CN112683863A - 一种多模荧光检测仪及其检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种多模荧光检测仪及其检测方法，所述多模荧光检测仪包括采样推进装置、连接于所述采样推进装置的气路组件、设置于所述气路组件的加热脱附装置以及连接于所述气路组件的多模荧光检测组件；所述采样推进装置用于自动推进采样纸；所述气路组件包括气道和气泵；所述多模荧光检测组件包括多个荧光传感器、滤光片以及感光件；在所述采样推进装置推进采样纸时，所述加热脱附装置加热采样纸而使得检测样品脱附，所述气泵提供吸力而使得脱附的检测样品经所述气道进入所述荧光传感器中，与所述荧光传感器接触而使得荧光信号产生变化，所述感光件通过所述滤光片感应特定波长处荧光信号的变化，从而实现对相应检测样品的检测。

Description

一种多模荧光检测仪及其检测方法

技术领域

本发明涉及荧光检测技术领域，特别是涉及一种多模荧光检测仪及其检测方法，所述多模荧光检测仪适用于微痕量爆炸物和毒品的检测。

背景技术

对于爆炸物品和毒品的检测，一方面爆炸物品会对人身安全造成巨大威胁，尤其在车站、机场以及港口等人流密集区域，爆炸物的检测显得尤为重要。而毒品会带来一系列暴力犯罪，严重危害人体健康和国家安全，为了打击毒品犯罪，毒品的精准检测也极为重要。现有的安检机器仅能够辅助检测一定数量的粉末状物品，现有的安检机器只能够显示粉末状物品的图像特征，无法判断粉末状物品的具体成分，这为安检工作带来不少难度。

为了辨别安检中的违禁物品的成分，目前市面上也出现多种针对性的检测仪器，如毒品检测仪和爆炸物检测仪。然而，现有的检测仪器通常只能针对一种违禁物品进行检测，虽然市面上也有能够爆炸物和毒品的仪器，但是其主要基于离子迁移技术进行检测，具体原理为：在大气或迁移气体中将被检测样品电离形成离子，然后在外加电场中漂移，由于不同样品的迁移率不同，样品中不同成分在迁移管内分开，基于不同分子的轻重对应具有不同的迁移速率，则根据检测得到的迁移时间可以得到样品的成分。离子迁移技术检测爆炸物和毒品虽然检测精度高，但是需要的部件多，设备结构复杂，相应的成本昂贵，设备体积大。

发明内容

本发明的一目的是，提供一种基于荧光传感技术的成本低、设备体积小、检测精度高、灵敏度高、响应速度快的多模荧光检测仪，能够对微痕量爆炸物品和毒品同时进行检测。

一种多模荧光检测仪，适于对一种或多种检测样品同时进行检测，包括：

采样推进装置，所述采样推进装置用于插入采样纸并能够自动推进采样纸；

气路组件，所述气路组件连接于所述采样推进装置并包括气道和气泵，其中在所述采样推进装置被插入采样纸时，所述采样推进装置将采样纸推进所述气路组件的所述气道；

加热脱附装置，所述加热脱附装置被设置于所述气路组件的所述气道，用于对被推进所述气道的采样纸加热使得附在采样纸的检测样品脱附，所述气泵提供吸力而使得加热脱附的检测样品在气道中移动；

多模荧光检测组件，所述多模荧光检测组件连接于所述气路组件并包括光源、多个荧光传感器、滤光片以及感光件；其中加热脱附的检测样品在所述气泵的吸力下经由所述气道进入所述荧光传感器中，在所述光源的激发下，所述荧光传感器由基态跃迁为激发态而产生荧光，其中检测样品与激发态的所述荧光传感器接触而使得荧光信号产生变化，所述感光件通过所述滤光片感应特定波长处荧光信号的变化，从而输出对应的光信号；

信号处理模块，所述信号处理模块连接于所述多模荧光检测组件，用于将所述感光件输出的光信号转换为电信号；以及

报警模块；所述报警模块连接于所述信号处理模块，当检测样品为违禁物品时，所述报警模块基于所述信号处理模块输出的电信号发出报警。

在本发明的一实施例中，所述光源为LED发光二极管；所述感光件为光敏二极管。

在本发明的一实施例中，所述采样推进装置包括连接于所述气道的采样口、设置于所述采样口的采样纸感应器以及连接于所述采样纸传感器的推进件，其中在所述采样口被插入采样纸时，所述采样纸传感器感应采样纸而控制所述推进件将所述采样纸推送至所述气道。

在本发明的一实施例中，所述采样推进装置进一步于所述采样口设置有采样纸固定件，用于固定被插入的采样纸。

在本发明的一实施例中，多个所述荧光传感器由多种荧光传感器薄膜封装形成，多种所述荧光传感器薄膜被设置通过提拉、旋涂或滴涂等方法在玻璃、石英高透光基片或纳米管的基质上制备形成。

在本发明的一实施例中，所述加热脱附装置为加热腔或加热片，加热的温度范围为：50～150℃。

在本发明的一实施例中，所述采样纸为芳纶纸、聚四氟乙烯漆布、层析试纸中的任一种。

在本发明的一实施例中，所述检测样品为爆炸物样品或毒品样品，所述爆炸物样品包括地恩梯(DNT)、梯恩梯(TNT)、黑火药(BP)、硝酸铵(AN)、黑索今(RDX)、熵炸药(TATP)、太安(PETN)、硝化甘油(NG)、特屈儿(TETRYL)、奥克托今(HMX)中的任一种，所述毒品样品包括冰毒(MET)、可卡因(COC)、吗啡(MOP)、海洛因(HER)、摇头丸(MDMA)、氯胺酮(KET)、摇脚丸(LSD)、杜冷丁、麻黄碱中的任一种。

本发明在另一方面还提供一种多模荧光检测仪的检测方法，包括以下步骤：

(S1)于采样纸擦拭或滴涂检测样品；

(S2)将采样纸插入采样口，采样推进装置感应采样纸后将采样纸推入气道；

(S3)加热脱附装置对采样纸加热，使检测样品脱附；

(S4)经由气泵的吸力作用，脱附的检测样品经所述气道进入荧光传感器中，与荧光传感器薄膜接触而使得荧光信号发生变化；以及

(S5)感光件经由滤光片感应特定波长处的荧光信号变化，输出对应的光信号，以实现对检测样品的检测。

在本发明的一实施例中，所述多模荧光检测仪的检测方法进一步包括步骤：信号处理模块将光信号转换为电信号，当检测样品为违禁物品时，报警模块基于所述信号处理模块输出的电信号发出报警。

在本发明的一实施例中，所述加热脱附装置为加热腔或加热片，加热的温度范围为：50～150℃。

在本发明的一实施例中，所述采样纸为芳纶纸、聚四氟乙烯漆布、层析试纸中的任一种。

本发明提供的所述多模荧光检测仪具有所述多模荧光检测组件，能够同时对多个样品进行检测，无需切换模式，使用方便灵活，能够便于微痕量爆炸物品和毒品的快速检测。所述多模荧光检测仪基于荧光猝灭或敏化现象输出检测结果，检测灵敏度高，在5-10秒内可输出检测结果，检测速度快且精度高，成本低。而且由于所述多模荧光检测仪能够同时对多个检测样品进行检测，所述多模荧光检测仪具有广泛的适用性，适用于车站、机场、高速公路检查站、港口、快递公司等应用场景。

通过对随后的描述和附图的理解，本发明进一步的目的和优势将得以充分体现。

附图说明

图1为根据本发明的一优选实施例的所述多模荧光检测仪的结构示意框图。

图2为根据本发明的上述优选实施例的所述多模荧光检测仪的检测流程示意框图。

附图标号说明：多模荧光检测仪100；采样推进装置10；采样口11；采样纸固定件12；采样纸传感器13；推进件14；气路组件20；气泵21；气道22；加热脱附装置30；多模荧光检测组件40；光源41；荧光传感器42；滤光片43；感光件44；信号处理模块50；报警模块60。

具体实施方式

以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。在以下描述中界定的本发明的基本原理可以应用于其他实施方案、形变方案、改进方案、等同方案以及没有背离本发明的精神和范围的其他技术方案。

本领域技术人员应理解的是，在本发明的揭露中，术语“竖向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系，其仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此上述术语不能理解为对本发明的限制。

可以理解的是，术语“一”应理解为“至少一”或“一个或多个”，即在一个实施例中，一个元件的数量可以为一个，而在另外的实施例中，该元件的数量可以为多个，术语“一”不能理解为对数量的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1所示，根据本发明的一优选实施例的多模荧光检测仪100的具体结构被阐明。如图1所示，所述多模荧光检测仪100适于对一种或多种检测样品同时进行检测，包括采样推进装置10、气路组件20、加热脱附装置30以及多模荧光检测组件40，所述采样推进装置10用于插入采样纸并能够自动推进采样纸；所述气路组件20连接于所述采样推进装置10并包括气道22和气泵21，其中在所述采样推进装置10被插入采样纸时，所述采样推进装置10将采样纸推进所述气路组件20的所述气道22；所述加热脱附装置30被设置于所述气路组件20的所述气道22，用于对被推进所述气道22的采样纸加热使得附在采样纸的检测样品脱附，所述气泵21提供吸力而使得加热脱附的检测样品在气道22中移动；所述多模荧光检测组件40连接于所述气路组件20并包括光源41、多个荧光传感器42、滤光片43以及感光件44；其中加热脱附的检测样品在所述气泵21的吸力下经由所述气道22进入所述荧光传感器42中，在所述光源41的激发下，所述荧光传感器42由基态跃迁为激发态而产生荧光，其中检测样品与激发态的所述荧光传感器42接触而使得荧光信号产生变化，所述感光件44通过所述滤光片43感应特定波长处荧光信号的变化，从而输出对应的光信号，以实现对相应检测样品的检测。

值得一提的是，加热脱附后的检测样品在荧光反应后通过所述气泵21的吸力作用经所述气道22被排出。

进一步地，所述多模荧光检测仪100进一步包括信号处理模块50和连接于所述信号处理模块50的报警模块60，所述信号处理模块50连接于所述多模荧光检测组件40，用于将所述感光件44输出的光信号转换为电信号，当检测样品为违禁物品时，所述报警模块60基于所述信号处理模块50输出的电信号发出报警。

可以理解的是，不同的检测样品对应具有不同的所述光信号和所述电信号，其中基于输出的所述光信号和所述电信号的结果，可以判断检测样品的种类，在所述多模荧光检测仪100检测到违禁物品如微痕量爆炸物品或毒品时，所述多模荧光检测仪100的所述报警模块60发出报警，所述报警模块60可以为声、光、特殊字符报警模块60，例如语音播报模块、闪烁灯光模块、特殊灯光颜色模块或者是比较隐秘的不会引起恐慌的特殊字符模块，本发明对此不作限制。

特别地，所述多模荧光检测组件40的多个所述荧光传感器42由多种荧光传感器薄膜封装形成，多种所述荧光传感器薄膜被设置通过提拉、旋涂或滴涂等方法在玻璃、石英高透光基片或纳米管的基质上制备形成。具体地，所述荧光传感器42由以下步骤制得：

(1)设计合成两种或多种荧光化合物，分别对常见爆炸物或毒品有荧光猝灭或敏化现象；

(2)通过提拉、旋涂或滴涂等方法，在玻璃、石英高透光基片或纳米管的基质上分别制备两种或多种荧光传感薄膜；

(3)将制备好的两种或多种荧光传感薄膜进行封装，形成完整的双模或多模荧光传感器42。

本发明的所述多模荧光检测仪100采用多个荧光传感器42进行检测，其中不同的所述荧光传感器42可以针对不同的检测样品进行感应探测，例如针对微痕量爆炸物和毒品可以分别通过不同的荧光传感器42进行检测，因此，所述多模荧光检测仪100可以同时对多个检测样品进行检测，检测过程中无需切换模式，因此使用方便灵活。在实际的应用中，本发明的所述多模荧光检测仪100可以同时对微痕量爆炸物和毒品进行检测，能够有效地提高安检的效率。

所述多模荧光检测仪100检测微痕量爆炸物或毒品的原理为：所述荧光传感器42在特定波长的所述光源41激发下，所述荧光传感器42由基态跃迁为激发态而产生荧光，检测样品经加热脱附后，经所述气道22的气路与所述荧光传感器42的荧光传感薄膜接触，发生荧光猝灭或敏化，从而引起荧光信号的强度的变化，则所述感光件44通过所述滤光片43感应特定波长处的荧光信号强度的变化，从而能够实现对微痕量爆炸物和毒品的高灵敏度检测。

可以理解的是，所述多模荧光检测仪100基于荧光传感技术对微痕量爆炸物品和毒品进行检测，检测灵敏度高，响应速度快(响应时间在5-10秒内)，而且成本低，检测精度高，因此所述多模荧光检测仪100具体广泛的经济前景和适用性，能够适用于车站、机场、高速公路检查站、港口、快递公司等应用场景。

值得一提的是，所述多模荧光检测组件40的所述光源41为LED发光二极管；所述感光件44为光敏二极管。

此外，还值得一提的是，所述采样推进装置10包括连接于所述气道22的采样口11、设置于所述采样口11的采样试纸固定件、设置于所述采样口11的采样纸感应器以及连接于所述采样纸传感器13的推进件14，其中所述采样口11用于插入采样纸，所述采样纸固定件12用于固定被插入所述采样口11的采样纸。在所述采样口11被插入采样纸时，所述采样纸传感器13感应采样纸而控制所述推进件14将所述采样纸推送至所述气道22。

可选地，所述采样纸为芳纶纸、聚四氟乙烯漆布、层析试纸中的任一种。

可选地，所述采样纸可以通过擦拭或滴涂的方式采样附着有检测样品，本发明对此不作限制。

值得一提的是，所述加热脱附装置30为加热腔或加热片，加热的温度范围为：50～150℃。

可以理解的是，本发明的所述多模荧光检测仪100的检测流程为：采用采样纸通过擦拭或滴涂的方式采集检测样品，将采样纸插入所述采样推进装置10的所述采样口11，所述采样纸传感器13感应采样纸而控制所述推进件14自动将采样纸推进所述气道22，所述加热脱附装置30对所述气道22中的采样纸进行加热脱附，经由所述气泵21的吸力作用，脱附的检测样品经所述气道22进入所述荧光传感器42中与所述荧光传感器42的荧光传感薄膜接触而发生荧光猝灭或敏化反应，以使得荧光信号强度发生变化，所述感光件44通过对应的所述滤光片43感应特定波长处的荧光信号强度的变化，输出对应的光信号，所述信号处理模块50将光信号转换为电信号以输出对应的检测结果，当检测到违禁物品如微痕量爆炸物或毒品时，所述报警模块60基于所述信号处理模块50输出的电信号发出报警。

可选地，本发明的所述多模荧光检测仪100能够检测的检测样品包括微痕量的爆炸物样品和毒品样品，所述爆炸物样品包括地恩梯(DNT)、梯恩梯(TNT)、黑火药(BP)、硝酸铵(AN)、黑索今(RDX)、熵炸药(TATP)、太安(PETN)、硝化甘油(NG)、特屈儿(TETRYL)、奥克托今(HMX)中的任一种，所述毒品样品包括冰毒(MET)、可卡因(COC)、吗啡(MOP)、海洛因(HER)、摇头丸(MDMA)、氯胺酮(KET)、摇脚丸(LSD)、杜冷丁、麻黄碱中的任一种。

如图2所示，本发明在另一方面还提供一种多模荧光检测仪100的检测方法，包括以下步骤：

(S1)于采样纸擦拭或滴涂检测样品；

(S2)将采样纸插入采样口11，采样推进装置10感应采样纸后将采样纸推入气道22；

(S3)加热脱附装置30对采样纸加热，使检测样品脱附；

(S4)经由气泵21的吸力作用，脱附的检测样品经所述气道22进入荧光传感器42中，与荧光传感器薄膜接触而使得荧光信号发生变化；以及

(S5)感光件44经由滤光片43感应特定波长处的荧光信号变化，输出对应的光信号，以实现对检测样品的检测。

进一步地，所述多模荧光检测仪100的检测方法进一步包括步骤：信号处理模块50将光信号转换为电信号，当检测样品为违禁物品时，报警模块60基于所述信号处理模块50输出的电信号发出报警。

值得一提的是，所述加热脱附装置30为加热腔或加热片，加热的温度范围为：50～150℃。

本发明提供的所述多模荧光检测仪100具有所述多模荧光检测组件40，能够同时对多个样品进行检测，无需切换模式，使用方便灵活，能够便于微痕量爆炸物品和毒品的快速检测。所述多模荧光检测仪100基于荧光猝灭或敏化现象输出检测结果，检测灵敏度高，在5-10秒内可输出检测结果，检测速度快且精度高，成本低。而且由于所述多模荧光检测仪100能够同时对多个检测样品进行检测，所述多模荧光检测仪100具有广泛的适用性，适用于车站、机场、高速公路检查站、港口、快递公司等应用场景。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上实施例仅表达了本发明的优选的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (12)

1.一种多模荧光检测仪，适于对一种或多种检测样品同时进行检测，其特征在于，包括：

采样推进装置，所述采样推进装置用于插入采样纸并能够自动推进采样纸；

气路组件，所述气路组件连接于所述采样推进装置并包括气道和气泵，其中在所述采样推进装置被插入采样纸时，所述采样推进装置将采样纸推进所述气路组件的所述气道；

加热脱附装置，所述加热脱附装置被设置于所述气路组件的所述气道，用于对被推进所述气道的采样纸加热使得附在采样纸的检测样品脱附，所述气泵提供吸力而使得加热脱附的检测样品在气道中移动；

多模荧光检测组件，所述多模荧光检测组件连接于所述气路组件并包括光源、多个荧光传感器、滤光片以及感光件；其中加热脱附的检测样品在所述气泵的吸力下经由所述气道进入所述荧光传感器中，在所述光源的激发下，所述荧光传感器由基态跃迁为激发态而产生荧光，其中检测样品与激发态的所述荧光传感器接触而使得荧光信号产生变化，所述感光件通过所述滤光片感应特定波长处荧光信号的变化，从而输出对应的光信号；

信号处理模块，所述信号处理模块连接于所述多模荧光检测组件，用于将所述感光件输出的光信号转换为电信号；以及

报警模块；所述报警模块连接于所述信号处理模块，当检测样品为违禁物品时，所述报警模块基于所述信号处理模块输出的电信号发出报警。

2.根据权利要求1所述的多模荧光检测仪，其特征在于，所述光源为LED发光二极管；所述感光件为光敏二极管。

3.根据权利要求1所述的多模荧光检测仪，其特征在于，所述采样推进装置包括连接于所述气道的采样口、设置于所述采样口的采样纸感应器以及连接于所述采样纸传感器的推进件，其中在所述采样口被插入采样纸时，所述采样纸传感器感应采样纸而控制所述推进件将所述采样纸推送至所述气道。

4.根据权利要求3所述的多模荧光检测仪，其特征在于，所述采样推进装置进一步于所述采样口设置有采样纸固定件，用于固定被插入的采样纸。

5.根据权利要求1至4中任一所述的多模荧光检测仪，其特征在于，多个所述荧光传感器由多种荧光传感器薄膜封装形成，多种所述荧光传感器薄膜被设置通过提拉、旋涂或滴涂等方法在玻璃、石英高透光基片或纳米管的基质上制备形成。

6.根据权利要求1至4中任一所述的多模荧光检测仪，其特征在于，所述加热脱附装置为加热腔或加热片，加热的温度范围为：50～150℃。

7.根据权利要求1至4中任一所述的多模荧光检测仪，其特征在于，所述采样纸为芳纶纸、聚四氟乙烯漆布、层析试纸中的任一种。

8.根据权利要求1至4中任一所述的多模荧光检测仪，其特征在于，所述检测样品为爆炸物样品或毒品样品，所述爆炸物样品包括地恩梯(DNT)、梯恩梯(TNT)、黑火药(BP)、硝酸铵(AN)、黑索今(RDX)、熵炸药(TATP)、太安(PETN)、硝化甘油(NG)、特屈儿(TETRYL)、奥克托今(HMX)中的任一种，所述毒品样品包括冰毒(MET)、可卡因(COC)、吗啡(MOP)、海洛因(HER)、摇头丸(MDMA)、氯胺酮(KET)、摇脚丸(LSD)、杜冷丁、麻黄碱中的任一种。

9.一种多模荧光检测仪的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

(S1)于采样纸擦拭或滴涂检测样品；

(S2)将采样纸插入采样口，采样推进装置感应采样纸后将采样纸推入气道；

(S3)加热脱附装置对采样纸加热，使检测样品脱附；

(S4)经由气泵的吸力作用，脱附的检测样品经所述气道进入荧光传感器中，与荧光传感器薄膜接触而使得荧光信号发生变化；以及

(S5)感光件经由滤光片感应特定波长处的荧光信号变化，输出对应的光信号，以实现对检测样品的检测。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，进一步包括步骤：信号处理模块将光信号转换为电信号，当检测样品为违禁物品时，报警模块基于所述信号处理模块输出的电信号发出报警。

11.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述加热脱附装置为加热腔或加热片，加热的温度范围为：50～150℃。

12.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述采样纸为芳纶纸、聚四氟乙烯漆布、层析试纸中的任一种。

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