CN107290402A - 纳米生物传感器快速检测农药残留装置及检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种纳米生物传感器快速检测农药残留装置及检测方法，其纳米生物传感器快速检测农药残留装置包括：纳米生物检测组，纳米生物检测组包括：采集样品的探测器和纳米生物传感器，探测器将采集的物质传输给纳米生物传感器，纳米生物传感器对该物质进行检测并输出电信号；比对单元，比对单元与纳米生物传感器电性连接，且将纳米生物传感器发送的电信号与该比对单元中预设的限定值进行分析，得出检测结果数据并发送；结果显示单元与对比单元连接，且接收对比单元发出的检测结果数据，并显示检测结果；纳米生物传感器包括：电极、包覆在电极上的生物敏感膜、物理换能器和放大器；电极与物理换能器电性连接；物理换能器与放大器电性连接。
Description
技术领域
本发明涉及纳米生物传感器领域，尤其涉及一种纳米生物传感器快速检测农药残留装置及检测方法。
背景技术
目前农业产业化的发展使农产品的生产越来越依赖于农药、抗生素和激素等外源物质。我国农药在农产品的用量居高不下，而这些物质的不合理使用必将导致农产品中的农药残留超标，影响消费者食用安全，严重时会造成消费者致病、发育不正常，甚至直接导致中毒死亡。农药残留超标也会影响农产品的贸易，世界各国对农药残留问题高度重视，对各种农副产品中农药残留都规定了越来越严格的限量标准，使中国农产品出口面临严峻的挑战。
为了减少农药残留的危害，部分消费能力较强的人们开始购买标识为有机种植的果蔬，虽然花费了比普通果蔬高出数倍的费用，但并没有可信度较高的检测机构来证明这些“有机果蔬”的种植过程或其“有机”质量的达标。
目前对农药残留检测已经有了许多成熟的检测技术，如生化检测技术，具有检测精度高范围广和重现性好等优点；然而由于普通生物传感器它的有效使用时间段、稳定性差、精确度和灵敏度不容易把握，并且需要对样品进行前处理，分析样品时间长，不利于现场和在线检测，并且还需有专业技术的人员才能完成农药残留的检测，不太适用于生产实践中，比较适合实验室里的精确分析；作为普通消费者或者销售商，除非特殊需求时，无法对这些果蔬的农药残留状态进行针对性的现场检测，只能是被动地接受农药残留的侵害。因此，如何实现微痕量农药残留快速、高效的检测，使消费者、销售商都可以对农产品、食品进行现场检测，成为迫切需要解决的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，针对现有技术的不足提供一种纳米生物传感器快速检测农药残留装置及检测方法，实现微痕量农药残留快速、高效的检测，使消费者、销售商都可以对农产品、食品进行现场的快速检测。
本发明所要解决的技术问题是通过如下技术方案实现的：
一种纳米生物传感器快速检测农药残留装置，包括：纳米生物检测组，所述纳米生物检测组包括：采集样品的探测器和纳米生物传感器，所述探测器将采集的物质传输给所述纳米生物传感器，所述纳米生物传感器对该物质进行检测并输出电信号；比对单元，所述比对单元与所述纳米生物传感器连接，且将所述纳米生物传感器发送的电信号与该比对单元中预设的限定值进行分析，得出检测结果数据并发送；结果显示单元，所述结果显示单元与所述对比单元连接，且接收对比单元发出的检测结果数据，并显示检测结果；所述纳米生物传感器包括：电极、包覆在所述电极上的生物敏感膜、物理换能器和放大器；所述电极与所述物理换能器电性连接；所述物理换能器与所述放大器电性连接。
更好地，所述结果显示单元包括：控制单元和两个指示灯，其中一个指示灯对应合格字样，另一个指示灯对应不合格字样，所述对比单元将检测结果数据传输到控制单元，所述控制单元控制两个指示灯中的其中一个指示灯亮。
更好地，所述结果显示单元处理显示器，所述对比单元将检测结果数据传输到处理显示器，所述处理显示器显示合格或不合格。
更好地，所述纳米生物传感器快速检测农药残留装置还包括设置在纳米生物传感器快速检测农药残留装置外壳上的功能按钮。
本发明还提供一种如上述纳米生物传感器快速检测农药残留装置的检测方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1：探测器插入待测物中，进行样品采集；
S2：纳米生物传感器对S1中采集的样品进行分析，并转换为电信号发送；
S3：将所述比对单元接收S2中的电信号，并与该比对单元中预设的标准电信号限定值进行分析，并得出检测结果数据，并发送给结果显示单元；
S4：所述显示结果单元根据接收到的检测结果数据显示检测结果。
更好地，在S2中，S1中采集的物质经扩散进入到生物敏感膜，经生物敏感膜上的分子识别，发生化学反应，进而使电极上的电流强度增大、减小或不变，所述物理换能器将电流强度信息转换成电信号，经放大器放大后输出。
更好地，在S3中，当S2中的电信号值大于预设的标准电信号限定值时，比对单元向结果显示单元发出检测结果不合格数据；当S2中的电信号小于或等于预设的标准电信号限定值时，比对单元向结果显示单元发出检测结果合格数据。
本发明的纳米生物传感器快速检测农药残留装置以及检测方法，可以实现对果蔬表面农药残留量或其他危害物质的快速无损检测，来确定农药残留等危害物质是否超出国家有关规定，如果超出即刻发出声光警示；而且检测设备购买及检测程成本很低，一般果蔬销售商、大多数民众消费者，都可具备购买使用条件，通过本发明的应用推广，可以保障民众的日常生活中食用安全，可以实满足销售商的采购和保存质量管理需求。
下面结合附图和具体实施例对本实用新型的技术方案进行详细地说明。
附图说明
图1为本发明纳米生物传感器快速检测农药残留装置逻辑结构框图；
图2为本发明纳米生物传感器快速检测农药残留装置的检测方法步骤流程图；
图3A为本发明实施例一纳米生物传感器快速检测农药残留装置结构主视图；
图3B为本发明实施例一纳米生物传感器快速检测农药残留装置结构侧视图；
图4A为本发明实施例二纳米生物传感器快速检测农药残留装置结构主视图；
图4B为本发明实施例二纳米生物传感器快速检测农药残留装置结构侧视图；
图5A为本发明实施例三纳米生物传感器快速检测农药残留装置结构主视图；
图5B为本发明实施例三纳米生物传感器快速检测农药残留装置结构侧视图。
具体实施方式
图1为本发明纳米生物传感器快速检测农药残留装置逻辑框图，如图1并参考图3A和图4A所示，本发明的纳米生物传感器快速检测农药残留装置包括：纳米生物检测组，所述纳米生物检测组包括：探测器1用于采集待测物样品、纳米生物传感器2；所述探测器1将采集的物质传输给所述纳米生物传感器2，所述纳米生物传感器2对该物质进行检测并输出电信号；所述纳米生物传感器2包括：电极21、包覆在所述电极上的生物敏感膜22、物理换能器23和放大器24；所述电极21与所述物理换能器23电性连接；所述物理换能器23与所述放大器24电性连接，采集的物质经扩散进入到生物敏感膜22，其中，在所述生物敏感膜2上固化了只对待测物质发生反应的生物酶物质(也就是说，根据检测对象不同，使用不同的生物敏感膜)，经生物敏感膜22上的分子识别，发生化学反应，进而使电极21上的电流强度增大、减小或不变，所述物理换能器23将电流强度信息转换成电信号，经放大器24放大后输出给比对单元3，所述比对单元3与所述纳米生物传感器2连接，且将所述纳米生物传感器2发送的电信号与该比对单元3中预设的标准电信号限定值进行分析，得出检测结果数据并发送；结果显示单元4，所述结果显示单元4与所述对比单元3连接，且接收对比单元3发出的检测结果数据，并显示检测结果。在所述纳米生物传感器快速检测农药残留装置还包括设置在纳米生物传感器快速检测农药残留装置外壳上的功能按钮7。
图2为本发明纳米生物传感器快速检测农药残留装置的检测方法步骤流程图，如图2并参考图1所示，本发明还提供一种检测方法，包括如下步骤：
S1：探测器1插入待测物中，进行样品采集；
S2：纳米生物传感器2对S1中采集的样品进行分析，并转换为电信号发送，具体地说，S1中采集的物质经扩散进入到生物敏感膜22，经生物敏感膜22上的分子识别，发生化学反应，进而使电极21上的电流强度增大、减小或不变，所述物理换能器23将电流强度信息转换成电信号，经放大器24放大后输出；
S3：将所述比对单元3接收S2中的放大后的电信号，并与该比对单元3中预设的标准电信号限定值进行比对，并得出检测结果数据，并发送给结果显示单元4。
在S3中，当S2中的电信号值大于预设的标准电信号限定值时，比对单元向结果显示单元发出检测结果不合格数据；当S2中的电信号小于或等于预设的标准电信号限定值时，比对单元向结果显示单元发出检测结果合格数据或；
S4：所述显示结果单元4根据接收到的检测结果数据显示检测结果。
需要说明的是，标准电信号限定值是：用含标准化学元素残留待测物进行检测，得出的电信号限定值。
实施例一
图3A为本发明实施例一纳米生物传感器快速检测农药残留装置结构主视图，图3B为本发明实施例一纳米生物传感器快速检测农药残留装置结构侧视图，如图3A-3B并参考图2所示，本实施例中的纳米生物传感器快速检测农药残留装置为台式纳米生物传感器快速检测农药残留装置，其包括上述的部件以外还包括：旋转托盘6，设置在台式测仪外壳上的功能按钮7；其中，结果显示单元5为处理显示器51，所述处理显示器51设置在台式纳米生物传感器快速检测农药残留装置的外壳上，所述分析单元4将检测结果数据传输到处理显示器51，所述处理显示器51显示合格或不合格字样，可供检测人员查看。
检测步骤：
S1’：将待检测物放置在旋转托盘6中，按下功能按钮7，探测器1插入待测物中，采集待测物样品，然后所述探测器1拔出待测物后，旋转托盘6开始旋转，探测器1再次插入待测物中，进行样品采集；
S2’：纳米生物传感器2对S1中采集的样品进行分析，并转换为电信号发送，具体地说，S1中采集的物质经扩散进入到生物敏感膜22，经生物敏感膜22上的分子识别，发生化学反应，进而使电极21上的电流强度增大、减小或不变，所述物理换能器23将电流强度信息转换成电信号，经放大器24放大后输出；
S3’：将所述比对单元3接收S2中的电信号，并与该比对单元3中预设的标准电信号限定值进行比对，并得出检测结果数据，并发送给结果显示单元4，具体为：当S2中的电信号值大于预设的标准电信号限定值时，比对单元向结果显示单元发出检测结果不合格数据；当S2中的电信号小于或等于预设的标准电信号限定值时，比对单元向结果显示单元发出检测结果合格数据；
S4’：处理显示器51根据接收到的检测结果数据显示合格或不合格字样。
实施例二
图4A为本发明实施例二纳米生物传感器快速检测农药残留装置结构主视图，图4B为本发明实施例二纳米生物传感器快速检测农药残留装置结构侧视图，如图4A-4B并参考图2所示，本实施例中的纳米生物传感器快速检测农药残留装置为手持式检测装置，其包括：探测器1用于采集待测物样品、纳米生物传感器2；所述探测器1将采集的物质传输给所述纳米生物传感器2，所述纳米生物传感器2对该物质进行检测并输出电信号；所述纳米生物传感器2包括：电极21、包覆在所述电极上的生物敏感膜22、物理换能器23和放大器24；所述电极21与所述物理换能器23电性连接；所述物理换能器23与所述放大器24电性连接，采集的物质经扩散进入到生物敏感膜22，经生物敏感膜22上的分子识别，发生化学反应，进而使电极21上的电流强度增大、减小或不变，所述物理换能器23将电流强度信息转换成电信号，经放大器24放大后输出给比对单元3，所述比对单元3与所述纳米生物传感器2连接，且将所述纳米生物传感器2发送的电信号与该比对单元3中预设的标准电信号限定值进行分析，得出检测结果数据并发送；结果显示单元4，所述结果显示单元4与所述对比单元3连接，且接收对比单元3发出的检测结果数据，并显示检测结果。在所述纳米生物传感器快速检测农药残留装置还包括设置在纳米生物传感器快速检测农药残留装置外壳上的功能按钮7。
所述结果显示单元包括：控制单元(图中未示出)和两个指示灯52，其中一个指示灯52对应合格字样，另一个指示灯52对应不合格字样，所述对比单元将检测结果数据传输到控制单元，所述控制单元控制两个指示灯中的其中一个指示灯亮。
检测步骤：
S1”：将手持式纳米生物传感器快速检测农药残留装置对准待检测物，按下功能按钮7后，将探测器1插入待测物中，采集待测物样品，然后所述探测器1拔出待测物后，手动旋转待检测物，将探测器1再次插入待测物中，进行样品采集；
S2”：纳米生物传感器2对S1中采集的样品进行分析，并转换为电信号发送，具体地说，S1中采集的物质经扩散进入到生物敏感膜22，经生物敏感膜22上的分子识别，发生化学反应，进而使电极21上的电流强度增大、减小或不变，所述物理换能器23将电流强度信息转换成电信号，经放大器24放大后输出；
S3”：将所述比对单元3接收S2中的电信号，并与该比对单元3中预设的标准电信号限定值进行分析，并得出检测结果数据，并发送给结果显示单元4，具体为：当S2中的电信号值大于预设的标准电信号限定值时，比对单元向结果显示单元发出检测结果不合格数据；当S2中的电信号小于或等于预设的标准电信号限定值时，比对单元向结果显示单元发出检测结果合格数据；
S4”：控制单元接收比对单元3发出的检测结果数据，并控制对应合格或不合格字样的指示灯52亮。
实施例三
图5A为本发明实施例三纳米生物传感器快速检测农药残留装置结构主视图，图5B为本发明实施例三纳米生物传感器快速检测农药残留装置结构侧视图，如图5A并参考图5B所示，本实施例中的手持式检测装置的结构与实施例二中的手持式检测装置的结构基本相同，不同之处在于，本实施例中的探测器1’收纳在手持式检测装置内，探测器1’可以通过连接口与手持式检测装置插接，使用时，从手持式检测装置上取下探测器1’，通过接口将探测器1’插入手持式检测装置中；或者探测器1通过旋转部件与手持式检测装置连接，当使用时，将收纳在手持式检测装置中的探测器1’转出并使用。
另外，在本实施例中，手持式检测装置的结果显示单元，与实施例一中的处理显示器51’相同。
本发明的纳米生物传感器快速检测农药残留装置以及检测方法，可以实现对果蔬表面农药残留量或其他危害物质的快速检测，来确定农药残留等危害物质是否超出国家有关规定，如果超出即刻发出声光警示；而且检测设备购买及检测程成本很低，一般果蔬销售商、大多数民众消费者，都可具备购买使用条件。通过本发明的应用推广，可以保障民众的日常生活中食用安全，可以实满足销售商的采购和保存质量管理需求。
Claims (7)
1.一种纳米生物传感器快速检测农药残留装置，其特征在于，包括：
纳米生物检测组，所述纳米生物检测组包括：采集样品的探测器和纳米生物传感器，所述探测器将采集的物质传输给所述纳米生物传感器，所述纳米生物传感器对该物质进行检测并输出电信号；
比对单元，所述比对单元与所述纳米生物传感器连接，且将所述纳米生物传感器发送的电信号与该比对单元中预设的标准电信号限定值进行分析，得出检测结果数据并发送；
结果显示单元，所述结果显示单元与所述对比单元连接，且接收对比单元发出的检测结果数据，并显示检测结果；
所述纳米生物传感器包括：电极、包覆在所述电极上的生物敏感膜、物理换能器和放大器；所述电极与所述物理换能器电性连接；所述物理换能器与所述放大器电性连接。
2.如权利要求1所述的纳米生物传感器快速检测农药残留装置，其特征在于，所述结果显示单元包括：控制单元和两个指示灯，其中一个指示灯对应合格字样，另一个指示灯对应不合格字样，所述对比单元将检测结果数据传输到控制单元，所述控制单元控制两个指示灯中的其中一个指示灯亮。
3.如权利要求1所述的纳米生物传感器快速检测农药残留装置，其特征在于，所述结果显示单元处理显示器，所述对比单元将检测结果数据传输到处理显示器，所述处理显示器显示合格或不合格。
4.如权利要求1所述的纳米生物传感器快速检测农药残留装置，其特征在于，所述纳米生物传感器快速检测农药残留装置还包括设置在纳米生物传感器快速检测农药残留装置外壳上的功能按钮。
5.一种如权利要求1-4任一项所述的纳米生物传感器快速检测农药残留装置的检测方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1：探测器插入待测物中，进行样品采集；
S2：纳米生物传感器对S1中采集的样品进行分析，并转换为电信号发送；
S3：将所述比对单元接收S2中的电信号，并与该比对单元中预设的标准电信号限定值进行比对，并得出检测结果数据，并发送给结果显示单元；
S4：所述显示结果单元根据接收到的检测结果数据显示检测结果。
6.如权利要求5所述的检测方法，其特征在于，在S2中，S1中采集的物质经扩散进入到生物敏感膜，经生物敏感膜上的分子识别，发生化学反应，进而使电极上的电流强度增大、减小或不变，所述物理换能器将电流强度信息转换成电信号，经放大器放大后输出。
7.如权利要求5所述的检测方法，其特征在于，在S3中，当S2中的电信号值大于预设的标准电信号限定值时，比对单元向结果显示单元发出检测结果不合格数据；当S2中的电信号小于或等于预设的标准电信号限定值时，比对单元向结果显示单元发出检测结果合格数据。
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