CN105259153A - 用于液体检测的装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于液体检测的装置，包括激光诱导荧光装置和液体检测机构；激光诱导荧光装置包括光谱仪、激光LED模组、选光支架、调节支架、底座Ⅰ、螺杆、轨道、光纤Ⅱ和驱动螺杆转动的机构；液体检测机构包括电机Ⅰ、转动托盘、转动鼓、光纤支架Ⅰ、光纤支架Ⅱ、微量注液泵和比色皿；转动托盘固定安装在转动鼓上，转动托盘上且靠近边缘均布设置多个比色皿；转动托盘的边缘上方固定设置一光纤接头Ⅱ，光纤接头Ⅱ和光纤接头Ⅲ分别位于比色皿相对的两侧外。该装置以实现对液体目标物质进行快速的定性、定量检测。通过将荧光信号与各敏感物质进行有机结合，对液体时频多指标联合特征向量的提取及模式识别方法的研究探索。

Description

用于液体检测的装置

技术领域

本发明涉及一种在医疗、食品安全、环境保护等领域中应用广泛的液体检测装置，尤其涉及一种用于液体检测的装置。

背景技术

液体检测在医疗、食品安全、环境保护等领域都有广泛应用，渗透国民生产生活的方方面面。食品安全方面，农药作为农作物的第一污染源，对人类的食品安全造成了很大的负面影响。随着人类生活水平的提高和对生活质量的要求越来越高，对农作物及农副产品中的农药残留的检测方法研究成为了目前的研究热点。

目前，用于农残(或其它液体标志物)的传统检测方法是色谱法，如通过气相色谱(GasChromatography,GC)、高效液相色谱连接质谱(HighPerformanceLiquidChromatographycoupledmassspectrometry,HPLC-MS)、液相色谱—质谱联用(LiquidChromatography-MassSpectrometer-computer,LC-MS)等，此方法具有较高的稳定性和敏感性，且目前很多国家对农药检测的国家标准依然是通过GC或HPLC等大型仪器检测。但大型仪器检测由于成本较高、样品需要复杂前处理、需要专业人员等因素，不能实现实时在线检测。

以农残为例，除了传统的大型仪器外，常见的快速检测方法主要包括分子印迹技术，免疫分析法以及传感器技术等。

分子印迹的原理是当模板分子(印迹分子)与聚合物单体接触时会形成多重作用点，通过聚合过程这种作用就会被记忆下来，当模板分子除去后，聚合物中就形成了与模板分子空间构型相匹配的具有多重作用点的空穴，这样的空穴将对模板分子及其类似物具有选择识别特性，然而通常都是与其他检测方法(如气相色谱法)相结合使用。

免疫分析法是基于抗原抗体之间特异性免疫反应来实现小分子物质的检测，具有特异性高、选择性强、稳定性好等特点。现行免疫分析方法主要包括：酶联免疫分析(EIA)、荧光免疫分析(FIA)、放射性免疫分析(RIA)、化学发光免疫分析(CLIA)，虽然具有高的选择性，但是抗体的构建获得比较困难，特异性结合半抗原的筛选麻烦，检测效果很大程度上取决于半抗原的正确选择，也不能实现农药多残留的检测。

相比较而言，传感器法是近些年来发展起来的新型检测方法，由于其响应速度快、灵敏度高，成为了一种新型的液体物质检测方法。传感技术是获取信息，处理信息和识别信息的一门多学科交叉的现代科学与工程技术，目前用于检测农药残留的传感技术大致有：电化学传感器，光学传感器，比色传感器，生物传感器等，生物传感器又分为酶传感器、微生物传感器、免疫传感器和细胞传感器等。

然而上述传感器几乎都只使用了单一信号来作为判断依据，仅能反映目标物的部分特性，且有的使用的是基于物理吸附的电子鼻，这就使得其敏感性不高，因此广泛应用于实际还有一定困难。

发明内容

针对现有技术中存在的上述不足，本发明提供了一种对液体目标物质进行快速定性、定量检测的用于液体检测的装置。

为了解决上述技术问题，本发明采用了如下技术方案：

用于液体检测的装置，包括激光诱导荧光装置和液体检测机构；

所述激光诱导荧光装置包括光谱仪、激光LED模组、选光支架、调节支架、底座Ⅰ、螺杆、轨道、光纤Ⅱ和驱动螺杆转动的机构；所述底座Ⅰ安装在轨道上并与轨道滑动配合，所述底座Ⅰ的中部设置螺纹孔，所述螺杆穿过底座Ⅰ的螺纹孔并与螺纹孔螺纹配合，所述螺杆与轨道平行，所述调节支架为两个且平行设置在底座Ⅰ上，两个调节支架上设置相互平行的条形孔，所述选光支架的底端通过穿过条形孔的调节螺栓连接在两个调节支架上，所述选光支架的顶端配有光纤接头Ⅰ，所述光纤Ⅱ的一端安装在光纤接头Ⅰ上并与激光LED模组同轴线对应；

所述液体检测机构包括电机Ⅰ、转动托盘、转动鼓、光纤支架Ⅰ、光纤支架Ⅱ、微量注液泵和比色皿；所述电机Ⅰ的输出轴竖直向上，所述转动鼓安装在电机Ⅰ的输出轴上，所述转动托盘固定安装在转动鼓上，所述转动托盘上且靠近边缘均布设置多个比色皿；所述转动托盘的边缘上方固定设置一光纤接头Ⅱ，所述转动托盘的上方且靠近转动托盘中部固定设置一光纤接头Ⅲ，所述光纤接头Ⅱ和光纤接头Ⅲ分别位于比色皿相对的两侧外；所述光纤支架Ⅰ固定设置在转动托盘的外侧，所述光谱仪与光纤Ⅰ的一端连接，光纤Ⅰ的另一端通过光纤支架Ⅰ安装在光纤接头Ⅱ上；所述光纤支架Ⅱ固定设置在转动托盘的外侧，所述光纤支架Ⅱ的顶部靠近转动托盘的中部上方，所述光纤Ⅱ的另一端通过光纤支架Ⅱ安装在光纤接头Ⅲ上；所述微量注液泵固定设置在转动托盘的一侧，微量注液泵的出液口连接输液管，所述输液管的出液口位于转动托盘一侧的比色皿的正上方。

作为本发明的一种优选方案，所述液体检测机构还包括转动托盘定位机构，所述转动托盘定位机构包括微动开关Ⅰ和触动块Ⅰ；所述转动鼓的外圆上设置一挡块，所述触动块Ⅰ设置在微动开关Ⅰ的弹簧片上，所述触动块Ⅰ与转动鼓转动时挡块的运行轨迹对应。

作为本发明的另一种优选方案，所述液体检测机构还包括顶部敞开的液体检测盒，所述转动托盘上且靠近边缘均布设置数量与比色皿数量相等的液体检测盒，所述液体检测盒相对应的壁上分别设置一狭缝，每个比色皿放置在一个液体检测盒内，每个液体检测盒上的两个狭缝相对转动托盘的中心呈发射状。

作为本发明的一种改进方案，所述激光诱导荧光装置还包括微动开关Ⅲ、触动块Ⅲ、微动开关Ⅳ和触动块Ⅳ；所述微动开关Ⅲ和微动开关Ⅳ分别设置在轨道的两端，所述触动块Ⅲ设置在微动开关Ⅲ的弹簧片上，所述触动块Ⅳ设置在微动开关Ⅳ的弹簧片上，所述触动块Ⅲ和触动块Ⅳ与底座Ⅰ对应。

与现有技术相比，本发明具有如下技术优点：

1、用于液体检测的装置以实现对液体目标物质进行快速的定性、定量检测；通过将可见光信号及荧光信号与各敏感物质进行有机结合，对液体时频多指标联合特征向量的提取及模式识别方法的研究探索。

2、通过对多种液体目标物质的检测，希望为实现农残快速检测实时监测等上述重大关切问题的快速检测提供参考，并为液体多体系检测提供一条新的思路。

3、该装置研究一些与重大疾病、食品安全、环境污染等与国民生产生活方面有着紧密联系的液体在多信号模式下的联合特征，并据此探索目标液体标志物的模式识别方法。

4、探明目标液体下，基于双信号的时频多指标联合特征值向量及其提取方法。

5、该装置能从多个角度考察目标物的特性，有助于更加准确地对待测物及其浓度进行识别，进而为生产实践及临床诊断提供依据，既具有重要的科学价值和学术意义，又具有巨大的实际应用前景。

附图说明

图1为用于液体检测的装置的结构示意图。

附图中，1—光谱仪；2—激光LED模组；3—选光支架；4—调节支架；5—底座Ⅰ；6—螺杆；7—轨道；8—条形孔；9—光纤接头Ⅰ；10—电机Ⅰ；11—转动托盘；12—转动鼓；13—光纤支架Ⅰ；14—光纤支架Ⅱ；15—微量注液泵；16—比色皿；17—光纤接头Ⅱ；18—光纤接头Ⅲ；35—微动开关Ⅰ；36—触动块Ⅰ；37—挡块；38—液体检测盒；39—狭缝；53—微动开关Ⅲ；54—触动块Ⅲ；55—微动开关Ⅳ；56—触动块Ⅳ；57—固定盘；58—连接杆；59—支撑杆；60—支架。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细地描述。

如图1所示，用于液体检测的装置包括激光诱导荧光装置和液体检测机构。

激光诱导荧光装置包括光谱仪1、激光LED模组2、选光支架3、调节支架4、底座Ⅰ5、螺杆6、轨道7、光纤Ⅱ、驱动螺杆6转动的机构(在本实施例中，该机构采用电机，通过电机驱动螺杆6转动)、微动开关Ⅲ53、触动块Ⅲ54、微动开关Ⅳ55和触动块Ⅳ56。激光LED模组2设置在光谱仪1的上方，底座Ⅰ5安装在轨道7上并与轨道7滑动配合，底座Ⅰ5的中部设置螺纹孔，螺杆6穿过底座Ⅰ5的螺纹孔并与螺纹孔螺纹配合，螺杆6与轨道7平行。调节支架4为两个且平行设置在底座Ⅰ5上，两个调节支架4上设置相互平行的条形孔8(条形孔8与激光LED模组2的轴线平行)，选光支架3的底端通过穿过条形孔8的调节螺栓连接在两个调节支架4上，选光支架3的顶端配有光纤接头Ⅰ9，光纤接头Ⅰ9伸向激光LED模组2，激光LED模组2为多个，激光LED模组2的轴线与轨道7垂直，光纤Ⅱ的一端安装在光纤接头Ⅰ9上并与激光LED模组2同轴线对应。微动开关Ⅲ53和微动开关Ⅳ55分别设置在轨道7的两端，触动块Ⅲ54设置在微动开关Ⅲ53的弹簧片上，触动块Ⅳ56设置在微动开关Ⅳ55的弹簧片上，触动块Ⅲ54和触动块Ⅳ56与底座Ⅰ5对应。

电机通过皮带轮和皮带驱动螺杆6转动，进而驱动底座Ⅰ5在轨道7上滑动，底座Ⅰ5的滑动范围在微动开关Ⅲ53和微动开关Ⅳ55之间，移动底座Ⅰ5的目的主要是带动其上的选光支架3上的光纤接头Ⅰ9移动，以选择对应的激光LED模组2，确保在每个选光工位上，光纤与相应的激光LED模组保存同轴。条形孔8用于调节选光支架3在调节支架4上的位置，进而调节光纤接头Ⅰ9与相应的激光LED模组的距离。

液体检测机构包括电机Ⅰ10、转动托盘11、转动鼓12、光纤支架Ⅰ13、光纤支架Ⅱ14、微量注液泵15、比色皿16、固定盘57、连接杆58、支撑杆59和顶部敞开的液体检测盒38。电机Ⅰ10安装在支架60上，电机Ⅰ10的输出轴竖直向上，转动鼓12安装在电机Ⅰ10的输出轴上，转动托盘11固定安装在转动鼓12上。转动托盘11上且靠近边缘均布设置多个比色皿16，比色皿16为顶部敞口的透明盒；转动托盘11上且靠近边缘均布设置数量与比色皿16数量相等的液体检测盒38，液体检测盒38相对应的壁上分别设置一狭缝39，每个比色皿16放置在一个液体检测盒38内，每个液体检测盒38上的两个狭缝39相对转动托盘11的中心呈发射状。转动托盘11的边缘上方固定设置一光纤接头Ⅱ17，支撑杆59安装在转动托盘11的一侧外，支撑杆59的顶部伸向转动托盘11的中部上方，固定盘57位于转动托盘11的上方且位于多个比色皿16围成的圈内，固定盘57通过连接杆58固定悬吊在支撑杆59的顶部，转动托盘11的上方且靠近转动托盘11中部固定设置一光纤接头Ⅲ18，光纤接头Ⅲ18固定安装在固定盘57上且靠近固定盘57的边缘，光纤接头Ⅱ17和光纤接头Ⅲ18分别位于比色皿16相对的两侧外。光纤支架Ⅰ13固定设置在转动托盘11的外侧，光谱仪1与光纤Ⅰ的一端连接，光纤Ⅰ的另一端通过光纤支架Ⅰ13安装在光纤接头Ⅱ17上。光纤支架Ⅱ14固定设置在转动托盘11的外侧，光纤支架Ⅱ14的顶部靠近转动托盘11的中部上方，光纤Ⅱ的另一端通过光纤支架Ⅱ14安装在光纤接头Ⅲ18上。微量注液泵15固定设置在转动托盘11的一侧，微量注液泵15的出液口连接输液管，输液管的出液口位于转动托盘11一侧的比色皿16的正上方。

为了对转动托盘11上的比色皿16的转动位置进行对位，该液体检测机构还包括转动托盘定位机构，转动托盘定位机构包括微动开关Ⅰ35和触动块Ⅰ36；转动鼓12的外圆上设置一挡块37，触动块Ⅰ36设置在微动开关Ⅰ35的弹簧片上，触动块Ⅰ36与转动鼓12转动时挡块37的运行轨迹对应。检测前先将各敏感物质注入比色皿16中，将待检测的液体由微量注液泵15注入比色皿16中，待检测液与比色皿16中的敏感物质进行反应，激光LED模组发出的光通过光纤Ⅱ投射在比色皿16上，透过比色皿16的光通过光纤Ⅰ输入光谱仪1，进而实现对待测物(如农残物)进行快速的定性、定量检测。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (4)

1.用于液体检测的装置，其特征在于：包括激光诱导荧光装置和液体检测机构；

所述激光诱导荧光装置包括光谱仪(1)、激光LED模组(2)、选光支架(3)、调节支架(4)、底座Ⅰ(5)、螺杆(6)、轨道(7)、光纤Ⅱ和驱动螺杆(6)转动的机构；所述底座Ⅰ(5)安装在轨道(7)上并与轨道(7)滑动配合，所述底座Ⅰ(5)的中部设置螺纹孔，所述螺杆(6)穿过底座Ⅰ(5)的螺纹孔并与螺纹孔螺纹配合，所述螺杆(6)与轨道(7)平行，所述调节支架(4)为两个且平行设置在底座Ⅰ(5)上，两个调节支架(4)上设置相互平行的条形孔(8)，所述选光支架(3)的底端通过穿过条形孔(8)的调节螺栓连接在两个调节支架(4)上，所述选光支架(3)的顶端配有光纤接头Ⅰ(9)，所述光纤Ⅱ的一端安装在光纤接头Ⅰ(9)上并与激光LED模组(2)同轴线对应；

所述液体检测机构包括电机Ⅰ(10)、转动托盘(11)、转动鼓(12)、光纤支架Ⅰ(13)、光纤支架Ⅱ(14)、微量注液泵(15)和比色皿(16)；所述电机Ⅰ(10)的输出轴竖直向上，所述转动鼓(12)安装在电机Ⅰ(10)的输出轴上，所述转动托盘(11)固定安装在转动鼓(12)上，所述转动托盘(11)上且靠近边缘均布设置多个比色皿(16)；所述转动托盘(11)的边缘上方固定设置一光纤接头Ⅱ(17)，所述转动托盘(11)的上方且靠近转动托盘(11)中部固定设置一光纤接头Ⅲ(18)，所述光纤接头Ⅱ(17)和光纤接头Ⅲ(18)分别位于比色皿(16)相对的两侧外；所述光纤支架Ⅰ(13)固定设置在转动托盘(11)的外侧，所述光谱仪(1)与光纤Ⅰ的一端连接，光纤Ⅰ的另一端通过光纤支架Ⅰ(13)安装在光纤接头Ⅱ(17)上；所述光纤支架Ⅱ(14)固定设置在转动托盘(11)的外侧，所述光纤支架Ⅱ(14)的顶部靠近转动托盘(11)的中部上方，所述光纤Ⅱ的另一端通过光纤支架Ⅱ(14)安装在光纤接头Ⅲ(18)上；所述微量注液泵(15)固定设置在转动托盘(11)的一侧，微量注液泵(15)的出液口连接输液管，所述输液管的出液口位于转动托盘(11)一侧的比色皿(16)的正上方。

2.根据权利要求1所述的用于液体检测的装置，其特征在于：所述液体检测机构还包括转动托盘定位机构，所述转动托盘定位机构包括微动开关Ⅰ(35)和触动块Ⅰ(36)；所述转动鼓(12)的外圆上设置一挡块(37)，所述触动块Ⅰ(36)设置在微动开关Ⅰ(35)的弹簧片上，所述触动块Ⅰ(36)与转动鼓(12)转动时挡块(37)的运行轨迹对应。

3.根据权利要求1所述的用于液体检测的装置，其特征在于：所述液体检测机构还包括顶部敞开的液体检测盒(38)，所述转动托盘(11)上且靠近边缘均布设置数量与比色皿(16)数量相等的液体检测盒(38)，所述液体检测盒(38)相对应的壁上分别设置一狭缝(39)，每个比色皿(16)放置在一个液体检测盒(38)内，每个液体检测盒(38)上的两个狭缝(39)相对转动托盘(11)的中心呈发射状。

4.根据权利要求1所述的用于液体检测的装置，其特征在于：所述激光诱导荧光装置还包括微动开关Ⅲ(53)、触动块Ⅲ(54)、微动开关Ⅳ(55)和触动块Ⅳ(56)；所述微动开关Ⅲ(53)和微动开关Ⅳ(55)分别设置在轨道(7)的两端，所述触动块Ⅲ(54)设置在微动开关Ⅲ(53)的弹簧片上，所述触动块Ⅳ(56)设置在微动开关Ⅳ(55)的弹簧片上，所述触动块Ⅲ(54)和触动块Ⅳ(56)与底座Ⅰ(5)对应。