CN108195915A - 一种用于农产品农药残留快速检测仪 - Google Patents

一种用于农产品农药残留快速检测仪 Download PDF

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Abstract

本发明具体公开了一种用于农产品农药残留快速检测仪，包括样品预处理模块、上样模块、检测模块、留样模块和中央处理器；所述样品预处理模块、上样模块、检测模块和留样模块均与中央处理器电连接；所述中央处理器包括与其连接的控制面板、显示器和存储模块；所述样品预处理模块将样品进行预处理，将农产品粉碎，并使用合适的溶质将其稀释成溶液。本发明的用于农产品农药残留快速检测仪结构简单，各个模块设置合理，操作简单，并且与生物传感器结合进行检查，反应灵敏，准确度高，使用成本低。本发明的检测样品不需要复杂的预处理，检测耗时短，可以同时进行3～6样品平行检测，适用于大规模的筛选检测。

Description

一种用于农产品农药残留快速检测仪
技术领域
本发明涉及生物检测技术领域，尤其涉及一种用于农产品农药残留快速检测仪。
背景技术
随着农业产业化的发展，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。我国农药在粮食、蔬菜、水果、茶叶上的用量居高不下，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。
目前农药残留快速检测方法种类繁多，主要包括生化测定法和色谱检测法。已成为对果蔬中有机磷和氨基甲酸酯类农药残留进行现场快速定性初筛检测的主流技术之一，逐渐得到市场的认可和广泛的应用。生化测定法和色谱法都要对样品进行复杂的，专业的预处理，步骤繁琐，耗时间长，不利于大量样品的快速检测。
因此，急需开发一种可以大规模快速检测农产品药物残留的设备或者器材。
发明内容
针对现有技术的上述不足，本发明提供一种用于农产品农药残留快速检测仪，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：
一种用于农产品农药残留快速检测仪，包括样品预处理模块、上样模块、检测模块、留样模块和中央处理器；所述样品预处理模块、上样模块、检测模块和留样模块均与中央处理器电连接；所述中央处理器包括与其连接的控制面板、显示器和存储模块；所述样品预处理模块将样品进行预处理，将农产品粉碎，并使用合适的溶质将其稀释成溶液。
优选地，所述上样模块包括3～6个广口石英瓶，所述石英瓶体积小于50ml。
优选地，所述留样处理模块与检测模块相连通，还包括电磁阀开关和流量计，还包括3～6个无菌离心管，流量计一端与无菌离心管连接；所述离心管为2ml。
相对于现有技术，本发明的有益效果：
本发明的用于农产品农药残留快速检测仪结构简单，各个模块设置合理，操作简单，并且与生物传感器结合进行检查，反应灵敏，准确度高，使用成本低。
本发明的检测样品不需要复杂的预处理，检测耗时短，可以同时进行3～6样品平行检测，适用于大规模的筛选检测。
本发明的用于农产品农药残留快速检测仪创造性地设置了留样处理模块，如果对某一个检测样品的检测结果有疑问，可以进行全自动的留样处理，这样有疑问的样品可以送至第三方进行重新检测，保证对有疑问样品结果评价的客观性和准确性。本发明的检测仪具有广阔的市场前景和推广意义。
通过实验例可知，本发明的传感器在低浓度时候，本发明的鸡蛋壳膜传感器的阳性率与常规的生物膜传感器的阳性率相当，在浓度为0.10ng/ml时候，阳性率已经达到97.8％，同时阳性率随着样品浓度的升高而升高，在浓度为10.0g/ml时候，阳性率已经达到100％。表明本发明的鸡蛋壳膜传感器阳性率较好，在某些浓度时候甚至超高了常规的生物膜传感器。说明鸡蛋壳膜传感器适用于农产品农药残留的快速检测领域中。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是本发明检测模块中生物传感器的结构示意图。
其中：反应池-10，三电极体系-20，喷头-30，排放系统-40，清洗液储存室-50，进样系统-60，过滤层-70。
具体实施方式
结合以下实施例对本发明作进一步描述。
一种用于农产品农药残留快速检测仪，如图1所示，包括样品预处理模块、上样模块、检测模块、留样模块和中央处理器；所述样品预处理模块、上样模块、检测模块和留样模块均与中央处理器电连接；所述中央处理器包括与其连接的控制面板、显示器和存储模块；所述样品预处理模块将样品进行预处理，将农产品粉碎，并使用合适的溶质将其稀释成溶液。
优选地，所述上样模块包括3～6个广口石英瓶，所述石英瓶体积小于50ml。
优选地，所述留样处理模块与检测模块相连通，还包括电磁阀开关和流量计，还包括3～6个无菌离心管，流量计一端与无菌离心管连接；所述离心管为2ml。
本发明的用于农产品农药残留快速检测仪创造性地设置了留样处理模块，如果对某一个检测样品的检测结果有疑问，可以进行全自动的留样处理，这样有疑问的样品可以送至第三方进行重新检测，保证对有疑问样品结果评价的客观性和准确性。本发明的检测仪具有广阔的市场前景和推广意义。
优选地，所述控制模块通过与中央处理器电连接，可以对样品预处理模块、上样模块、检测模块、留样模块和显示器进行控制；包括电源开关、键盘和以上所述模块的控制开关以及操作杆。
优选地，所述显示器为LED或者LCD显示器；所述中央处理器为单片机。
优选地，所述检测模块包括3～6传感器，所述传感器为一种生物传感器。
本发明的用于农产品农药残留快速检测仪结构简单，各个模块设置合理，操作简单，并且与生物传感器结合进行检查，反应灵敏，准确度高，使用成本低。
本发明的检测样品不需要复杂的预处理，检测耗时短，可以同时进行3～6样品平行检测，适用于大规模的筛选检测。
作为优选的实施例，以下将具体介绍以上所述生物传感器的结构示意图和工作原理。
所述生物传感器是一种全细胞微生物传感器，如图2所示，包括反应池和进样系统，所述反应池包括三电极体系，清洁系统和排放系统；所述三电极体系中的对电极和参比电极整合在反应池的两侧，并与池壁贴合；所述三电极的工作电极置于反应池的中间；所述清洁系统包括设置在四个角的喷头以及与其相连通的清洗液储存室；所述排放系统设置与反应池下方，包括工作废液和清洁废液两个出口；所述传感器与电化学工作站电联接。
优选地，所述喷头包括垂型洒水喷头、直立型洒水喷头、普通型洒水喷头和边墙型洒水喷头中的一种或者多种。
优选地，所述进样系统包括粗样品池，预处理机构和待检测样品池；所述进样系统与反应池通过导管连接，导管上还设置有流量计和电磁阀开关。
优选地，所述预处理机构包括3～5层过滤层，所述过滤层的直径依次缩小，最小一个过滤层的孔径小于100um。
优选地，所述对电极为铂电极；所述参比电极为固态参比电极。
优选地，所述工作电极为微生物修饰过的玻碳电极或者铂电极。
本发明的传感器的工作原理：加入所有的工作液后，空载通电3-5min，待电流信号稳定后，测定加样前的稳态电流值Iq；加入不同来源的待测样品，测定加样后的电流Ih；电化学工作站记录电流变化曲线，根据电流的抑制曲线，既可以计算出不同浓度对应的抑制率R(100％)，抑制率计算公式如下：
R＝(1-Ih/Iq)*100％
本发明的传感器包括进样系统，进样系统可以对待测样品进行多重预处理，包括去除一些大颗粒的固体杂质和大分子物质，经过处理后的待测样品杂质较少，可以最大程度减少待测样品在检测过程中对三电极体系的损坏，进而提供传感器的使用寿命。
作为优选的实施例，以下将详细介绍本发明的工作电极的制备过程，包括以下步骤：
S1.取玻碳电极或者铂电极进行预处理，首先进行酸清洗和碱清洗，最后进行清水冲洗；
S2.培养目标微生物，目标微生物为大肠杆菌，收集目标微生物的湿菌体，4度保存备用；
S3.制备接枝聚合物PVA-g-P；
S4.将上述步骤的湿菌体和接枝聚合物PVA-g-P的溶胶中充分混合，混合液的pH保持在7.0～7.5之间；
S5.将上述步骤的混合液均匀涂布在鸡蛋壳膜上，室温晾干，制得微生物修饰电极。
优选地，所述步骤S5中的鸡蛋壳膜是经过处理的鸡蛋壳内膜。
我国是世界上第一禽蛋生产和消费大国，按蛋壳占鲜鸡蛋质量的10％计算，蛋壳膜占蛋壳质量5％计算，我国每年产生蛋壳约为340万t，产生的蛋壳膜约为17万t，这些丢弃的蛋壳以及蛋壳膜在资源上是极度的浪费，如果将蛋壳膜改性成一种生物检测用的生物膜，这将大大提高资源的利用率，同时也减少生物膜的昂贵成本，将生物制品成本降到一个合理的水平。
作为优选地实施例，以下将详细介绍鸡蛋壳膜应用于生物膜的方法，包括以下步骤：
S1.将收集到的鸡蛋壳膜保湿，具体为定期喷淋37℃去离子水，后续操作过程保持鸡蛋壳膜保持湿润的状态；
S2.轻轻地将半球状鸡蛋壳膜沿着经线切开、摊平，即将鸡蛋壳膜平面化；
S3.将上述步骤的鸡蛋壳膜置于烧杯中，加入适量去离子水，将烧杯置于振荡器上，46℃，100-120rpm，振荡1-2h，振荡结束后，将蛋壳膜置于流动缓慢的水中漂洗，清除膜表面杂质；
S4.将上述步骤的鸡蛋壳膜置于平面上，使用镊子将鸡蛋壳膜分层外膜和内膜；
S5.将外膜置于50mMTris-HCl(pH7.5)，10mM CaCl2溶液中，置于磁力搅拌器上，孵育40-55℃，30min，每100ml上述溶液加入20mg/ml的蛋白酶K 100ul，继续孵育10-20min；
S6.将内膜置于50mMTris-HCl(pH7.0)，10mM CaCl2溶液中，置于磁力搅拌器上，孵育40-55℃，10min，每100ml上述溶液加入20mg/ml的蛋白酶K 10ul，继续孵育5-10min；
S7.步骤S5和S6反应结束后，快速取出，置于流动的自来水中冲洗3-5min，之后使用75％酒精清洗3-5次，每次5min；
S8.上述步骤的膜使用去离子水清洗3-5次，每次3min，结束后4℃，保湿保存备用。
本发明首次将鸡蛋壳膜应用到传感器的制备中，减少传感器的制备成本，同时提高资源利用率，让平时被废弃的鸡蛋壳得到回收利用，减少资源浪费，绿色环保。
实验例灵敏度实验
为了检测本发明使用的鸡蛋壳膜传感器的灵敏度，通过制备鸡蛋壳膜传感器A和一般生物膜制备的传感器B，同时对相同的样品进行测试，样品设置一系列浓度梯度，测试其阳性率，测试结果如表1所示。
表1
浓度(ng/ml) 传感器A阳性率(％) 传感器B阳性率(％)
0 0 0
0.10 97.8 96.9
1.00 98.9 98.5
10.00 100 100
50.00 100 100
100.00 100 100
综合分析表1可知，表明在低浓度时候，本发明的鸡蛋壳膜传感器的阳性率与常规的生物膜传感器的阳性率相当，在浓度为0.10ng/ml时候，阳性率已经达到97.8％，同时阳性率随着样品浓度的升高而升高，在浓度为10.0g/ml时候，阳性率已经达到100％。表明本发明的鸡蛋壳膜传感器阳性率较好，在某些浓度时候甚至超高了常规的生物膜传感器。说明鸡蛋壳膜传感器适用于农产品农药残留的快速检测领域中。
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 (7)

1.一种用于农产品农药残留快速检测仪，其特征在于，包括样品预处理模块、上样模块、检测模块、留样模块和中央处理器；所述样品预处理模块、上样模块、检测模块和留样模块均与中央处理器电连接；所述中央处理器包括与其连接的控制面板、显示器和存储模块；所述样品预处理模块将样品进行预处理，将农产品粉碎，并使用合适的溶质将其稀释成溶液。
2.根据权利要求1所述的用于农产品农药残留快速检测仪，其特征在于，所述上样模块包括3～6个广口石英瓶；所述石英瓶体积小于50ml。
3.根据权利要求2所述的用于农产品农药残留快速检测仪，其特征在于，所述留样处理模块与检测模块相连通，还包括电磁阀开关和流量计，还包括3～6个无菌离心管，流量计一端与无菌离心管连接；所述离心管为2ml。
4.根据权利要求3所述的用于农产品农药残留快速检测仪，其特征在于，所述控制模块通过与中央处理器电连接，可以对样品预处理模块、上样模块、检测模块、留样模块和显示器进行控制；包括电源开关、键盘和以上所述模块的控制开关以及操作杆。
5.根据权利要求4所述的用于农产品农药残留快速检测仪，其特征在于，所述显示器为LED或者LCD显示器；所述中央处理器为单片机。
6.根据权利要求5所述的用于农产品农药残留快速检测仪，其特征在于，所述检测模块包括3～6传感器，所述传感器为一种生物传感器。
7.根据权利要求6所述的用于农产品农药残留快速检测仪，其特征在于，所述生物传感器是一种全细胞微生物传感器；包括反应池和进样系统，所述反应池包括三电极体系，清洁系统和排放系统；所述三电极体系中的对电极和参比电极整合在反应池的两侧，并与池壁贴合；所述三电极的工作电极置于反应池的中间；所述清洁系统包括设置在四个角的喷头以及与其相连通的清洗液储存室；所述排放系统设置与反应池下方，包括工作废液和清洁废液两个出口；所述传感器与电化学工作站电联接。
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