CN106841505B - 全自动沉降值测定仪及可溶指数测定方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种全自动沉降值测定仪及可溶指数测定方法，包括专用沉降管、管架、多通道快速移液加液枪、沉降管快速加塞机构、定时振荡机构、检测系统、控制及数据处理系统；专用沉降管放置在管架上，沉降管快速加塞机构设在管架上方，管架安装在定时振荡机构上，检测系统分为沉降界面测试系统和上清液的散射光强度测试系统，沉降界面测试系统用于测量专用沉降管中沉降界面位置；上清液的散射光强度测试系统用于测定专用沉降管中沉降上清液的散射光强度。本发明操作简便，结果准确，样品随时可做，方便实用。

Description

全自动沉降值测定仪及可溶指数测定方法
技术领域
本发明涉及一种全自动小麦粉理化特性检测装置，具体来说涉及一种全自动沉降值测定仪及可溶指数测定方法。
背景技术
小麦沉降值是反映面筋蛋白质数量及质量的一个综合指标。沉降值越大，表明面筋强度越大。目前沉降值的测定根据测定时所采用溶剂的不同，被分为两种测定方法，即Zeleny沉降值和SDS沉降值，这两种方法均被列为AACC标准方法和我国国家标准。Zeleny沉降值是Zeleny于1947年首先提出的，其原理是：将待检小麦在规定的粉碎和筛分条件下制成的试验面粉，悬浮于含有异丙醇的弱酸性乳酸水溶液中，在振荡中异丙醇使蛋白质与其它成份分离，促使蛋白质水化作用。经固定时间的振荡和静止后，测定由于面粉颗粒沉降所形成的沉积物的体积，其被测物为面粉。沉降值的大小因小麦中面筋蛋白质的水合率和水合能力的大小而不同。SDS沉降值是Axford等(1979)提出的，其原理是：小麦在规定的粉碎和筛分条件下制粉，后制成十二烷基硫酸钠(SDS)悬乳液，经固定时间的振摇和静止后，悬浮液中的面粉面筋与表面活性剂SDS结合，在酸的作用下发生膨胀，形成絮状沉积物，然后测定沉积物的体积，其被测物为全麦粉或面粉。尤其适于对育种的早期世代材料进行品质评价，因此，自SDS沉降试验问世以来，在全世界的很多小麦育种计划中得到广泛应用。
传统的小麦沉降值测定方法为人工方法，即用3.2～6克小麦粉样置于带刻度的100mL特制具塞量筒内，加入50mL溴酚蓝水溶液（或SDS溶液），用秒表计时，手摇15秒停止振摇静置到2分钟时，再振摇15秒并静置至4分钟再加入50mLSDS乳酸混合液振摇15秒并竖直静置。开始计时，到时间（Zeleny沉降值5分钟，SDS沉降值是全麦粉20分钟、小麦粉即面粉40分钟）后，依据量筒刻度尺读出数值，记录作为结果。该方法属人工计时，手工振摇操作，目视测量，结果误差大、精度低、操作复杂，多个样品不能同时测量，还受实验室温度、人为因素、振动、具塞量筒管内径、清洁度、放置位置等多种因素的影响，结果的准确性无法充分保证，且检测所需时间长，不利于育种品质的判断。因此实现小麦沉降值检测自动化迫在眉睫。
上世纪80年代北京农业大学（现中国农业大学）仿制德国布拉斑德振摇器代替了手工振摇，振摇角度和频率固定；90年代末郑州良源分析仪器有限公司研制了LYZY-1、LYZY-2型沉降值测定仪，振摇角度和频率可调，提高了振摇的测试范围和精度，沉降后沉积物体积数值仍为目测读出。近几年来，小麦沉降值的测定在小麦育种上的意义显得更为重要的，所以农业育种科研部门和大专院校采用了LYZY-2型沉降值测定仪。
目前，国内对小麦粉沉降值的测定方式主要有LYZY-2型沉降值测定仪和中国农业大学振摇器都统一了具塞量筒管内径、高度，振摇频率和角度等环节，沉降液面观测靠目测记录，自动化水平低。对于小麦育种者而言，无论是测量精度还是测量效率都已经无法适合现代科技的发展要求，因此，开发测量精度和自动化程度较高的、适用于大批量检测的新型全自动化沉降值测定仪器装置，是现代农业和食品科学技术发展必需。
发明内容
目前国标通用的、AACC56-63、AACC56-70方法和我国国标GB/T 21119-2007、GB/T15685-2011都是沿用振摇器，由于用粉样量多，沉降时放置室温自然沉降，目视观察时间长，受粉样压积的影响大，而且受室温及其它很多人为因素的影响，同一样品不同实验室测定结果有较大偏差。为了标准化小麦粉沉降率操作，减少影响因素，同时缩短检测时间，本发明采用仪器自动化计时，微机自动控制定时扫描检测沉降界面的位置的原理来检测沉降值，并以时间与沉降界面的位置计算出沉降速率，提高测量速度与精度，使大批量的育种筛选工作变得快捷，使得沉降速率的测定变得容易了，测定的工作量大大减少，不仅可用于沉降值测定，配合离心部件即可用于小麦粉溶剂保持力(SRC)测定，即构成为全自动小麦粉溶剂保持力(SRC)检测仪。其检测结果不受温度、人为因素、振动、具塞量筒管内径等因素干扰，提高了小麦粉沉降值的检测精确度，同时还测定了与小麦蛋白质聚合体关系密切的沉降速率，且与电泳法的结果相关性很好。
本发明的全自动沉降值测定仪，包括专用沉降管、管架、多通道快速移液加液枪、沉降管快速加塞机构、定时振荡机构、检测系统、控制及数据处理系统；专用沉降管放置在管架上，多通道快速移液加液枪用于对专用沉降管进行加液，沉降管快速加塞机构用于对专用沉降管进行加塞密封，沉降管快速加塞机构设在管架上方，定时振荡机构用于对专用沉降管进行振荡，管架安装在定时振荡机构上，检测系统分为沉降界面测试系统和上清液的散射光强度测试系统，沉降界面测试系统用于测量专用沉降管中沉降界面位置；上清液的散射光强度测试系统用于测定专用沉降管中沉降上清液的散射光强度，定时振荡机构和检测系统分别与控制及数据处理系统连接。
所述专用沉降管为5~50mL带刻度玻璃或透明塑料试管，沉降管高度为100~200mm，沉降管内径为5.00~10.00mm±0.02mm，上下误差小于2％，沉降管最小刻度为0.1~0.01mL。
所述多通道快速移液加液枪上设有多个枪头，每个枪头一侧均设有连接板，连接板上设有小孔，枪头另一侧设有卡板，卡板下端设有卡口，卡板的位置高于连接板，卡口为箭头型或Y型或U型卡口，多个枪头通过卡口连接成一排。
所述沉降管快速加塞机构是沉降管自动快速加塞机构，包括内部设有复位弹簧的牵引电磁铁和试管口压紧板，试管口压紧板位于管架正上方，试管口压紧板包括上压紧板和下压紧板，上压紧板和下压紧板之间设有多个弹簧，牵引电磁铁和上压紧板固定连接，下压紧板底部设有弹性的硅胶板。
所述沉降管快速加塞机构是沉降管手动快速加塞机构，包括固定板和试管口压紧板，试管口压紧板位于管架正上方，试管口压紧板包括上压紧板和下压紧板，上压紧板和下压紧板之间设有多个弹簧，固定板和上压紧板之间设有多个复位弹簧，下压紧板上设有2个手拉环，下压紧板底部设有弹性的硅胶板。
所述定时振荡机构包括摇摆盘、摇摆盘旋转支架、摇摆杆和角度调节器，摇摆盘铰接在摇摆盘旋转支架上，摇摆盘上固定安装管架，摇摆杆垂直固定在摇摆盘上，摇摆杆上设有条形孔，角度调节器包括刻度驱动盘、带驱动轴的小板和滚花螺杆，驱动轴穿过条形孔，刻度驱动盘上设有角度限位凹口，小板一端铰接在刻度驱动盘上，另一端通过滚花螺杆固定在角度限位凹口上，刻度驱动盘与高精度步进电机连接。
所述定时振荡机构包括往复振荡支架、滑槽往复运动杆和电控驱动的直线步进电机，往复振荡支架为2个，2个往复振荡支架之间通过滑槽往复运动杆连接，滑槽往复运动杆垂直安装在滑轴上，滑轴与直线步进电机相连，每个往复振荡支架上均安装沉降管架固定板，沉降管架固定板上端与往复振荡支架铰接，沉降管架固定板下端通过蝶型螺母与带有刻度的弧形角度调节器固定连接，管架通过定位销固定在沉降管架固定板上。
所述沉降界面测试系统包括移动板，移动板上设有多个与专用沉降管相配合的U型槽，移动板上设有红外线发射器和红外线接收器，红外线发射器和红外线接收器分别设在U型槽相对两侧壁上，移动板滑动设在垂直导轨上，移动板与同步带连接，同步带连接步进电机。
所述沉降界面测试系统由CCD扫描器或CCD数码相机、信号采集系统、分析处理系统和数据结果存储系统组成，信号采集系统和分析处理系统分别与CCD扫描器或CCD数码相机连接，信号采集系统和分析处理系统连接，分析处理系统连接数据结果存储系统。
所述上清液的散射光强度测试系统包括双LED光源、2个聚光镜、成像镜和高分辨率彩色线阵CCD，LED光源分别从两侧通过聚光镜射向专用沉降管，从专用沉降管散射出的光经过成像镜射到高分辨率彩色线阵CCD上。
所述检测系统为沉降界面测试系统和上清液的散射光强度测试系统的组合系统，包括三个LED光源、光栏、2个聚光镜、成像镜和高分辨率彩色线阵CCD，其中两个LED光源分别从两侧通过聚光镜射向专用沉降管，从专用沉降管散射出的光经过成像镜射到高分辨率彩色线阵CCD上，另一个LED光源从另一侧通过光栏射向专用沉降管。
所述控制及数据处理系统由控制器、步进电机驱动器、温度控制系统、扫描控制系统、数据运算存储器、液晶显示屏和打印机组成，定时振荡机构和检测系统均与控制器连接，控制器分别连接步进电机驱动器、温度控制系统、扫描控制系统、数据运算存储器、液晶显示屏和打印机，扫描控制系统用于控制检测系统得到沉降界面高度，数据运算存储器用于计算沉降速度，并存储在数据运算存储器中。
一种基于全自动沉降值测定仪的可溶指数测定方法，包括以下步骤：
（1）取10mL专用沉降管，将0.32~0.5g小麦粉放入沉降管中；
（2）将沉降管固定在管架上，用多通道快速移液加液枪向沉降管中加入50mL溴酚蓝水溶液或SDS溶液；
（3）用沉降管快速加塞机构对沉降管进行密封；
（4）将管架安装在定时振荡机构上进行振荡处理；
（5）用沉降界面测试系统和上清液的散射光强度测试系统的组合系统得到酸溶性小麦蛋白质在250 nm 处的散射光强度AP250、酸溶性小麦多糖在350 nm 处的散射光强度AG350和沉降上清液中胶体物质在620 nm 处的吸光度AS；
（6）通过可溶指数的计算公式：可溶指数CI=（AP250-AG350）×100/AS。
本发明的全自动沉降值测定仪操作简便，结果准确，样品随时可做，方便实用，既可测出沉降值数据，又可测出沉降速率动态曲线图，还可测定小麦粉的蛋白质可溶指数，为小麦品质的诊断提供了新的依据。
附图说明
图1是本发明的结构框图。
图2是多通道快速移液加液枪的结构示意图。
图3是多通道快速移液加液枪的枪头结构示意图。
图4是图3的俯视图。
图5是沉降管快速加塞机构的结构示意图1。
图6是沉降管快速加塞机构的结构示意图2。
图7是定时振荡机构的结构示意图1。
图8是定时振荡机构的结构示意图2。
图9是沉降界面测试系统的结构示意图1。
图10是图9的侧视图。
图11是图9的俯视图。
图12是沉降界面测试系统的结构示意图2。
图13是上清液的散射光强度测试系统的结构示意图。
图14是检测系统的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述。
如图1~图14所示的全自动沉降值测定仪，包括专用沉降管1、管架2、多通道快速移液加液枪1-1、沉降管快速加塞机构、定时振荡机构、检测系统、控制及数据处理系统；专用沉降管1放置在管架2上，多通道快速移液加液枪1-1用于对专用沉降管1进行加液，沉降管快速加塞机构用于对专用沉降管进行加塞密封，沉降管快速加塞机构设在管架2上方，定时振荡机构用于对专用沉降管1进行振荡，管架2安装在定时振荡机构上，检测系统分为沉降界面测试系统和上清液的散射光强度测试系统，沉降界面测试系统用于测量专用沉降管1中沉降界面位置；上清液的散射光强度测试系统用于测定专用沉降管1中沉降上清液的散射光强度，定时振荡机构和检测系统分别与控制及数据处理系统连接。
所述专用沉降管1为5~50mL带刻度玻璃或透明塑料试管，沉降管高度为100~200mm，沉降管内径为5.00~10.00mm±0.02mm，上下误差小于2％，沉降管最小刻度为0.1~0.01mL。
所述多通道快速移液加液枪1-1上设有多个枪头1-2，每个枪头1-2一侧均设有连接板1-3，连接板1-3上设有小孔，枪头1-2另一侧设有卡板1-4，卡板1-4下端设有卡口1-5，卡板1-4的位置高于连接板1-3，卡口1-5为箭头型或Y型或U型卡口，一个枪头的卡口1-5卡在另一个枪头的连接板1-3的小孔内，从而使得多个枪头连接成一排。枪头可与多通道快速移液加液枪快速对接，结构简单实用，解决了枪头插装不紧导致的吸不上液体或不能准确吸取液体的缺陷，而且可避免现有技术中由于枪头之间间距不同引发的实验效率降低、最终影响实验结果的现象。
所述沉降管快速加塞机构是沉降管自动快速加塞机构，包括内部设有复位弹簧的牵引电磁铁2-1和试管口压紧板2-2，试管口压紧板2-2位于管架2正上方，试管口压紧板2-2包括上压紧板和下压紧板，上压紧板和下压紧板之间设有多个弹簧，牵引电磁铁2-1和上压紧板固定连接，下压紧板底部设有弹性的硅胶板2-3，硅胶板2-3在对应管口的位置有凸起，能够起到更好的密封效果。多个专用沉降管1放置在管架2上，牵引电磁铁2-1的线圈通电时，牵引电磁铁2-1向上运动，带动上压紧板和下压紧板向上运动，开启沉降管口，方便向沉降管加液，加完液后，牵引电磁铁2-1的线圈断电，牵引电磁铁2-1在复位弹簧的作用下向下运动，使下压紧板上的硅胶板2-3密封着沉降管口，完成沉降管自动快速加塞功能。上压紧板和下压紧板之间有弹簧，能够自动调节压紧力，下压紧板与管架2顶板之间有足够的空间，方便操作人员清洁每次测试后可能留在硅胶板上的残液。
另一种沉降管快速加塞机构是沉降管手动快速加塞机构，包括固定板3-1和试管口压紧板2-2，试管口压紧板2-2位于管架正上方，试管口压紧板2-2包括上压紧板和下压紧板，上压紧板和下压紧板之间设有多个弹簧，固定板3-1和上压紧板之间设有多个复位弹簧，下压紧板上设有2个手拉环3-2，下压紧板底部设有弹性的硅胶板2-3，硅胶板2-3在对应管口的位置有凸起，能够起到更好的密封效果。多个沉降管放置在管架2上，向上拉动2个手拉环3-2，开启沉降管口，方便向沉降管加液，加完液后，松开2个手拉环3-2，下压紧板在复位弹簧的作用下使硅胶板2-3密封着沉降管口，完成沉降管手动快速加塞功能。上压紧板和下压紧板之间有弹簧，能够自动调节压紧力，下压紧板与管架2顶板之间有足够的空间，方便操作人员清洁每次测试后可能留在硅胶板2-3上的残液。
所述定时振荡机构包括摇摆盘4-1、摇摆盘旋转支架4-5、摇摆杆4-3和角度调节器，摇摆盘4-1铰接在摇摆盘旋转支架4-5上，摇摆盘4-1上固定安装管架2，摇摆杆4-3垂直固定在摇摆盘4-1上，摇摆杆4-3上设有条形孔，角度调节器包括刻度驱动盘4-2、带驱动轴4-6的小板4-4和滚花螺杆，驱动轴4-6穿过条形孔，刻度驱动盘4-2上设有角度限位凹口，小板4-4一端铰接在刻度驱动盘4-2上，另一端通过滚花螺杆固定在角度限位凹口上，刻度驱动盘4-2与高精度步进电机连接，高精度步进电机连接由控制器控制转速和开停时间。高精度步进电机带动刻度驱动盘4-2转动，带驱动轴4-6的小板4-4随之转动，驱动轴4-6带动摇摆杆4-3和摇摆盘4-1转动，从而对管架2上的沉降管进行振荡处理。松开滚花螺杆，可以将小板4-4转动到角度限位凹口之内的任意位置，从而调节驱动轴4-6与电机轴之间的相对位置，从而调节摇摆盘4-1的摇摆角度，角度调节范围为10~40度，约2度一档有级可调。
另一种定时振荡机构包括往复振荡支架5-3、滑槽往复运动杆5-2和电控驱动的直线步进电机5-1，往复振荡支架5-3为2个，2个往复振荡支架5-3之间通过滑槽往复运动杆5-2连接，滑槽往复运动杆5-2垂直安装在滑轴上，滑轴与直线步进电机5-1相连，每个往复振荡支架5-3上均安装沉降管架固定板5-4，沉降管架固定板5-4上端与往复振荡支架5-3铰接，沉降管架固定板5-4下端通过蝶型螺母5-5与带有刻度的弧形角度调节器5-6固定连接，管架2通过定位销固定在沉降管架固定板5-4上，管架2的定位孔与沉降管架固定板5-4上的定位销配合，使管架2定位精确，夹持恰到好处，往复振荡时快速平稳不会漏液。直线步进电机5-1带动滑槽往复运动杆5-2做上下直线运动，从而对沉降管进行振荡处理。松开蝶型螺母5-5，能够使得沉降管架固定板5-4沿着弧形角度调节器5-6转动，从而调节沉降管架固定板5-4的倾斜角度，使得沉降管即可垂直振荡，又可倾斜振荡，且倾斜角度可调。角度调节范围为0~30度，约2度一档有级可调。定时振荡机构通过控制器控制转速和开停时间。两个往复振荡支架5-3通过滑槽往复运动杆5-2联接构成平衡机构，且有快开密封门及恒温装置，使之可同时振荡两组沉降管，具有结构紧凑、运转灵活、振荡频率和振荡角度可调、使用方便快捷、安全可靠等特点。
直线步进电机是一种通过内置螺杆将角位移转换为线性运动的步进电机，由于误差不累积，因此无论短行程还是长行程都可以保证良好精度，电机在整步、半步或微步模式下运行，精度更高，力矩更大并且运行更安静。直线步进往复电机结构简单，定位精度高，反应速度快、灵敏度高，随动性好，工作安全可靠、寿命长。
所述沉降界面测试系统包括移动板6-5，移动板6-5上设有多个与专用沉降管1相配合的U型槽，移动板6-5上设有红外线发射器6-3和红外线接收器6-4，红外线发射器6-3和红外线接收器6-4分别设在U型槽相对两侧壁上，移动板6-5滑动设在垂直导轨6-2上，移动板6-5与同步带6-1连接，同步带6-1连接步进电机6-6，通过步进电机6-6、同步带6-1使移动板6-5沿垂直导轨6-2上下均匀移动，对沉降管进行扫描检测沉降界面；如果红外线不能到达接收器，说明红外线被高密度的沉降物阻挡，一旦红外线能穿过沉降管上清液到达接收器，接收器的信号就引导检测系统、数据处理系统计算界面移动的距离。通过对沉降管中沉降实际过程的记录，以及采用非线性最小二乘拟合方法，可得蛋白质和淀粉等大分子物质的沉降曲线。
另一种沉降界面测试系统由CCD扫描器或CCD数码相机、信号采集系统、分析处理系统和数据结果存储系统组成，信号采集系统和分析处理系统分别与CCD扫描器或CCD数码相机连接，信号采集系统和分析处理系统连接，分析处理系统连接数据结果存储系统。通过CCD扫描器或CCD数码相机扫描的图像转化为电信号并通过分析处理系统得到沉降界面和沉降速度，可以达到0.01mm的精度。
所述上清液的散射光强度测试系统包括双LED光源7-1、2个聚光镜7-2、成像镜7-3和高分辨率彩色线阵CCD7-4，LED光源7-1分别从两侧通过聚光镜7-2射向专用沉降管1，从专用沉降管1散射出的光经过成像镜7-3射到高分辨率彩色线阵CCD7-4上，根据 LED 的发光特性，双LED光源7-1采用特定波长的紫色和蓝色 LED 阵列作为光源，设计了适合细长沉降管检测的光源阵列；以高分辨率彩色线阵 CCD7-4 作为探测元件采集紫光下散射光强度和蓝光下散射光强度，通过USB将测定数据上传至上位计算机，可以在 Excel文件格式存储数据，用来计算沉降界面高度和沉降速率。
所述检测系统为沉降界面测试系统和上清液的散射光强度测试系统的组合系统，包括三个LED光源7-1、光栏7-5、2个聚光镜7-2、成像镜7-3和高分辨率彩色线阵CCD7-4，其中两个LED光源7-1分别从两侧通过聚光镜7-2射向专用沉降管1，从专用沉降管1散射出的光经过成像镜7-3射到高分辨率彩色线阵CCD7-4上，另一个LED光源7-1从另一侧通过光栏7-5射向专用沉降管1。间隔时间检测样品的沉降过程中上清液散射光强度和沉降界面高度，在上清液散射光强度测定的双光源检测系统的基础上增加一组细长型LED光源阵列来测定沉降界面。采用了双光源检测系统，根据 LED 的发光特性，采用特定波长的紫色和蓝色 LED 阵列作为光源，设计了适合细长沉降管检测的细长型光源阵列；以高分辨率彩色线阵 CCD 作为探测元件采集紫光下散射光强度和蓝光下散射光强度。沉降管上清液中直径介于5～100纳米分散的胶体粒子，在入射光的垂直方向产生散射光，由高分辨率彩色线阵CCD7-4测定散射光强度；另增加一组细长型光源阵列，使通过沉降管的透射光由高分辨率彩色线阵 CCD测定透射光强度和吸光度，由于沉降界面下是不透光的胶体，所以，以一定时间间隔测定可得沉降过程中沉降速率及5分钟、20分钟、40分钟时的沉降值。通过USB将测定数据上传至上位计算机，可以在 Excel文件格式存储数据，对存储数据作图得沉降曲线，也可在仪器屏幕上显示可溶指数CI结果。
全自动化沉降值测定仪的控制及数据处理系统由控制器、步进电机驱动器、温度控制系统、扫描控制系统、数据运算存储器、液晶显示屏和打印机组成，定时振荡机构和检测系统均与控制器连接，控制器分别连接步进电机驱动器、温度控制系统、扫描控制系统、数据运算存储器、液晶显示屏和打印机，扫描控制系统控制检测系统得到沉降界面高度，数据运算存储器根据沉降速度（沉降速度=ΔV/ t=ΔL×πD2/4 t，式中：ΔV—沉降上清液的体积变化量；ΔL—被测量液固界面的变化量；D—沉降管的内径；t—界面变化的时间间隔。）计算公式计算沉降速度，并存储在数据运算存储器中。
当测定温度不为标准时，仪器可通过混合液粘度的温度系数自动换算成在标准20℃沉降值的结果。这样可使不同温度条件下检测结果具有可比性，可同时对 10 个沉降管进行测试，20或40 min 后在液晶显示屏上显示结果，通过打印机可自动打印报告，从而避免了传统SDS法或Zeleny法的各种人为因素和不稳定因素造成的误差，提高沉降值结果的准确性。数据处理系统的存储器具有USB接口下载数据，无需安装驱动程序，方便研究者使用测定结果。
小麦沉降实验过程中，测试管的上层清液中含有少量的酸性可溶性蛋白质(大部分为中性到碱性可溶性蛋白质)、酸性可溶性糖和酸性可溶性盐类等。在暗室中，如果让一束聚集的光线通过胶体溶液，则在入射光的垂直方向可看到一个发光的圆锥体，这种现象叫做丁达尔效应。丁达尔效应与分散粒子的大小及投射光线的波长有关。入射光的波长越短，散射作用越强。同时，散射光强度与粒子的浓度成正比。不同可溶物质的最大吸收波长和散射光强度不同，为此本发明提出了可溶指数的测定方法。可溶指数的计算公式为：可溶指数CI=（AP250-AG350）×100/AS，式中AP250为酸溶性小麦蛋白质在250 nm 处的散射光强度；AG350为酸溶性小麦多糖在350 nm 处的散射光强度；AS为沉降上清液中胶体物质在620 nm处的吸光度。
一种基于全自动沉降值测定仪的可溶指数测定方法，包括以下步骤：
（1）取10mL专用沉降管，将0.32~0.5g小麦粉放入沉降管中；
（2）将沉降管固定在管架上，用多通道快速移液加液枪向沉降管中加入50mL溴酚蓝水溶液或SDS溶液；
（3）用沉降管快速加塞机构对沉降管进行密封；
（4）将管架安装在定时振荡机构上进行振荡处理；
（5）用沉降界面测试系统和上清液的散射光强度测试系统的组合系统得到酸溶性小麦蛋白质在250 nm 处的散射光强度AP250、酸溶性小麦多糖在350 nm 处的散射光强度AG350和沉降上清液中胶体物质在620 nm 处的吸光度AS；
（6）通过可溶指数的计算公式：可溶指数CI=（AP250-AG350）×100/AS。

Claims (13)

1.全自动沉降值测定仪，其特征在于：包括专用沉降管、管架、多通道快速移液加液枪、沉降管快速加塞机构、定时振荡机构、检测系统、控制及数据处理系统；专用沉降管放置在管架上，多通道快速移液加液枪用于对专用沉降管进行加液，沉降管快速加塞机构用于对专用沉降管进行加塞密封，沉降管快速加塞机构设在管架上方，定时振荡机构用于对专用沉降管进行振荡，管架安装在定时振荡机构上，检测系统分为沉降界面测试系统和上清液的散射光强度测试系统，沉降界面测试系统用于测量专用沉降管中沉降界面位置；上清液的散射光强度测试系统用于测定专用沉降管中沉降上清液的散射光强度，定时振荡机构和检测系统分别与控制及数据处理系统连接。
2.根据权利要求1所述的全自动沉降值测定仪，其特征在于：所述专用沉降管为5~50mL带刻度玻璃或透明塑料试管，沉降管高度为100~200mm，沉降管内径为5.00~10.00mm±0.02mm，沉降管最小刻度为0.1~0.01mL。
3.根据权利要求1所述的全自动沉降值测定仪，其特征在于：所述多通道快速移液加液枪上设有多个枪头，每个枪头一侧均设有连接板，连接板上设有小孔，枪头另一侧设有卡板，卡板下端设有卡口，卡板的位置高于连接板，卡口为箭头型或Y型或U型卡口，多个枪头通过卡口连接成一排。
4.根据权利要求1所述的全自动沉降值测定仪，其特征在于：所述沉降管快速加塞机构是沉降管自动快速加塞机构，包括内部设有复位弹簧的牵引电磁铁和试管口压紧板，试管口压紧板位于管架正上方，试管口压紧板包括上压紧板和下压紧板，上压紧板和下压紧板之间设有多个弹簧，牵引电磁铁和上压紧板固定连接，下压紧板底部设有弹性的硅胶板。
5.根据权利要求1所述的全自动沉降值测定仪，其特征在于：所述沉降管快速加塞机构是沉降管手动快速加塞机构，包括固定板和试管口压紧板，试管口压紧板位于管架正上方，试管口压紧板包括上压紧板和下压紧板，上压紧板和下压紧板之间设有多个弹簧，固定板和上压紧板之间设有多个复位弹簧，下压紧板上设有2个手拉环，下压紧板底部设有弹性的硅胶板。
6.根据权利要求1所述的全自动沉降值测定仪，其特征在于：所述定时振荡机构包括摇摆盘、摇摆盘旋转支架、摇摆杆和角度调节器，摇摆盘铰接在摇摆盘旋转支架上，摇摆盘上固定安装管架，摇摆杆垂直固定在摇摆盘上，摇摆杆上设有条形孔，角度调节器包括刻度驱动盘、带驱动轴的小板和滚花螺杆，驱动轴穿过条形孔，刻度驱动盘上设有角度限位凹口，小板一端铰接在刻度驱动盘上，另一端通过滚花螺杆固定在角度限位凹口上，刻度驱动盘与高精度步进电机连接。
7.根据权利要求1所述的全自动沉降值测定仪，其特征在于：所述定时振荡机构包括往复振荡支架、滑槽往复运动杆和电控驱动的直线步进电机，往复振荡支架为2个，2个往复振荡支架之间通过滑槽往复运动杆连接，滑槽往复运动杆垂直安装在滑轴上，滑轴与直线步进电机相连，每个往复振荡支架上均安装沉降管架固定板，沉降管架固定板上端与往复振荡支架铰接，沉降管架固定板下端通过蝶型螺母与带有刻度的弧形角度调节器固定连接，管架通过定位销固定在沉降管架固定板上。
8.根据权利要求1所述的全自动沉降值测定仪，其特征在于：所述沉降界面测试系统包括移动板，移动板上设有多个与专用沉降管相配合的U型槽，移动板上设有红外线发射器和红外线接收器，红外线发射器和红外线接收器分别设在U型槽相对两侧壁上，移动板滑动设在垂直导轨上，移动板与同步带连接，同步带连接步进电机。
9.根据权利要求1所述的全自动沉降值测定仪，其特征在于：所述沉降界面测试系统由CCD扫描器或CCD数码相机、信号采集系统、分析处理系统和数据结果存储系统组成，信号采集系统和分析处理系统分别与CCD扫描器或CCD数码相机连接，信号采集系统和分析处理系统连接，分析处理系统连接数据结果存储系统。
10.根据权利要求1所述的全自动沉降值测定仪，其特征在于：所述上清液的散射光强度测试系统包括双LED光源、2个聚光镜、成像镜和高分辨率彩色线阵CCD，LED光源分别从两侧通过聚光镜射向专用沉降管，从专用沉降管散射出的光经过成像镜射到高分辨率彩色线阵CCD上。
11.根据权利要求1所述的全自动沉降值测定仪，其特征在于：所述检测系统为沉降界面测试系统和上清液的散射光强度测试系统的组合系统，包括三个LED光源、光栏、2个聚光镜、成像镜和高分辨率彩色线阵CCD，其中两个LED光源分别从两侧通过聚光镜射向专用沉降管，从专用沉降管散射出的光经过成像镜射到高分辨率彩色线阵CCD上，另一个LED光源从另一侧通过光栏射向专用沉降管。
12.根据权利要求1所述的全自动沉降值测定仪，其特征在于：所述控制及数据处理系统由控制器、步进电机驱动器、温度控制系统、扫描控制系统、数据运算存储器、液晶显示屏和打印机组成，定时振荡机构和检测系统均与控制器连接，控制器分别连接步进电机驱动器、温度控制系统、扫描控制系统、数据运算存储器、液晶显示屏和打印机，扫描控制系统用于控制检测系统得到沉降界面高度，数据运算存储器用于计算沉降速度，并存储在数据运算存储器中。
13.一种基于全自动沉降值测定仪的可溶指数测定方法，其特征在于：包括以下步骤：
（1）取10mL专用沉降管，将0.32~0.5g小麦粉放入沉降管中；
（2）将沉降管固定在管架上，用多通道快速移液加液枪向沉降管中加入50mL溴酚蓝水溶液或SDS溶液；
（3）用沉降管快速加塞机构对沉降管进行密封；
（4）将管架安装在定时振荡机构上进行振荡处理；
（5）用沉降界面测试系统和上清液的散射光强度测试系统的组合系统得到酸溶性小麦蛋白质在250 nm 处的散射光强度AP250、酸溶性小麦多糖在350 nm 处的散射光强度AG350和沉降上清液中胶体物质在620 nm 处的吸光度AS；
所述沉降界面测试系统和上清液的散射光强度测试系统的组合系统包括三个LED光源、光栏、2个聚光镜、成像镜和高分辨率彩色线阵CCD，其中两个LED光源分别从两侧通过聚光镜射向专用沉降管，从专用沉降管散射出的光经过成像镜射到高分辨率彩色线阵CCD上，另一个LED光源从另一侧通过光栏射向专用沉降管；
（6）通过可溶指数的计算公式：可溶指数CI=（AP250-AG350）×100/AS。
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