定發(fā)光二極管波長范圍為530-550nm，濾光片的濾光范圍選擇545_565nm。
[0026]根據(jù)步驟3建立的檢測模型，即可在步驟4中對(duì)被重金屬汞污染的水樣進(jìn)行測定。檢測模型通過編譯、調(diào)試后下載到本發(fā)明提出的便攜式快速檢測裝置的微控制器FLASH內(nèi)存中，脫機(jī)運(yùn)行檢測時(shí)即時(shí)得出汞含量。
[0027]—種基于量子點(diǎn)熒光探針的水體中汞的便攜式快速檢測裝置，所述檢測裝置是將黑盒、液晶顯示器、微控制器、鍵盤單元、串口通訊單元、驅(qū)動(dòng)單元、發(fā)光二極管、檢測芯片、信號(hào)放大單元集成的一體化裝置；
[0028]在所述檢測裝置的上表面設(shè)置有液晶顯示器、鍵盤單元和黑盒凹槽，所述黑盒置于黑盒凹槽中；在所述黑盒內(nèi)，順次設(shè)置發(fā)光二極管、比色皿；濾光片、聚光鏡，光電轉(zhuǎn)換二極管；
[0029]所述檢測裝置內(nèi)設(shè)置有微控制器、串口通訊單元、驅(qū)動(dòng)單元、檢測芯片；所述微控制器連接所述驅(qū)動(dòng)單元，驅(qū)動(dòng)單元連接發(fā)光二極管；在發(fā)光二極管發(fā)射的光路接收位置設(shè)置所述光電轉(zhuǎn)換二極管，所述光電轉(zhuǎn)換二極管連接所述信號(hào)放大單元，信號(hào)放大單元連接微控制器；所述微控制器還連接有液晶顯示器鍵盤單元和串口通訊單元。
[0030]為了減少外界光源的干擾，將照射比色皿的環(huán)境設(shè)計(jì)成密閉黑暗的環(huán)境，稱為黑合
ΙΤΓΤ.0
[0031]進(jìn)一步地，在所述檢測裝置的上表面還設(shè)置有試劑瓶凹槽和串口。
[0032]進(jìn)一步地，所述光源為固定特征波段530-550nm的發(fā)光二極管。
[0033]其中，所述濾光片的帶寬為20nmo
[0034]本發(fā)明提出的方法，實(shí)現(xiàn)了一種基于量子點(diǎn)熒光探針的水體中重金屬汞污染的快速檢測，并提出用于金屬汞快速檢測的便攜式裝置，其有益效果包括:
[0035]I本發(fā)明通過特定波段的發(fā)光二極管發(fā)光，檢測光源照射溶液的熒光光強(qiáng)值。因?yàn)樗w中汞的含量與CdTe量子點(diǎn)熒光強(qiáng)度的變化在特定波段的關(guān)系可以根據(jù)檢測方法中所確定模型得到，故通過對(duì)量子點(diǎn)溶液熒光強(qiáng)度的直接測量，獲得水體中重金屬汞的含量。
[0036]2本發(fā)明不僅可以同時(shí)快速準(zhǔn)確測量水體中重金屬汞的含量，為水體環(huán)境檢測提供充分依據(jù)；還可以進(jìn)行參數(shù)下載和數(shù)據(jù)上傳，有利于后期數(shù)據(jù)分析應(yīng)用。
【附圖說明】
[0037]圖1是檢測裝置中的黑盒的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0038]圖2是檢測裝置的濾光片架的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0039]圖3是檢測裝置的俯視圖。
[0040]圖4是檢測裝置各模塊的連接關(guān)系示意圖。
[0041]圖5是檢測裝置的驅(qū)動(dòng)單元的電路結(jié)構(gòu)圖。
[0042]圖6是檢測裝置的串口通訊單元的的電路結(jié)構(gòu)示意圖。
[0043]圖7是檢測裝置的光電二極管的電路結(jié)構(gòu)示意圖。
[0044]圖8是檢測裝置的的操作單元(鍵盤單元)的電路結(jié)構(gòu)示意圖。
[0045]圖9是快速檢測裝置的電源單元電路結(jié)構(gòu)示意圖。圖9(a)通過型號(hào)為SPX1117M3-5.0的低壓差線性穩(wěn)壓器U201將9V電池電壓降到5V ；圖9 (b)通過型號(hào)SPX1117M3-3.3的低壓差線性穩(wěn)壓器U202將5V電壓降到3.3V。
[0046]圖10是快速檢測裝置的液晶顯示器的接口電路結(jié)構(gòu)示意圖。
[0047]圖11是快速檢測方法的檢測流程圖。
[0048]其中:1_發(fā)光二極管；2_比色皿；3_濾光片；4_聚光鏡；5_光電轉(zhuǎn)換二極管；6-固定黑盒凹槽；7_濾光片架；8_光纖臂；9_液晶顯示器；10-鍵盤；11-串口 ； 12-試劑瓶凹槽。
【具體實(shí)施方式】
[0049]現(xiàn)以以下實(shí)施例來說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。
[0050]說明書中使用的手段，如無特別說明，均為本領(lǐng)域常規(guī)的技術(shù)手段。
[0051]實(shí)施例1:基于量子點(diǎn)熒光探針的檢測
[0052]步驟1:用硫酸汞配置不同濃度梯度的含汞溶液:先配制9 X 10 3mol/L含Hg2+溶液，然后稀釋，獲得10個(gè)濃度為0,9X10 4U.8X10 3、2.7X10 3、….Hg2+溶液(濃度梯度為9X104);配制適當(dāng)濃度的量子點(diǎn)溶液；配制PH = 7.4的檸檬酸-Na2HPOgl沖溶液(PBS);
[0053]步驟2:L-半胱氨酸溶液(修飾CdTe量子點(diǎn)的L-半胱氨酸溶液為0.08mol/L)修飾CdTe量子點(diǎn)溶液和緩沖溶液混合，加入步驟I配置的含汞溶液，制得待測溶液；在PBS體系中汞離子和CdTe量子點(diǎn)之間發(fā)生電子轉(zhuǎn)移，從而猝滅CdTe量子點(diǎn)的熒光。取多組不同濃度的含汞溶液100 μ L，分別加入配制好的100 μ L量子點(diǎn)溶液，并且設(shè)置空白組，其中空白組加100 μ L的量子點(diǎn)溶液和100 μ L的檸檬酸-Na2HPO4緩沖溶液，并且充分混合使得反應(yīng)充分進(jìn)行，然后靜置15min，即得到待測溶液。
[0054]步驟3:采用熒光分光光度計(jì)采集待測溶液的光譜數(shù)據(jù)，篩選出汞元素的特征敏感波段，即為發(fā)光二級(jí)管的波峰值范圍，并建立水體中汞含量和波峰值關(guān)聯(lián)的檢測模型。具體為:測量反應(yīng)后比色皿中量子點(diǎn)溶液的熒光發(fā)光值，重復(fù)步驟1，2，3，直到10組Hg2+溶液全部和量子點(diǎn)反應(yīng)完，并測得它們的熒光曲線。觀察分析曲線走向處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。采用數(shù)據(jù)平滑處理和基線校正的預(yù)處理方法處理光譜數(shù)據(jù)，去除噪聲干擾，在特征波段范圍內(nèi)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，綜合比較之后，選取其中的最優(yōu)模型一元線性回歸模型為水體中重金屬汞的快速檢測模型。
[0055]檢測模型為y = A.+Bx
[0056]步驟3中，光譜采集范圍為全波段400-900nm，采樣間隔lnm，采集點(diǎn)數(shù)-500，通過數(shù)據(jù)處理軟件對(duì)光譜數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，由相關(guān)系數(shù)法篩選出汞元素的特征敏感波段550-560nm，確定發(fā)光二極管波長范圍為530-550nm，濾光片的濾光范圍選擇545-565nm?；诖耍O(shè)計(jì)了本發(fā)明的基于量子點(diǎn)熒光探針的水體中汞的便攜式快速檢測裝置。
[0057]實(shí)施例2水體中汞的便攜式快速檢測裝置
[0058]—種基于量子點(diǎn)熒光探針的水體中汞的便攜式快速檢測裝置，其所述檢測裝置是將黑盒、液晶顯示器、微控制器、鍵盤單元、串口通訊單元、驅(qū)動(dòng)單元、發(fā)光二極管、檢測芯片、信號(hào)放大單元集成的一體化裝置；
[0059]參見圖3、圖1和圖2，在所述檢測裝置的上表面設(shè)置有液晶顯示器、鍵盤單元和黑盒凹槽，所述黑盒置于黑盒凹槽中；在所述黑盒內(nèi)，順次設(shè)置發(fā)光二極管1、比色皿2、濾光片3、聚光鏡4，光電轉(zhuǎn)換二極管5。濾光片3為圓形，用濾光片架7固定。檢測裝置的上表面還設(shè)置有試劑瓶凹槽12和串口 11。
[0060]裝置尺寸為長X寬X高:20xl0x4 (cm)。
[0061]見圖4，所述檢測裝置內(nèi)設(shè)置有微控制器、串口通訊單元、驅(qū)動(dòng)單元、檢測芯片；所述微控制器連接所述驅(qū)動(dòng)單元，驅(qū)動(dòng)單元連接發(fā)光二極管；在發(fā)光二極管發(fā)射的光路接收位置設(shè)置所述光電轉(zhuǎn)換二極管5，所述光電轉(zhuǎn)換二極管5連接所述信號(hào)放大單元，信號(hào)放大單元連接微控制器；所述微控制器還連接有液晶顯示器鍵盤單元和串口通訊單元。其中，驅(qū)動(dòng)單元輸入接微控制器，輸出接發(fā)光二極管光源I ;操作單元為鍵盤10，輸出接微控制器；信號(hào)放大調(diào)解單元輸入接光電檢測二極管5，輸出接微控制器；串口通訊單元輸入接微控制器，輸出通過串口 11接上位計(jì)算機(jī)。顯示模塊為液晶顯示器9，與微機(jī)模塊中的微控制器相連接。
[0062]本實(shí)施例的便攜式快速檢測裝置中，光源為固定特征波段530-550nm的發(fā)光二極管I。濾光片3的帶寬20nm。電路各模塊集成為電路板，電路板位于檢測裝置內(nèi)部。
[0063]具體地:
[0064]圖5為本發(fā)明的微機(jī)模塊的驅(qū)動(dòng)單元的電路結(jié)構(gòu)圖；即發(fā)光二極管恒流驅(qū)動(dòng)電路，達(dá)林頓管陣列集成芯片ULN2003輸入接微控制器型號(hào)為MSP430的單片機(jī)(圖中未示出)相對(duì)應(yīng)的P4.0、P4.1、P4.2、P4.3引腳，以提高微控制器引腳電流驅(qū)動(dòng)能力。由微控制器MSP430單片機(jī)的引腳控制發(fā)光二極管I的亮滅，當(dāng)輸出高時(shí)，發(fā)光二極管I導(dǎo)通，發(fā)光二極管I亮；當(dāng)輸出低時(shí)，發(fā)光二極管