥抗體；
所述信號(hào)檢測(cè)與處理系統(tǒng)由TLC272CP芯片，A/D轉(zhuǎn)換芯片和單片機(jī)構(gòu)成，TLC272CP芯片的多路運(yùn)放電路對(duì)從酶電極和免疫傳感器傳送來(lái)的電流信號(hào)進(jìn)行I/V轉(zhuǎn)化，放大，濾波處理，A/D轉(zhuǎn)換芯片將轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號(hào)送入單片機(jī)，單片機(jī)具有微控制器，對(duì)轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行程序處理；
所述單片機(jī)的微控制器為STC89C52微控制器，單片機(jī)的程序包含數(shù)據(jù)打印與存儲(chǔ)，時(shí)間顯示，使用說(shuō)明和對(duì)重要步驟提示的對(duì)話框，幫助用戶快速掌握儀器的使用方法以及進(jìn)行數(shù)據(jù)打印和存儲(chǔ)；
所述顯示與打印存儲(chǔ)系統(tǒng)由顯示器電路，打印電路和存儲(chǔ)器電路構(gòu)成，顯示器用于顯示數(shù)據(jù)并通過(guò)操作鍵進(jìn)行控制，打印和存儲(chǔ)電路分別為微型打印機(jī)及存儲(chǔ)器相連進(jìn)行數(shù)據(jù)打印和存儲(chǔ)；
所述供電系統(tǒng)電路由開(kāi)關(guān)電源和電壓轉(zhuǎn)換電路構(gòu)成，開(kāi)關(guān)電源將交流電轉(zhuǎn)換成直流電經(jīng)過(guò)電壓轉(zhuǎn)換電路分別向各系統(tǒng)電路和微型打印機(jī)供電，開(kāi)關(guān)電源為+12V，1A、-12V，1A、+5V，5A三路輸出，電源與供電系統(tǒng)中的開(kāi)關(guān)電源相連。
[0005]所述恒電位電路，為工作電極與參比電極之間提供500mV的穩(wěn)恒電壓。
[0006]所述微控制器是內(nèi)核為MCS-51的STC89C52RC+微控制器。
[0007]所述信號(hào)檢測(cè)與處理系統(tǒng)的存儲(chǔ)單元置入乙酰膽堿酯酶?jìng)鞲衅骱兔庖邆鞲衅飨鄳?yīng)檢測(cè)農(nóng)藥殘留的農(nóng)藥濃度與電流關(guān)系的標(biāo)準(zhǔn)曲線數(shù)據(jù)庫(kù)。
[0008]所述顯示器采用3.5寸顯示屏；所述微型打印機(jī)采用微型嵌入式打印機(jī)。
[0009]一種利用所述檢測(cè)儀的檢測(cè)方法步驟如下:
1)將固定有乙酰膽堿酯酶的酶電極放入不含農(nóng)藥的底物溶液中，檢測(cè)不含農(nóng)藥時(shí)的電流I1，或者采用系統(tǒng)設(shè)定的默認(rèn)值；
2)取出酶電極后，用蒸餾水沖洗，再將酶電極放入樣品液中孵育IOmin;
3)取出酶電極后，用蒸餾水沖洗，再次放入底物溶液中，檢測(cè)電流I2；
4)通過(guò)微控制器上的檢測(cè)程序根據(jù)抑制率公式，計(jì)算抑制率；
5)利用免疫傳感器替代酶電極，重復(fù)步驟I)至步驟4)過(guò)程重新檢測(cè)步驟4)所測(cè)抑制率聞?dòng)?0%的樣品，并獲得超標(biāo)抑制率；
6)將步驟5)所得超標(biāo)抑制率與預(yù)先置入檢測(cè)儀的抑制率與農(nóng)藥濃度標(biāo)準(zhǔn)曲線數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行對(duì)比，獲得超標(biāo)農(nóng)藥種類和濃度；
7)權(quán)利要求6所述方法，其特征在于，步驟4)所述抑制率公式，具體為:
抑制率=(I1-12)/ I1Vo X 100%ο
[0010]本發(fā)明所提供的檢測(cè)儀的基本原理是:三電極系統(tǒng)先通過(guò)酶?jìng)鞲衅鳎瑴y(cè)定接觸樣品前后電流的變化，獲知樣品中是否含有農(nóng)藥是否超標(biāo)。如果確有農(nóng)藥超標(biāo)，再使用免疫傳感器，測(cè)定接觸樣品前后電流的變化，獲知樣品中含有何種農(nóng)藥及農(nóng)藥的濃度等信息。農(nóng)藥殘留檢測(cè)儀負(fù)責(zé)將三電極采集而來(lái)的微弱電流信號(hào)進(jìn)行I/V轉(zhuǎn)換，放大，濾波，A/D轉(zhuǎn)換最終將數(shù)字量信號(hào)送入單片機(jī)進(jìn)行程序處理。顯示與打印存儲(chǔ)系統(tǒng)將殘留的農(nóng)藥濃度、抑制度等參數(shù)顯示出來(lái)，并將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)下來(lái)以便用戶及時(shí)查看和進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。顯示與打印存儲(chǔ)系統(tǒng)內(nèi)含微型打印機(jī)，可以將數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的打印輸出。
[0011]為了實(shí)現(xiàn)上述功能，所述的酶?jìng)鞲衅饔幸粋€(gè)工作電極構(gòu)成，在工作電極表面固定乙酰膽堿酯酶，制備乙酰膽堿酯酶?jìng)鞲衅?。所述的免疫傳感器由一個(gè)圓形的電極盤組成，中心位置有對(duì)電極和參比電極，外圍是均勻分布的工作電極，以確保對(duì)電極、參比電極與各工作電極的距離相等，其中陣列工作電極用來(lái)固定不同種類的農(nóng)藥抗體。檢測(cè)儀存儲(chǔ)單元置入乙酰膽堿酯酶?jìng)鞲衅骱兔庖邆鞲衅飨鄳?yīng)檢測(cè)農(nóng)藥殘留的農(nóng)藥濃度與電流關(guān)系的標(biāo)準(zhǔn)曲線數(shù)據(jù)庫(kù)。使用時(shí)先將固定乙酰膽堿酯酶?jìng)鞲衅髋c檢測(cè)儀相連，根據(jù)乙酰膽堿酯酶?jìng)鞲衅鳙@得的接觸樣品前后電流變化的信號(hào)，確定是否含有農(nóng)藥且是否超標(biāo)。如果有超標(biāo)顯示，再將固定抗體的免疫傳感器陣列連接到檢測(cè)儀上，通過(guò)模擬多路開(kāi)關(guān)分別逐次地將陣列免疫傳感器產(chǎn)生的電流信號(hào)采集送入檢測(cè)儀中，根據(jù)免疫傳感器獲得的接觸樣品前后電流的變化信號(hào)，確定具體何種農(nóng)藥超標(biāo)及濃度為多少。因此該檢測(cè)儀可在一次樣品取樣中同時(shí)獲取農(nóng)藥是否超標(biāo)，含有何種具體的農(nóng)藥及濃度等信息。
[0012]本發(fā)明的有益效果:本發(fā)明所提供給的基于酶免疫傳感器的農(nóng)藥殘留快速檢測(cè)儀，可以彌補(bǔ)乙酰膽堿酯酶生物傳感器和免疫傳感器存在的缺陷。乙酰膽堿酯酶?jìng)鞲衅髦荒軝z測(cè)有機(jī)磷和氨基甲酸酯類，是否含有這一類農(nóng)藥，而無(wú)法確定性的獲知是哪一種農(nóng)藥殘留超標(biāo)。免疫傳感器是抗原抗體的特異性識(shí)別，因此可以獲知具體哪一種農(nóng)藥，但是抗體比較昂貴，如果沒(méi)有農(nóng)藥殘留超標(biāo)的信息，就沒(méi)有必要進(jìn)行第二步的測(cè)量。因此本發(fā)明的一種基于酶免疫傳感器的農(nóng)藥殘留快速檢測(cè)儀，既節(jié)約了檢測(cè)成本，又能確定性的獲知具體哪一種農(nóng)藥殘留超標(biāo)的信息，適合于農(nóng)藥殘留的快速檢測(cè)。用此方法可以達(dá)到的檢測(cè)限為lug/L。準(zhǔn)確率因?yàn)槭褂脙煞N傳感器進(jìn)行檢測(cè)，所以準(zhǔn)確度高于單純用酶?jìng)鞲衅骱兔庖邆鞲衅鞯臏?zhǔn)確度。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1為本發(fā)明一種基于酶免疫傳感器的農(nóng)藥殘留快速檢測(cè)儀的結(jié)構(gòu)框圖。
[0014]圖2為本發(fā)明三電極與恒電位電路及A/D轉(zhuǎn)換前期處理電路。
【具體實(shí)施方式】
[0015]首先，對(duì)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意框圖加以說(shuō)明；其次，對(duì)信號(hào)檢測(cè)及處理系統(tǒng)所包括的恒電位電路、A/D轉(zhuǎn)換前期處理電路加以詳細(xì)說(shuō)明；最后，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的應(yīng)用軟件及檢測(cè)流程加以說(shuō)明。
[0016]圖1為本發(fā)明一種基于酶免疫傳感器的農(nóng)藥殘留快速檢測(cè)儀的結(jié)構(gòu)框圖。如圖1所示，本發(fā)明由三電極系統(tǒng)，信號(hào)檢測(cè)與處理系統(tǒng)，顯示與打印存儲(chǔ)系統(tǒng)，供電系統(tǒng)組成。三電極系統(tǒng)通過(guò)酶?jìng)鞲衅骱兔庖邆鞲衅鞑杉⑷蹼娏餍盘?hào)；信號(hào)檢測(cè)與處理系統(tǒng)將三電極采集而來(lái)的微弱電流信號(hào)進(jìn)行Ι/ν轉(zhuǎn)換，放大，濾波，A/D轉(zhuǎn)換最終將數(shù)字量信號(hào)送入單片機(jī)進(jìn)行程序處理；顯示與打印存儲(chǔ)系統(tǒng)將殘留的農(nóng)藥濃度、抑制度等參數(shù)顯示出來(lái)，并將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)下來(lái)以便用戶及時(shí)查看和進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。顯示與打印存儲(chǔ)系統(tǒng)內(nèi)置微型打印機(jī)，可以將數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的打印輸出。信號(hào)檢測(cè)與處理系統(tǒng)內(nèi)部的單片機(jī)對(duì)顯示與打印存儲(chǔ)系統(tǒng)統(tǒng)一進(jìn)行編程控制，同時(shí)也對(duì)其它系統(tǒng)進(jìn)行響應(yīng)。供電系統(tǒng)將交流電轉(zhuǎn)換成三路直流電為各系統(tǒng)電路以及微型打印機(jī)供電。所述的微控制器采用內(nèi)核為MCS-51的STC89C52RC+微控制器，其上加載檢測(cè)程序。
[0017]本發(fā)明中，檢測(cè)電路中的恒電位電路為三電極系統(tǒng)電流/電壓轉(zhuǎn)化檢測(cè)電路提供穩(wěn)定的工作電壓，圖2為恒電位儀電路及A/D轉(zhuǎn)換前期處理電路，由一個(gè)雙路運(yùn)算放大器UlO TLC272CP和R44, R46, R4, C35, C16, R48構(gòu)成。運(yùn)放B的引腳6和7相連與A的3腳相連，A的2腳與三電極體系的工作電極相連并連上了 C16，增強(qiáng)抗干擾能力，R48是作為反饋電阻在放大器A上，B的5管腳外接一個(gè)電位器R46，由正5V供電激勵(lì)，R44，R46, R4通過(guò)電壓分壓供給500mv電壓給與B的5管腳形成恒電位電路，初始電壓為500mv.運(yùn)放A和的引腳8接+5V電源，引腳4接-5V，U9 TLC272CP的運(yùn)放B引腳7與引腳6直接相連作為電壓跟隨器，ADE引腳3與B的引腳5相連接，共同接地，起到抗干擾的作用。A的引腳2直接與三電極體系的參比電極相連接，引腳I直接與三電極體系的輔助電極相連接，之間連接電容14，目的是起隔離電路的作用，同時(shí)能提高帶負(fù)載的能力，因此U9和UlO共同構(gòu)成了生物傳感器的三電極體系，所用檢測(cè)端由U9和UlO引出，采集與檢測(cè)電化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的微弱電流信號(hào)。
[0018]一種基于酶免疫傳感器的農(nóng)藥殘留快速檢測(cè)儀的檢測(cè)流程是:首先，將固定乙酰膽堿酯酶的傳感器放入不含農(nóng)藥的底物溶液中，測(cè)得不含農(nóng)藥時(shí)的電流I1,即抑制前電流(抑制前電流也可以采用系統(tǒng)中設(shè)定的默認(rèn)值);之后將酶?jìng)鞲衅鞯墓ぷ麟姌O取出，用蒸餾水沖洗后，將固定乙酰膽堿酯酶的工作電極放入樣品液中孵育，等待10分鐘后取出用蒸餾水沖洗，再次放入底物溶液中，測(cè)得抑制后的電流I2;最后通過(guò)微控制器上運(yùn)行的檢測(cè)程序自動(dòng)計(jì)算出抑制率，計(jì)算公式如下:
抑制率=(I1-12)/ I1Vo X 100%O
[0019]如果抑制率超過(guò)20%，就使用陣列免疫傳感器重復(fù)以上操作，獲取檢測(cè)抑制率，根據(jù)陣列傳感器各通道測(cè)定電流變化的結(jié)果，再根據(jù)檢測(cè)儀置入的抑制率與農(nóng)藥濃度的標(biāo)準(zhǔn)曲線數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)應(yīng)可知道樣品中何種農(nóng)藥以及農(nóng)藥的濃度是多少。根據(jù)GB2763-2012中規(guī)定的食品中農(nóng)藥最大殘留限量的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，確定檢測(cè)的此種農(nóng)藥是否超標(biāo)。
[0020]微控制器根據(jù)得到的測(cè)定的抑制率做出定性結(jié)論，將結(jié)果送到顯示屏顯示，并將最后結(jié)果打印輸出，數(shù)據(jù)同時(shí)一并進(jìn)行存儲(chǔ)供相關(guān)人員以后的查找和研究。
[0021]本發(fā)明微控制器上運(yùn)行的檢測(cè)程序還包含屏幕跳轉(zhuǎn)演示和對(duì)重要步驟提示的對(duì)話框、打印提示，可以幫助用戶快速掌握儀器的使用方法。
[0022]下面就檢測(cè)過(guò)程的實(shí)施例做具體說(shuō)明:首先，將鱷魚夾分別加緊三電極系統(tǒng)對(duì)應(yīng)的三個(gè)柱狀電極，將固化酶的三電極浸入到含有碘化硫代乙酰膽堿的磷酸鹽緩沖溶液中按下檢測(cè)鍵，屏幕顯示開(kāi)始檢測(cè)，約Imin后，基線達(dá)到穩(wěn)定水平，約30s后，得到第一個(gè)完整的電流數(shù)據(jù)，記為I115待測(cè)樣品測(cè)試:將酶?jìng)鞲衅鞣湃胩崛『玫臉悠啡芤褐?，約lOmin，之后再將其浸入含有碘化硫代乙酰膽堿的磷酸鹽緩沖溶液中，第二次點(diǎn)擊檢測(cè)之后，觀察提示，顯示結(jié)果I2及抑制率；如果抑制率超過(guò)20%，屏幕提示進(jìn)入第二輪測(cè)試。將各種農(nóng)藥抗體的陣列免疫傳感器放入測(cè)試底液中，通過(guò)模擬多路開(kāi)關(guān)分別逐次地將陣列免疫傳感器產(chǎn)生的電流信號(hào)采集送入檢測(cè)儀中，進(jìn)行上述重復(fù)的二次測(cè)試(此時(shí)的測(cè)試底液改為鐵氰化鉀溶液)，獲得測(cè)試結(jié)果，如果測(cè)試結(jié)果中某一個(gè)免疫傳感器的電流變化抑制率超過(guò)20%，則將結(jié)果與置入的電流與農(nóng)藥的標(biāo)準(zhǔn)曲線數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行比對(duì)，最終顯示超標(biāo)的農(nóng)藥的種類及濃度。
[0023] 注意:1.若要測(cè)量下一個(gè)待測(cè)樣品，點(diǎn)擊復(fù)位即可。[0024]2.關(guān)機(jī)后須重新進(jìn)行儀器調(diào)零和標(biāo)準(zhǔn)樣品測(cè)試。
[0025]本發(fā)明使用的一種基于酶免疫傳感器的農(nóng)藥殘留快速檢測(cè)儀，可以實(shí)現(xiàn)農(nóng)藥殘留的定性定量測(cè)量，同時(shí)本發(fā)明可以適用于同時(shí)檢測(cè)多種農(nóng)藥殘留的檢測(cè)場(chǎng)合。上述實(shí)施例是對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明，本發(fā)明不受實(shí)施例的限制。
【權(quán)利要求】
1.一種基于酶免疫傳感器的農(nóng)藥殘留快速檢測(cè)儀，其特征在于，由三電極系統(tǒng)，信號(hào)檢測(cè)與處理系統(tǒng)，顯示與打印存儲(chǔ)系統(tǒng)和供電系統(tǒng)構(gòu)成； 所述三電極系統(tǒng)由酶電極和免疫傳感器，三電極檢測(cè)電路，恒電位電路及模擬多路開(kāi)關(guān)構(gòu)成，酶電極和免疫傳感器從檢測(cè)樣品中采集電流信號(hào)，三電極檢測(cè)電路將電路信號(hào)傳向信號(hào)檢測(cè)與處理系統(tǒng)，恒電位電路為電極提供穩(wěn)恒電壓，模擬多路開(kāi)關(guān)分別逐次將免疫傳感器產(chǎn)生的電流信號(hào)采集并送入信號(hào)檢測(cè)與處理系統(tǒng)； 所述酶電極由一個(gè)工作電極構(gòu)成，在工作電極表面固定有乙酰膽堿酯酶；所述免疫傳感器由一個(gè)圓形的電極盤構(gòu)成，電極盤的中心位置有對(duì)電極和參比電極，外圍是均勻分布的陣列工作電極，陣列工作電極固定有農(nóng)藥抗體； 所述信號(hào)檢測(cè)與處理系統(tǒng)由TLC272CP芯片，A/D轉(zhuǎn)換芯片和單片機(jī)構(gòu)成，TLC272CP芯片的多路運(yùn)放電路對(duì)從酶電極和免疫 傳感器傳送來(lái)的電流信號(hào)進(jìn)行I/V轉(zhuǎn)化，放大，濾波處理，A/D轉(zhuǎn)換芯片將轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號(hào)送入單片機(jī)，單片機(jī)具有微控制器，對(duì)轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行程序處理； 所述單片機(jī)的微控制器為STC89C52微控制器，單片機(jī)的程序包含數(shù)據(jù)打印與存儲(chǔ)，時(shí)間顯示，使用說(shuō)明和對(duì)重要步驟提示的對(duì)話框，幫助用戶快速掌握儀器的使用方法以及進(jìn)行數(shù)據(jù)打印和存儲(chǔ)； 所述顯示與打印存儲(chǔ)系統(tǒng)由顯示器電路，打印電路和存儲(chǔ)器電路構(gòu)成，顯示器用于顯示數(shù)據(jù)并通過(guò)操作鍵進(jìn)行控制，打印和存儲(chǔ)電路分別與微型打印機(jī)和存儲(chǔ)器相連進(jìn)行數(shù)據(jù)打印和存儲(chǔ)； 所述供電系統(tǒng)電路由開(kāi)關(guān)電源和電壓轉(zhuǎn)換電路構(gòu)成，開(kāi)關(guān)電源將交流電轉(zhuǎn)換成直流電經(jīng)過(guò)電壓轉(zhuǎn)換電路分別向各系統(tǒng)電路和微型打印機(jī)供電，開(kāi)關(guān)電源為+12V，1A、-12V，1A、+5V, 5A三路輸出，電源與供電系統(tǒng)中的開(kāi)關(guān)電源相連。
2.權(quán)利要求1所述檢測(cè)儀，其特征在于，所述恒電位電路，為工作電極與參比電極之間提供500mV的穩(wěn)恒電壓。
3.權(quán)利要求1所述檢測(cè)儀，其特征在于，所述微控制器是內(nèi)核為MCS-51的STC89C52RC+微控制器。
4.權(quán)利要求1所述檢測(cè)儀，其特征在于，所述信號(hào)檢測(cè)與處理系統(tǒng)的存儲(chǔ)單元植入乙酰膽堿酯酶?jìng)鞲衅骱兔庖邆鞲衅飨鄳?yīng)檢測(cè)農(nóng)藥殘留的農(nóng)藥濃度與電流關(guān)系的標(biāo)準(zhǔn)曲線數(shù)據(jù)庫(kù)。
5.權(quán)利要求1所述檢測(cè)儀，其特征在于，所述顯示器采用3.5寸顯示屏；所述微型打印機(jī)采用微型嵌入式打印機(jī)。
6.一種權(quán)利要求1所述檢測(cè)儀的檢測(cè)方法，其特征在于，步驟如下: 將固定有乙酰膽堿酯酶的酶電極放入不含農(nóng)藥的底物溶液中，檢測(cè)不含農(nóng)藥時(shí)的電流I1，或者采用系統(tǒng)設(shè)定的默認(rèn)值； 取出酶電極后，用蒸餾水沖洗，再將酶電極放入樣品液中孵育IOmin ； 取出酶電極后，用蒸餾水沖洗，再次放入底物溶液中，檢測(cè)電流I2 ; 通過(guò)微控制器上的檢測(cè)程序根據(jù)抑制率公式，計(jì)算抑制率； 利用免疫傳感器替代酶電極，重復(fù)步驟I)至步驟4)過(guò)程重新檢測(cè)步驟4)所測(cè)抑制率聞?dòng)?0%的樣品，并獲得超標(biāo)抑制率；將步驟5)所得超標(biāo)抑制率與預(yù)先植入檢測(cè)儀的抑制率與農(nóng)藥濃度標(biāo)準(zhǔn)曲線數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行對(duì)比，獲得超標(biāo)農(nóng)藥種類和濃度。
7.權(quán)利要求6所述方法，其特征在于，步驟4)所述抑制率公式，具體為:抑制率=(I1-12)/ 11V0 X 100%O
【文檔編號(hào)】G01N27/26GK103940868SQ201410150101
【公開(kāi)日】2014年7月23日 申請(qǐng)日期:2014年4月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月15日
【發(fā)明者】孫霞, 郭業(yè)民, 王相友, 劉君峰, 趙文蘋 申請(qǐng)人:山東理工大學(xué)