CN113985020A - 一种用于食品安全快速检测的多通道读条设备 - Google Patents

一种用于食品安全快速检测的多通道读条设备 Download PDF

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徐睿
项耀东
孙家帅
孙霞
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Abstract

本发明的一种用于食品安全快速检测的多通道读条设备,属于食品安全检测领域。由试纸条检测工作暗盒、工控机和触摸显示器组成。其中,试纸条检测工作暗盒对免疫层析试纸条进行数据读取和数据转换,工控机对数据进行分析和处理,触摸显示器显示数据处理结果。基于时间分辨荧光免疫层析技术,采用定量检测的方法,对多条时间分辨荧光免疫层析试纸条同时进行数据采集。实现多通道同时进行检测,有效的提高了检测效率;具有计算精确、使用方便、稳定可靠的特点。

Description

一种用于食品安全快速检测的多通道读条设备
技术领域
本发明涉及食品安全检测领域,具体涉及一种用于食品安全快速检测的多通道读条设备。
背景技术
随着食品行业的发展和食品安全问题的日益突出,需要监控的食品种类和数量不断增加,对检测效率的要求越来越高,产生了很多快速检测方法,包括:胶体金免疫层析法、时间分辨荧光免疫分析法、电化学传感器检测法、超光谱法、毛细管电泳法、金纳米棒光学生物传感器技术、高光谱成像技术等许多新兴的检测技术应用于食品安全检测中,随着时代发展,生活节奏的加快,对于应用一台快速、灵敏、简便、精密度高、自动化程度好的食品安全检测设备迫在眉睫。免疫层析试纸条在检测食品安全的应用上愈加成熟,但是具体到实际应用中,由于免疫层析试纸条在与目标样本反应变化后发生的改变小,将荧光检测技术应用到食品安全的检测中极大地提高检测速度,解决食品安全在检测中的的不利因素。
发明内容
对于现有技术中所存在的问题,本发明的目的在于提供一种多通道食品安全快速检测的多通道读条设备及其分析方法应用于平台上,提高对食品安全检测的效率和精确度。
为实现以上目的,本发明采用的技术方案是:一种用于食品安全快速检测的多通道读条设备,包括试纸条检测工作暗盒、工控机和触摸显示器,其中,试纸条检测工作暗盒、工控机和触摸显示器依次连接。
进一步的,试纸条检测工作暗盒包括机盖1、工作暗盒外壳2和底座3,其中具体包括:试纸条进给模块、光源控制模块、硅光电池模块、RC滤波模块、I/V转换模块、A/D转换模块;基于时间分辨荧光免疫层析技术,采用定量检测的方法,对装有多条免疫层析试纸条的检测卡进行数据采集。
进一步的,所述检测卡由试纸条检测卡卡盖11和试纸条检测卡底座12组成,试纸条检测卡卡盖11设有试纸条观测窗13和试纸条加样孔14,试纸条检测卡底座12设有多个试纸条放置槽15放置免疫层析试纸条。
进一步的,所述试纸条进给模块包括试纸条进样平台8、步进电机和丝杠拖动器。
进一步的,所述丝杠拖动器是由步进电机提供动力。
进一步的,所述工作暗盒外壳2设有工作暗盒控制板放置槽5和步进电机放置槽4。
进一步的,工作暗盒控制板放置槽5对应每个试纸条通道设有激发光光窗6和硅光电池观测窗7。
进一步的,试纸条进样平台8设有试纸条检测卡放置槽10。
进一步的,所述A/D转换模块集成ADS1256芯片、STM32f103单片机和RS232串口通讯。
进一步的,所述工控机,选用处理器为Core-i7 7500U、内存为16G的工控机;触摸显示器选用高分辨率IPS电容HDMI接口显示器。
进一步的,所述时间分辨荧光免疫层析技术,具体实施方法包括:
步骤一:通过使用365 nm及以下波长的多路激发光源,步进电机控制进样平台,对多条时间分辨免疫层析荧光试纸条进行移动式扫描;
步骤二:通过截止频率在400 nm及以下波长的硅光电池接收在C线和T线位置处荧光发射光的扫描信号;
步骤三:将微弱的荧光发射光信号转化至微弱的电流信号。
进一步的,所述RC滤波模块的信号处理分析方法:前置信号放大器,提高检测信号的信噪比,降低噪声干扰;将微弱的电流信号进行放大,检测出微弱的电化学信号。
进一步的,工控机通过积分算法,定量计算采集到的多条谱图中荧光峰的峰面积,为定量测定时间分辨荧光免疫层析试纸条提供基础。
进一步的,将信号处理结果在触摸显示器上显示。
附图说明
图1所示为一种用于食品安全快速检测的多通道读条设备的结构示意图。
图2所示为一种用于食品安全快速检测的多通道读条设备的数据处理结果图谱。
图3所示为一种用于食品安全快速检测的多通道读条设备的控制电路示意图。
图4所示为一种用于食品安全快速检测的多通道读条设备的信号放大电路示意图。
图5所示为一种用于食品安全快速检测的多通道读条设备的工作流程图。
图中:1机盖、2工作暗盒外壳、3底座、 4步进电机放置槽、5工作暗盒控制板放置槽、6激发光光窗、7硅光电池观测窗、8试纸条进样平台、9丝杠拖动器固定孔、10试纸条检测卡放置槽、11试纸条检测卡卡盖、12试纸条检测卡底座、13试纸条观测窗、14试纸条加样孔、15试纸条放置槽。
具体实施方式
下文将结合具体附图详细描述本发明具体实施例,应当注意的是,下述实施例中描述的技术特征或者技术特征的组合不应当被认为是孤立的,它们可以被相互组合从而达到更好的技术效果,在下述实施例的附图中,各附图所出现的相同标号代表相同的特征或者部件,可应用于不同实施例中。
为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
参照图1,说明本发明的整体结构。
本发明的一种用于食品安全快速检测的多通道读条设备,该设备包括试纸条检测工作暗盒、工控机和触摸显示器。
其中,试纸条检测工作暗盒包括机盖1、工作暗盒外壳2、底座3,需要说明的是,工作暗盒外壳2设有步进电机放置槽4和工作暗盒控制板放置槽5,工作暗盒控制板放置槽5对应每个通道设有激发光光窗6、硅光电池观测窗7,工作暗盒外壳2安装有试纸条进样平台8、丝杠拖动器,底座3设有丝杠拖动器固定孔9,试纸条进样平台8设有试纸条检测卡放置槽10,试纸条检测卡放置槽5上放置试纸条检测卡,试纸条检测卡由试纸条检测卡卡盖11和试纸条检测卡底座12组成,试纸条检测卡卡盖11设有试纸条观测窗13和试纸条加样孔14,试纸条检测卡底座12设有多个试纸条放置槽15用来放置免疫层析试纸条。
本发明中,试纸条检测工作暗盒具体包括:试纸条进给模块、光源控制模块、硅光电池模块、RC滤波模块、I/V转换模块和A/D转换模块。
本发明中,基于时间分辨荧光免疫层析技术,采用定量检测的方法,对装有多条免疫层析试纸条的检测卡进行数据采集。
本发明中,试纸条进给模块包括试纸条进样平台8、步进电机和丝杠拖动器;其中,步进电机为丝杠拖动器提供动力,实现对试纸条的读取工作。
本发明中,A/D转换模块集成ADS1256芯片、STM32f103单片机和 RS232串口通讯,将采集的数据信号,并传送至工控机进行数据处理。
本发明中,数据处理结果通过触摸显示器显示出来。
本具体实施方式中,所述免疫层析试纸条,加入待检测样本。
本具体实施方式中,所述免疫层析试纸条,通过更换靶标抗体,可实现对其他小分子类目标物质的检测。
实施时,按照检测流程,将免疫层析试纸条放入试纸条检测卡中,试纸条检测卡安装在试纸条进样平台8的试纸条检测卡放置槽10上。
实施时,通过丝杠拖动器将试纸条进样平台8进行拖动,免疫层析试纸条缓慢进入工作暗盒。
实施时,工作暗盒检测采用的方法:检测开始时步进电机和丝杠拖动器同时动作,将试纸条缓慢拖入工作暗盒进行检测,每个通道的激发光通过光窗6发射激发光荧光试纸条产生发射光,硅光电池通过观测窗7检测荧光试纸条荧光信号,硅光电池将光信号转换成微弱电流信号,电流信号通过I/V转换模块转成电流信号并放大,再经过RC滤波模块将原始信号进行滤波,利用A/D转换模块采集该信号,A/D转换模块集成ADS1256芯片和STM32f103单片机,采集的数据通过RS232串口通讯发送至工控机进行处理分析。
实施时,对免疫层析试纸条荧光分析方法为:
1)通过使用365 nm及以下波长的多路激发光源,步进电机控制进样平台,对多条时间分辨免疫层析荧光试纸条进行移动式扫描;
2)通过截止频率在400 nm及以下波长的硅光电池接收在C线和T线位置处荧光发射光的扫描信号;
3)将微弱的荧光发射光信号转化至微弱的电流信号。
实施时,免疫层析试纸条RC滤波及信号处理分析方法:前置信号放大器,提高检测信号的信噪比,降低噪声干扰;将微弱的电流信号进行放大,检测出微弱的电化学信号;
实施时,工控机通过积分算法,定量计算采集到的多条谱图中荧光峰的峰面积,为定量测定时间分辨荧光免疫层析试纸条提供基础。
实施时,检测数据的处理结果通过触摸显示器显示出来。
综上,通过更换检测不同样本的试纸条即可实现对其他小分子类目标物质的检测。
本领域技术人员可以理解,尽管已经参照本公开的特定示例性实施例示出并描述了本公开,但是本领域技术人员应该理解,在不背离所附权利要求及其等同物限定的本公开的精神和范围的情况下,可以对本公开进行形式和细节上的多种改变,因此,本公开的范围不应该限于上述实施例,而是应该不仅由所附权利要求来进行确定,还由所附权利要求的等同物来进行限定。

Claims (11)

1.一种用于食品安全快速检测的多通道读条设备,其特征在于:该设备包括试纸条检测工作暗盒、工控机和触摸显示器;试纸条检测工作暗盒包括机盖(1)、工作暗盒外壳(2)和底座(3),其中具体包括:试纸条进给模块、光源控制模块、硅光电池模块、RC滤波模块、I/V转换模块、A/D转换模块;基于时间分辨荧光免疫层析技术,采用定量检测的方法,对装有多条免疫层析试纸条的检测卡进行数据采集。
2.根据权利要求1所述的一种用于食品安全快速检测的多通道读条设备,其特征在于:所述检测卡由试纸条检测卡卡盖(11)和试纸条检测卡底座(12)组成,试纸条检测卡卡盖(11)设有试纸条观测窗(13)和试纸条加样孔(14),试纸条检测卡底座(12)设有多个试纸条放置槽(15)放置免疫层析试纸条。
3.根据权利要求2所述的免疫层析试纸条,通过更换靶标抗体,可实现对其他小分子类目标物质的检测。
4.根据权利要求1所述的一种用于食品安全快速检测的多通道读条设备,其特征在于:所述试纸条进给模块包括试纸条进样平台(8)、步进电机和丝杠拖动器。
5.根据权利要求1所述的一种用于食品安全快速检测的多通道读条设备,其特征在于:所述工作暗盒外壳(2)设有步进电机放置槽(4)和工作暗盒控制板放置槽(5),工作暗盒控制板放置槽(5)对应每个试纸条通道设有激发光光窗(6)和硅光电池观测窗(7)。
6.根据权利要求1所述的一种用于食品安全快速检测的多通道读条设备,其特征在于:所述试纸条进样平台(8)设有试纸条检测卡放置槽(10)。
7.根据权利要求1所述的一种用于食品安全快速检测的多通道读条设备,其特征在于:所述A/D转换模块集成ADS1256芯片、STM32f103单片机和RS232串口通讯。
8.根据权利要求1所述的一种用于食品安全快速检测的多通道读条设备,其特征在于:所述时间分辨荧光免疫层析技术,具体实施方法包括:
通过使用365 nm及以下波长的多路激发光源,步进电机控制进样平台,对多条时间分辨免疫层析荧光试纸条进行移动式扫描;
通过截止频率在400 nm及以下波长的硅光电池接收在C线和T线位置处荧光发射光的扫描信号;
将荧光发射光信号转化至电流信号。
9.根据权利要求1所述的一种用于食品安全快速检测的多通道读条设备,其特征在于:所述RC滤波模块的信号处理分析方法是前置信号放大器,提高检测信号的信噪比,降低噪声干扰,将电流信号进行放大。
10.根据权利要求1所述的一种用于食品安全快速检测的多通道读条设备,其特征在于:所述工控机选用处理器为Core-i7 7500U、内存为16G的工控机,采用积分算法,定量计算采集到的多条谱图中荧光峰的峰面积,对数据进行处理。
11.根据权利要求1所述的一种用于食品安全快速检测的多通道读条设备,其特征在于:所述触摸显示器选用高分辨率IPS电容HDMI接口显示器,显示数据处理结果。
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