CN106990212A - 一种可实时上传数据的农药残留检测系统 - Google Patents

一种可实时上传数据的农药残留检测系统 Download PDF

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Abstract

本发明具体公开了一种可实时上传数据的农药残留检测系统，包括农药残留检测仪，还包括客户端和云端服务器，所述农药残留检测仪通过蓝牙通讯模块或者红外传输模块与客户端通讯连接，所客户端通过无线网络与所述云端服务器连接，所述无线网络包括WIFI和移动网络。本发明将线下检测和云端技术结合，以智能通讯设备和发达的移动网络为依托，将大量的分析运算过程在云端进行，有利于有关部门的将抽样检测结果整合分析，跟踪长期的检测结果。检测结果的云端存储，让检测结果具有可追溯性。

Description

一种可实时上传数据的农药残留检测系统
技术领域
本发明涉及农药残留快速检测技术领域，具体地，涉及一种可实时上传数据的农药残留检测系统。
背景技术
农药与食品安全是一对矛盾统一体，农药的正确使用可以保证粮食在量上的安全，农药的使用不当，就会导致食品在质方面的不安全。即农药在保证农业的安全生产中发挥重要作用，但同时不可避免地带来农药残留的风险，近年来，农药残留的问题是食品安全里面的关注较多的方面，由于农药更新换代加快，人工合成的农药种类和使用数量日趋增加，农药残留的情况也越来越复杂化。
不同类型农药的物理化学性质差异比较大，所以各种农药的检测方法不尽相同。常用的农药检测方法主要包括气相色谱与气质联用、液相色谱与液质联用、超临界流体色谱、活体生物测定等。
色谱检测技术其检测灵敏度较高，可以同时定性定量进行；但也有其不足，色谱检测对样品的要求很高，通常需要复杂的预处理步骤，同时色谱检测技术还需要使用大型昂贵的仪器，只有实验室条件较好的科研单位才会具备，检测过程也需要专业人员操作，不利于基层单位开展大范围的检测工作。活体生物是使用活的生物体直接测定，该方法具有超高活性的农药残留检测具有良好的适用性，但活体生物测定方法也具有很强的局限性，如针对农药种类少，无法准确定性和定量，且检测时间较长。
发明内容
针对现有技术的上述不足，本发明提供了一种可实时上传数据的农药残留检测系统，以解决上述的技术问题。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种可实时上传数据的农药残留检测系统，包括农药残留检测仪，还包括客户端和云端服务器，所述农药残留检测仪通过蓝牙通讯模块或者红外传输模块与客户端通讯连接，所客户端通过无线网络与所述云端服务器连接，所述无线网络包括WIFI和移动网络。
优选地，所述客户端为具备蓝牙功能或者红外传输功能的通讯设备，包括智能手机和平板电脑。
优选地，农药残留检测仪包括中控模块、通讯模块、电源模块、检测模块和检测仪外壳；所述中控模块包括微处理器单片机、存储模块，所述存储模块包括RAM存储器和ROM存储器。
优选地，所述通讯模块包括蓝牙通讯模块和红外传输模块，所述蓝牙通讯模块是高速蓝牙设备，所述高速蓝牙通讯设备包括蓝牙4.0版本或者4.0以上的版本。
优选地，所述电源模块包括可充电的锂电池和外围充电接口，外围充电接口用于连接外部电源和锂电池，支持交流电直充和USB充电。
相对于现有技术，本发明的有益效果：本发明将线下检测和云端技术结合，以智能通讯设备和发达的移动网络为依托，将大量的分析运算过程在云端进行，有利于有关部门的将抽样检测结果整合分析，跟踪长期的检测结果。检测结果的云端存储，让检测结果具有可追溯性。本发明的农药残留检测仪综合程度较高，具备多种农药检测用的传感器，可以进行多种农药残留的检测，节约有关部门的成本开支，有利于现场快速多指标同时进行检测，具有广阔是应用前景。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是本发明农药残留检测仪结构示意图。
具体实施方式
结合以下实施例对本发明作进一步描述。
图1是本发明的结构示意图，如图1所示，一种可实时上传数据的农药残留检测系统，包括农药残留检测仪，还包括客户端和云端服务器，所述农药残留检测仪通过蓝牙通讯模块或者红外传输模块与客户端通讯连接，所客户端通过无线网络与所述云端服务器连接，所述无线网络包括WIFI和移动网络。
优选地，所述客户端为具备蓝牙功能或者红外传输功能的通讯设备，包括智能手机和平板电脑。
图2是本发明农药残留检测仪结构示意图，如图2所示，包括中控模块、通讯模块、电源模块、检测模块和检测仪外壳；所述中控模块包括微处理器单片机、存储模块，所述存储模块包括RAM存储器和ROM存储器。
优选地，所述通讯模块包括蓝牙通讯模块和红外传输模块，所述蓝牙通讯模块是高速蓝牙设备，所述高速蓝牙通讯设备包括蓝牙4.0版本或者4.0以上的版本。
优选地，所述电源模块包括可充电的锂电池和外围充电接口，外围充电接口用于连接外部电源和锂电池，支持交流电直充和USB充电。
更优选地，所述检测模块包括若干个不同类型农药残留的的传感器，包括有机磷检测传感器、氨基甲酸检测传感器、抗生素残留检测传感器；所述抗生素残留检测传感器是四环素检测传感器，所述四环素检测传感器靶标四环素包括天然四环素和人工合成的四环素。
本发明将线下检测和云端技术结合，以智能通讯设备和发达的移动网络为依托，将大量的分析运算过程在云端进行，有利于有关部门的将抽样检测结果整合分析，跟踪长期的检测结果。检测结果的云端存储，让检测结果具有可追溯性。本发明的农药残留检测仪综合程度较高，具备多种农药检测用的传感器，可以进行多种农药残留的检测。
作为优选的实施例，以下将介绍本发明的检测模块中四环素检测传感器的结构及工作原理。
一种四环素检测传感器，包括检测池和电极系统，所述检测池包括检测槽和池盖，所述电极系统固定于池盖内侧伸向检测槽中，所述检测池包括进样孔和废液孔，所述进样孔位于检测池上部，所述废液孔位于检测池下面，所述池盖内侧和检测池底部均设置有一环形清洗孔，用于清洗检测槽和电极系统。
优选地，所述四环素检测传感器还包括清洗系统，清洗系统包括储水箱、活性液箱、电池阀开关和动力泵，所述电磁阀开关与检测池中的环形清洗孔连通，用于检测前后清洗检测池，避免检测液残留污染下一次检测结果的准确性。
优选地，所述电极系统包括工作电极、参比电极和对电极，所述参比电极为固态参比电极，所述对电极为碳对电极；所述工作电极为分子印迹电极，所述分子印迹电极包括电极基体和分子印迹膜组成。
优选地，所述分子印迹电极的待测目标抗生素是四环素类抗生素，所述模板分子为多种四环素组合，包括天然四环素和合成四环素；所述天然四环素不少于1种，所述合成四环素不少于1种。
优选地，所述天然四环素包括四环素、氧四环素、氯四环素、地霉环素；所述合成四环素包括甲烯土霉素、多西环素、二甲胺四环素。
优选地，所述四环素组合包括：
组合一(氧四环素：多西环素＝1-2:2.1-3)；
组合二(氧四环素：甲烯土霉素：多西环素＝3:2:1.2)；
组合三(氧四环素：氯四环素：地霉环素：甲烯土霉素＝1.5:2:1:3)；
组合四(氧四环素：氯四环素：甲烯土霉素：多西环素＝2:1:1:0.5)。
作为另一个优选的实施例，以下将介绍一种工作电极的制备方法，包括以下步骤：
(1)将碳钛合金片使用砂纸打磨至表面光滑，然后置于75％酒精溶液和去离子水中超声各1小时，以去除表面的油脂和其他残留物；
(2)第一次电聚合，将处理好的碳钛电极浸入0.02mol/L(普鲁士蓝，PB)盐酸溶液中，工作电位在0.03～0.9V范围内，扫速为20mV/s，循环伏安扫描10-20圈，取出，去离子水冲洗干净，制得PB碳钛电极；
(3)将组合的模板分子和AIBN溶于致孔剂中，加入交联剂和单体，超声10-20分钟，形成均匀的溶胶；
(4)然后用浸渍-提拉法，将基体浸渍到溶胶中10s，缓慢提拉出来，密封到塑料离心管中，并且充氮气10分钟以除去其中的空气；
(5)第二次电聚合，将上述的碳钛电极至于0.5mg/mL石墨烯的N-N-二甲基甲酰胺(GCE)雾化环境中，直至PB/GCE电极表面均匀覆盖了石墨烯；在室温下干燥5h，即制得普鲁士蓝和石墨烯修饰的三明治结构的碳钛电极。
本四环素传感器制备过程，创造性地将两种修饰物质与模板分子做成三明治夹心结构，由内到外依次是普鲁士蓝-模板分子-石墨烯，普鲁士蓝具有特殊的电化学性能已经作为电子媒介物被广泛应用于生物传感器。其纳米粒子能提供多孔的大的比表面积，能选择性的和基体发生反应；石墨烯的纳米粒子同样具有比表面积大，生物亲和性高的优点。所以该传感器综合了普鲁士蓝和石墨烯优点，传感器的灵敏度和生物选择性得到提升，同时其模板分子是一个四环素的组合，可以同时检测多种四环素的含量。
实验例
为了检测三明治结构的碳钛电极中模板分子的不同组合，探究其传感器的检测的灵敏度和响应时间，下面将选取几个模板分子的组合，模板分子组合为(组合一(氧四环素：多西环素＝1-2:2.1-3)；组合二(氧四环素：甲烯土霉素：多西环素＝3:2:1.2)；组合三(氧四环素：氯四环素：地霉环素：甲烯土霉素＝1.5:2:1:3)；组合四(氧四环素：氯四环素：甲烯土霉素：多西环素＝2:1:1:0.5)。)对相同点待测样品进行平行检测，待测样品包括一种已知四环素含量在安全范围的农产品A和另一种已知四环素超标的农产品B；检测结果如下表所示：
表1农产品A的检测结果
灵敏度(ng/mL) 相应时间(s)
组合一 0.012 314
组合二 0.014 351
组合三 0.019 454
组合四 0.017 416
表2农产品B的检测结果
灵敏度(ng/mL) 相应时间(s)
组合一 0.015 269
组合二 0.011 198
组合三 0.017 324
组合四 0.016 282
综合表1和2的检测结果，可以看出，待测样品的靶标四环素的浓度对灵敏度的影响不大，不同模板分子组合的灵敏度均在0.02ng/mL以内，表示其工作电极的灵敏度较高，检测结果更加客观；在响应时间方面，从表中的结果可知，待测样品中靶标四环素的浓度越高，电极的响应时间越短，这可能是电极是表面积一定，如果待测样品的浓度越大，即与电极表面的接触更加容易达到饱和。从检测结果发现，该四环素传感器的工作电极灵敏度较高，同时响应时间较短，适用于四环素传感器的制备，有利于现场快速检测农产品的四环素残留含量。
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，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实质和范围。

Claims (6)

1.一种可实时上传数据的农药残留检测系统，包括农药残留检测仪，其特征在于，还包括客户端和云端服务器，所述农药残留检测仪通过蓝牙通讯模块或者红外传输模块与客户端通讯连接，所客户端通过无线网络与所述云端服务器连接，所述无线网络包括WIFI和移动网络。
2.根据权利要求1所述的可实时上传数据的农药残留检测系统，其特征在于，所述客户端为具备蓝牙功能或者红外传输功能的通讯设备，包括智能手机和平板电脑。
3.根据权利要求2所述的可实时上传数据的农药残留检测系统，其特征在于，农药残留检测仪包括中控模块、通讯模块、电源模块、检测模块和检测仪外壳；所述中控模块包括微处理器单片机、存储模块，所述存储模块包括RAM存储器和ROM存储器。
4.根据权利要求3所述的可实时上传数据的农药残留检测系统，其特征在于，所述通讯模块包括蓝牙通讯模块和红外传输模块，所述蓝牙通讯模块是高速蓝牙设备，所述高速蓝牙通讯设备包括蓝牙4.0版本或者4.0以上的版本。
5.根据权利要求4所述的可实时上传数据的农药残留检测系统，其特征在于，所述电源模块包括可充电的锂电池和外围充电接口，外围充电接口用于连接外部电源和锂电池，支持交流电直充和USB充电。
6.根据权利要求5所述的可实时上传数据的农药残留检测系统，其特征在于，所述检测模块包括若干个不同类型农药残留的的传感器，包括有机磷检测传感器、氨基甲酸检测传感器、抗生素残留检测传感器；所述抗生素残留检测传感器是四环素检测传感器，所述四环素检测传感器靶标四环素包括天然四环素和人工合成的四环素。
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