CN114235807B - 一种真菌毒素量子点试纸条智能即时定量检测装置 - Google Patents

一种真菌毒素量子点试纸条智能即时定量检测装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种真菌毒素量子点试纸条智能即时定量检测装置。通过第一光源和第二光源对放置于壳体内的喷涂有真菌毒素抗原的试纸条进行激发，获得发射光，并通过滤光部件滤去杂质光。通过夹持机构对拍摄部件进行夹持固定，再利用拍摄部件对真菌毒素量子点试纸条图片进行捕捉，再通过处理器对图片信息进行分析计算，得到真菌毒素的含量结果，缩短了检测时间，提高了真菌毒素检测的便携性和实用性，实现了单一或多毒素混合污染定量即时检测，解决了荧光定量的技术难题。

Description

一种真菌毒素量子点试纸条智能即时定量检测装置
技术领域
本发明涉及真菌毒素检测技术领域，尤其涉及一种真菌毒素量子点试纸条智能即时定量检测装置。
背景技术
食品安全是关系我国国计民生的重大问题，我国食品易受到多种真菌毒素的混合污染，从而严重威胁了国民生命健康和经济贸易安全。真菌毒素是真菌产生的次生代谢产物，是自然产生的最危险的食品污染物之一，全球约有45亿人长期暴露于真菌毒素的危险中。目前已分离鉴定出的真菌毒素有300余种，其中，黄曲霉毒素B1(AFB1)被国际癌症研究机构(IARC)定为一类致癌物，可诱发肝癌，具有致畸、致突变作用。OTA具有肾毒性，可导致泌尿系癌症，IARC已将OTA归为二类致癌物；ZEN具有雌激素作用，可导致精液质量差，生殖功能受损。在亚洲和非洲地区，真菌毒素污染尤为严重，极易引起人畜急性或慢性疾病，导致重大食品安全问题。根据研究表明，随气候变化，未来欧洲农作物也将受到更多的真菌毒素污染，其中大多是混合污染。真菌毒素是自然产生的，其混合污染可发生于粮食的种、收、储、运等各个环节。因此，建立真菌毒素混合污染高灵敏智能即时检测技术，是保障我国食品质量安全和推动粮食产业高质量发展的迫切需求。
目前，真菌毒素检测方法主要有生物鉴定法、化学分析法和大型仪器分析技术等。其中，生物鉴定法是传统的真菌毒素鉴定方法，主要是利用真菌毒素可影响家禽、微生物以及水生物等生物的细胞来检测真菌毒素是否真正存在，其专一性较差、灵敏度低、无法定量，通常情况下仅作为化学分析法的佐证；化学分析法主要是利用薄层层析技术，来分离、分析真菌毒素，同时可实现真菌毒素的纯化，该方法操作简单、成本低，曾被写入国家标准，但由于大量使用溶剂及操作人员直接接触毒素风险，该法已逐步淘汰；大型仪器分析技术是目前主流的真菌毒素分析方法，如高效液相色谱(HPLC)和液相色谱串联质谱(LC-MS/MS)等，由于具有灵敏度高、测定结果准确、特异性好等特点，HPLC和LC-MS/MS成为我国(国家标准GB 5009.22-2016)和欧盟(欧洲标准化委员会EN ISO 16050:2011)等世界多国和地区检测真菌毒素的标准方法，已被广泛应用于乳品、花生、饲料、中药材中，已有报道可检测多达55种真菌毒素。但是，由于真菌易受气候、土壤及储藏条件等影响，且实验室色谱质谱检测中送样、前处理、检测过程较长，而导致真菌毒素含量发生变化，不利于真菌毒素的监管和风险评估。
为了满足市场监管对农产品真菌毒素即时检测的需求，开发检测速度更快、便携性更佳的智能化即时检测装置具有重要的研究及应用价值。
发明内容
本发明通过提供一种真菌毒素量子点试纸条智能即时定量检测装置，实现了检测速度更快和便携性更佳的技术效果。
本发明提供了一种真菌毒素量子点试纸条智能即时定量检测装置，包括：壳体、第一光源、第二光源、滤光部件、夹持机构、拍摄部件及处理器；所述第一光源和所述第二光源均设置在所述壳体内部；所述第一光源和所述第二光源对向在所述壳体内部且喷涂有超支化DNA四面体悬垂纳米材料偶联的真菌毒素抗原的试纸条；在所述壳体的顶部有顶部开口；所述滤光部件将所述顶部开口封堵；所述夹持机构位于所述壳体顶部的上方；所述拍摄部件设置在所述夹持机构中，所述拍摄部件的摄像头对向所述滤光部件；所述拍摄部件的信号输出端与所述处理器的信号输入端通信连接。
具体来说，所述处理器，包括：
图像接收模块，用于接收由所述拍摄部件输出的图像；
图像处理模块，用于根据所述图像得到检测线T的荧光区域和控制线C的荧光区域，分别得到所述检测线T的荧光区域和所述控制线C的荧光区域的红色值、绿色值和蓝色值；
归一化处理模块，用于对所述检测线T的荧光区域和所述控制线C的荧光区域的红色值、绿色值和蓝色值进行归一化处理，得到所述检测线T的色彩归一化值FT和所述控制线C的色彩归一化值FC；
运算模块，用于根据标准曲线方程Y＝a*ln(X)+b计算得到真菌毒素的含量值X；其中，Y表示FT和FC的比值；a表示根据标准点线性拟合出的标准曲线的斜率；b表示根据标准点线性拟合出的标准曲线在纵坐标轴上的截距。
具体来说，所述归一化处理模块，包括：
归一化处理单元，用于逐行遍历预设的试纸条中心区域像素点的红色值、绿色值和蓝色值，并进行归一化处理得到每个像素点的色彩归一化值F，算出每行像素点的色彩归一化值的平均值Fa；
检测线T的色彩归一化值FT确定单元，用于判断某一行A的像素点的色彩归一化值的平均值是否比前一行的像素点的色彩归一化值的平均值大预设阈值；若是，则标记第A行为T线的起始点；继续判断第A行后的某一行B的像素点的色彩归一化值的平均值是否比后一行的像素点的色彩归一化值的平均值大预设阈值；若是，则标记第B行为T线的终止点；计算从第A行到第B行之间的所有像素点的色彩归一化值的平均值，即为检测线T的色彩归一化值FT；
控制线C的色彩归一化值FC确定单元，用于判断第B行后的某一行C的像素点色彩归一化平均值是否比前一行的像素点色彩归一化平均值大预设阈值；若是，则标记第C行为C线的起始点；继续判断第C行后的某一行D的像素点色彩归一化平均值是否比后一行的像素点色彩归一化平均值大预设阈值；若是，则标记第D行为C线的终止点；计算从第C行到第D行之间的所有像素点的色彩归一化值的平均值，即为控制线C的色彩归一化值FC。
具体来说，所述第一光源和所述第二光源呈夹角β设置在所述壳体中；所述β根据公式
Figure BDA0003422253040000041
确定；其中，s为所述第一光源和所述第二光源之间的横向距离，d为所述第一光源或所述第二光源的发射光照射在所述试纸条区域的横向距离，h为所述第一光源或所述第二光源距离所述试纸条区域的垂直距离。
具体来说，所述夹持机构包括：第一L型夹板、第二L型夹板、弹性部件、第一凸起、第二凸起、第一弹性底座、第二弹性底座及空腔本体；所述第一L型夹板和所述第二L型夹板分别设置在所述空腔本体的两侧；所述第一L型夹板的水平部和所述第二L型夹板的水平部通过所述弹性部件连接；所述弹性部件穿过所述空腔本体；在所述空腔本体的上壁两端分别有第一开口和第二开口；所述第一凸起竖直设置在所述第一弹性底座上，所述第一弹性底座设置在所述第一L型夹板的水平部上；所述第二凸起竖直设置在所述第二弹性底座上，所述第二弹性底座设置在所述第二L型夹板的水平部上。
具体来说，在所述第一L型夹板和所述第二L型夹板的内壁上有防滑柔性材料。
具体来说，所述试纸条上的超支化DNA四面体悬垂纳米材料偶联的真菌毒素抗原，通过超支化高分子聚合物与连接好启动子的DNA四面体偶联制得，再与抗原偶联而成。
具体来说，所述通过超支化高分子聚合物与连接好启动子的DNA四面体偶联制得，再与抗原偶联而成，包括：
将具有侧链的聚乙二醇甲基醚甲基丙烯酸酯高分子聚合物与连接好启动子的DNA四面体在95℃反应2-3分钟，再在冰浴里淬灭30秒-一分钟，进行偶联，形成DNA四面体悬垂纳米材料；
将真菌毒素抗原偶联在所述DNA四面体悬垂纳米材料上，得到DNA四面体悬垂纳米材料-抗原偶联物；
将所述DNA四面体悬垂纳米材料-抗原偶联物喷涂至所述试纸条的T线上。
具体来说，在所述将所述DNA四面体悬垂纳米材料-抗原偶联物喷涂至所述试纸条的T线上之后，还包括：
将喷涂之后的试纸条在真空干燥箱中38℃烘干处理30-60分钟。
本发明中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
通过第一光源和第二光源对放置于壳体内的且喷涂有超支化DNA四面体悬垂纳米材料偶联的真菌毒素抗原的试纸条进行激发，获得发射光，并通过滤光部件滤去杂质光。通过夹持机构对拍摄部件进行夹持固定，再利用拍摄部件对真菌毒素量子点试纸条图片进行捕捉，再通过处理器对图片信息进行分析计算，得到真菌毒素的含量结果，避免了对传统检测方法的使用，缩短了检测时间，提高了真菌毒素检测的便携性和实用性，实现了多毒素混合污染定量即时检测，解决了荧光定量的技术难题。
附图说明
图1为本发明实施例提供的真菌毒素量子点试纸条智能即时定量检测装置的透视图；
图2为本发明实施例中试纸条的结构示意图；
图3为本发明实施例提供的真菌毒素量子点试纸条智能即时定量检测装置中第一光源2和第二光源3的几何关系结构图；
图4为本发明实施例提供的真菌毒素量子点试纸条智能即时定量检测装置中夹持机构5的立体图；
图5为本发明实施例提供的真菌毒素量子点试纸条智能即时定量检测装置中夹持机构5在初始状态的主视剖面图；
图6为本发明实施例提供的真菌毒素量子点试纸条智能即时定量检测装置中夹持机构5在使用状态的主视剖面图；
其中，1-壳体，2-第一光源，3-第二光源,4-滤光部件，5-夹持机构，6-第一L型夹板，7-第二L型夹板，8-弹性部件，9-第一凸起，10-第二凸起，11-第一弹性底座，12-第二弹性底座，13-空腔本体，14-遮光门，15-电池，16-电源开关，17-试纸条卡槽，18-第一开口，19-第二开口。
具体实施方式
本发明实施例通过提供一种真菌毒素量子点试纸条智能即时定量检测装置，实现了检测速度更快和便携性更佳的技术效果。
本发明实施例中的技术方案为实现上述技术效果，总体思路如下：
通过第一光源和第二光源对放置于壳体内的且喷涂有超支化DNA四面体悬垂纳米材料偶联的真菌毒素抗原的试纸条进行激发，获得发射光，并通过滤光部件滤去杂质光。通过夹持机构对拍摄部件进行夹持固定，再利用拍摄部件对真菌毒素量子点试纸条图片进行捕捉，再通过处理器对图片信息进行分析计算，得到真菌毒素的含量结果，避免了对传统检测方法的使用，缩短了检测时间，提高了真菌毒素检测的便携性和实用性，实现了多毒素混合污染定量即时检测，解决了荧光定量的技术难题。
为了更好地理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。
参见图1，本发明实施例提供的真菌毒素量子点试纸条智能即时定量检测装置，包括：壳体1、第一光源2、第二光源3、滤光部件4、夹持机构5、拍摄部件及处理器；第一光源2和第二光源3均设置在壳体1内部；第一光源2和第二光源3对向在壳体1内部且喷涂有超支化DNA四面体悬垂纳米材料偶联的真菌毒素抗原的试纸条；在壳体1的顶部有顶部开口；滤光部件4将顶部开口封堵；夹持机构5位于壳体1顶部的上方；拍摄部件设置在夹持机构5中，拍摄部件的摄像头对向滤光部件4；拍摄部件的信号输出端与处理器的信号输入端通信连接。电池15设置在壳体1内，电池15上有电源开关16，可控制电池15并为第一光源2和第二光源3供电。其中，滤光部件4用于滤去杂质光。
在本实施例中，试纸条设置在壳体1底部的试纸条卡槽17中。滤光部件4为滤光片，拍摄部件为手机、平板电脑等。
对获得真菌毒素含量的具体过程进行说明，处理器，包括：
图像接收模块，用于接收由拍摄部件输出的图像；
图像处理模块，用于根据摄取的荧光试纸条图像得到检测线T的荧光区域和控制线C的荧光区域，分别得到检测线T的荧光区域和控制线C的荧光区域的红色值、绿色值和蓝色值；
归一化处理模块，用于对检测线T的荧光区域和控制线C的荧光区域的红色值、绿色值和蓝色值进行归一化处理，得到检测线T的色彩归一化值FT和控制线C的色彩归一化值FC；
具体地，参见图2，归一化处理模块，包括：
归一化处理单元，用于逐行遍历预设的试纸条中心区域像素点的红色值、绿色值和蓝色值，并进行归一化处理得到每个像素点的色彩归一化值F，算出每行像素点的色彩归一化值的平均值Fa，如第一行的像素点的色彩归一化值的平均值为Fa1，第二行的像素点的色彩归一化值的平均值为Fa2，第n行的像素点的色彩归一化值的平均值为Fan；
检测线T的色彩归一化值FT确定单元，用于判断某一行A的像素点的色彩归一化值的平均值是否比前一行的像素点的色彩归一化值的平均值大预设阈值；若是，则标记第A行为T线的起始点；继续判断第A行后的某一行B的像素点的色彩归一化值的平均值是否比后一行的像素点的色彩归一化值的平均值大预设阈值；若是，则标记第B行为T线的终止点；计算从第A行到第B行之间的所有像素点的色彩归一化值的平均值，即为检测线T的色彩归一化值FT；
控制线C的色彩归一化值FC确定单元，用于判断第B行后的某一行C的像素点色彩归一化平均值是否比前一行的像素点色彩归一化平均值大预设阈值；若是，则标记第C行为C线的起始点；继续判断第C行后的某一行D的像素点色彩归一化平均值是否比后一行的像素点色彩归一化平均值大预设阈值；若是，则标记第D行为C线的终止点；计算从第C行到第D行之间的所有像素点的色彩归一化值的平均值，即为控制线C的色彩归一化值FC。
运算模块，用于根据标准曲线方程Y＝a*ln(X)+b计算得到真菌毒素的含量值X；其中，Y表示FT和FC的比值；a表示根据标准点线性拟合出的标准曲线的斜率；b表示根据标准点线性拟合出的标准曲线在纵坐标轴上的截距；
这里对标准曲线方程的推导过程进行具体说明：
将5个标准毒素浓度的试纸条(如X1 ng/mL、X2 ng/mL、X3 ng/mL、X4 ng/mL和X5ng/mL)分别放入仪器试纸条卡槽17中并进行检测，对拍摄到的图片进行处理，得出5个标准点各自的检测条带归一化值FT与控制条带归一化值FC，FT和FC的比值为Y。以5个标准毒素浓度的自然对数Ln(X1)、Ln(X2)、Ln(X3)、Ln(X4)和Ln(X5)为横坐标，以FT和FC的比值Y1、Y2、Y3、Y4和Y5为纵坐标，以最小二乘法进行线性拟合，得到标准曲线方程“Y＝a*ln(X)+b”。其中，a表示根据标准点线性拟合出的标准曲线的斜率；b表示根据标准点线性拟合出的标准曲线在纵坐标轴上的截距。
对第一光源2和第二光源3在壳体1中的位置关系进行具体说明，参见图3，第一光源2和第二光源3呈夹角β设置在壳体1中；β根据公式
Figure BDA0003422253040000081
确定；其中，s为第一光源2和第二光源3之间的横向距离，d为第一光源2或第二光源3的发射光照射在试纸条区域的横向距离，h为第一光源2或第二光源3距离试纸条区域的垂直距离。
具体地，第一光源2和第二光源3由两个LED灯珠组成，在保证光源的照射范围能够覆盖试纸条检测区域的前提下，为使光源更集中、激发光强度更强，在本实施例中，将LED灯珠的光发射角度设定为45°。β为115度；h≥6.5cm，以利于摄像头能够对焦。
对夹持机构5的结构进行具体说明，参见图4-图6，夹持机构5包括：第一L型夹板6、第二L型夹板7、弹性部件8、第一凸起9、第二凸起10、第一弹性底座11、第二弹性底座12及空腔本体13；第一L型夹板6和第二L型夹板7分别设置在空腔本体13的两侧；第一L型夹板6的水平部和第二L型夹板7的水平部通过弹性部件8连接；弹性部件8穿过空腔本体13；在空腔本体13的上壁两端分别有第一开口18和第二开口19；第一凸起9竖直设置在第一弹性底座11上，第一弹性底座11设置在第一L型夹板6的水平部上；第二凸起10竖直设置在第二弹性底座12上，第二弹性底座12设置在第二L型夹板7的水平部上。
在检测前，将第一L型夹板6和第二L型夹板7往相反的方向拉开，即将第一凸起9和第二凸起10向相反的方向拉动，直至分别移动至第一开口18和第二开口19的下方，这时第一弹性底座11和第二弹性底座12分别将第一凸起9和第二凸起10向上顶并分别穿过第一开口18和第二开口19固定。将拍摄部件放置于空腔本体13的上壁上时，由于拍摄部件的自身重力将第一凸起9和第二凸起10往下压，第一弹性底座11和第二弹性底座12被压缩，第一凸起9和第二凸起10回缩至空腔本体13的内部，解除固定。第一L型夹板6和第二L型夹板7在弹性部件8的收缩力的作用下相向移动，直至将拍摄部件卡紧，并固定其位置。拍摄部件的位置固定好后，其拍摄的位置也随之固定，从而有利于提高拍摄的稳定性和精度，进而减小检测误差。
为了对拍摄部件进行稳固夹持，同时避免对拍摄部件的侧部造成磨损，在第一L型夹板6和第二L型夹板7的内壁上有防滑柔性材料。
在本实施例中，防滑柔性材料为橡胶。
对本发明实施例提供的真菌毒素量子点试纸条智能即时定量检测装置的结构进行具体说明，还包括：遮光门14；在壳体1的侧部有侧部开口；遮光门14设置在侧部开口处。
对遮光门14的设置方式进行具体说明，遮光门14通过铰接或滑动连接的方式设置在侧部开口处。
对本发明实施例中喷涂在试纸条上的超支化DNA四面体悬垂纳米材料偶联的真菌毒素抗原的制备过程进行具体说明：
试纸条上的超支化DNA四面体悬垂纳米材料偶联的真菌毒素抗原，通过超支化高分子聚合物与连接好启动子的DNA四面体偶联制得，再与抗原偶联而成。
具体地，通过超支化高分子聚合物与连接好启动子的DNA四面体偶联制得，再与抗原偶联而成，包括：
将具有侧链的聚乙二醇甲基醚甲基丙烯酸酯(PEGMEMA)高分子聚合物与连接好启动子的DNA四面体在95℃反应2-3分钟，再在冰浴里淬灭30秒-一分钟，进行偶联，形成DNA四面体悬垂纳米材料；
将真菌毒素抗原偶联在DNA四面体悬垂纳米材料上，得到DNA四面体悬垂纳米材料-抗原偶联物；
将DNA四面体悬垂纳米材料-抗原偶联物喷涂至试纸条的T线上。
在本实施例中，启动子DNA与DNA四面体悬垂纳米材料合成序列如表1所示。
表1启动子DNA与DNA四面体悬垂纳米材料合成序列
Figure BDA0003422253040000101
Figure BDA0003422253040000111
为了增加抗原的有序性和识别性，使检测试纸条的稳定性更高、货架期更长，在将DNA四面体悬垂纳米材料-抗原偶联物喷涂至试纸条的T线上之后，还包括：
将喷涂之后的试纸条在真空干燥箱中38℃烘干处理30-60分钟，避光密封保存备用。
通过本发明实施例提供的真菌毒素量子点试纸条智能即时定量检测装置进行真菌毒素分析的过程如下：
将智能手机放在夹持机构5中。打开遮光门14，将喷涂有超支化DNA四面体悬垂纳米材料偶联的真菌毒素抗原的试纸条放入壳体1的试纸条卡槽17中，关闭遮光门14。打开内置电池15的电源开关16，第一光源2和第二光源3随即开启并将激发光投射到试纸条上，试纸条上预先涂有的荧光物质在激发光的激发下发射出荧光，由智能手机通过滤光部件4摄取荧光试纸条的图像信息，再对荧光试纸条图像进行处理，并转化为数字信息，代入到预置的标准曲线方程中，计算出真菌毒素结果。
实施例1(农产品食品)
玉米中黄曲霉毒素与玉米赤霉烯酮的检测：
称取玉米粒60g，加入60mL乙腈/水溶液(80:20，v:v),18000rpm均质化2分钟，使用玻璃纤维滤纸过滤。收集滤液，取滤液1mL加入3mL的样品稀释液(含有1％BSA、1％蔗糖、2％tween-20、0.5％PVPK-30的PBS缓冲液，pH 7.4，0.01M)。取混合后的溶液200μL和量子点荧光探针1μL于酶标微孔中，插入真菌毒素量子点试纸条，在37℃孵育6min。取出试纸条。插入壳体1的试纸条卡槽17中，手机拍照，进行图片数据采集和换算，得到玉米中黄曲霉毒素与玉米赤霉烯酮的含量。
实施例2(生命健康)
尿液中黄曲霉毒素与玉米赤霉烯酮的检测：
取10mL尿液用定量滤纸过滤，取过滤后的尿液1mL，加入1mL的样品稀释液(含有2％BSA、2％蔗糖、4％tween-20、1％PVPK-30的PBS缓冲液，pH 7.4，0.02M)。取混合后的溶液200μL和量子点荧光探针1μL于酶标微孔中，插入真菌毒素量子点试纸条，在37℃孵育6min。取出试纸条。插入壳体1的试纸条卡槽17中，手机拍照，进行图片数据采集和换算，得到尿液中黄曲霉毒素与玉米赤霉烯酮的含量。
技术效果
1、通过第一光源2和第二光源3对放置于壳体1内的且喷涂有超支化DNA四面体悬垂纳米材料偶联的真菌毒素抗原的试纸条进行激发，获得发射光，并通过滤光部件4滤去杂质光。通过夹持机构5对拍摄部件进行夹持固定，再利用拍摄部件对真菌毒素量子点试纸条图片进行捕捉，再通过处理器对图片信息进行分析计算，得到真菌毒素的含量结果，避免了对传统检测方法的使用，缩短了检测时间，提高了真菌毒素检测的便携性和实用性，实现了多毒素混合污染定量即时检测，解决了荧光定量的技术难题。
2、通过设置第一L型夹板6、第二L型夹板7、弹性部件8、第一凸起9、第二凸起10、第一弹性底座11、第二弹性底座12及空腔本体13，使第一L型夹板6与第二L型夹板7之间的间距可调，从而使本发明实施例提供的真菌毒素量子点试纸条智能即时定量检测装置能够适用于更多尺寸的拍摄部件，适用范围更广。
3、在第一L型夹板6和第二L型夹板7的内壁上有防滑柔性材料，实现了对拍摄部件的稳固夹持，同时避免了对拍摄部件的侧部造成磨损。
4、本发明实施例还开发了超支化DNA四面体聚合物连接抗原，对试纸条上的检测线(T线)进行了修饰和强化，增加了抗原的有序性和识别性，使检测试纸条的稳定性更高、货架期更长。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、装置(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理装置的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理装置的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理装置以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理装置上，使得在计算机或其他可编程装置上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程装置上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
SEQUENCE LISTING
<110> 中国农业科学院油料作物研究所
<120> 一种真菌毒素量子点试纸条智能即时定量检测装置
<130> 2022.1.10
<160> 7
<170> PatentIn version 3.5
<210> 1
<211> 53
<212> DNA
<213> 人工合成
<400> 1
tagtcgaacg tacactaagc tcgcttgtaa ggatcgtacg atcatagatc aat 53
<210> 2
<211> 82
<212> DNA
<213> 人工合成
<400> 2
aagtcatgct agcctaataa acattagctg tcttcggcct ctgtatagcc acctactgac 60
gtacagtcgt attgcattcc ga 82
<210> 3
<211> 115
<212> DNA
<213> 人工合成
<400> 3
gactacctgc tacacgaagg ctagcatgac tttccttaca agcgagctag acgacatgac 60
tctgtgcaat gatatactga actgatccat tcgaattcta gacgttactt aacaa 115
<210> 4
<211> 82
<212> DNA
<213> 人工合成
<400> 4
cagctaatgt ttatacgtgt agcaggtagt ctcgaatgga tcagtactat acgggaagag 60
ctaactatag ctacaagctt tc 82
<210> 5
<211> 54
<212> DNA
<213> 人工合成
<400> 5
atagctcatc cggctcaata cagaggccga agaccatacc gccatttcca acta 54
<210> 6
<211> 98
<212> DNA
<213> 人工合成
<400> 6
agagtcatgt cgtcaagtgt acgttcgact acgtcagtag gtggcagagc cggatgagct 60
atgctcttcc cgtatagatt ttttagtagg tggtagag 98
<210> 7
<211> 37
<212> DNA
<213> 人工合成
<400> 7
cagtatatca ttgcacaagc acatgcgatg tttaact 37

Claims (5)

1.一种真菌毒素智能即时定量检测装置，其特征在于，包括：真菌毒素量子点试纸条、壳体、第一光源、第二光源、滤光部件、夹持机构、拍摄部件及处理器；所述第一光源和所述第二光源均设置在所述壳体内部；所述真菌毒素量子点试纸条为喷涂有超支化DNA四面体悬垂纳米材料偶联的真菌毒素抗原的试纸条；所述第一光源和所述第二光源对向在所述壳体内部且喷涂有超支化DNA四面体悬垂纳米材料偶联的真菌毒素抗原的试纸条；在所述壳体的顶部有顶部开口；所述滤光部件将所述顶部开口封堵；所述夹持机构位于所述壳体顶部的上方；所述拍摄部件设置在所述夹持机构中，所述拍摄部件的摄像头对向所述滤光部件；所述拍摄部件的信号输出端与所述处理器的信号输入端通信连接；
所述夹持机构包括：第一L型夹板、第二L型夹板、弹性部件、第一凸起、第二凸起、第一弹性底座、第二弹性底座及空腔本体；所述第一L型夹板和所述第二L型夹板分别设置在所述空腔本体的两侧；所述第一L型夹板的水平部和所述第二L型夹板的水平部通过所述弹性部件连接；所述弹性部件穿过所述空腔本体；在所述空腔本体的上壁两端分别有第一开口和第二开口；所述第一凸起竖直设置在所述第一弹性底座上，所述第一弹性底座设置在所述第一L型夹板的水平部上；所述第二凸起竖直设置在所述第二弹性底座上，所述第二弹性底座设置在所述第二L型夹板的水平部上；在所述第一L型夹板和所述第二L型夹板的内壁上有防滑柔性材料；实现了对拍摄部件的稳固夹持，同时避免了对拍摄部件的侧部造成磨损；在检测前，将第一L型夹板和第二L型夹板往相反的方向拉开，即将第一凸起和第二凸起向相反的方向拉动，直至分别移动至第一开口和第二开口的下方，这时第一弹性底座和第二弹性底座分别将第一凸起和第二凸起向上顶并分别穿过第一开口和第二开口固定；将拍摄部件放置于空腔本体的上壁上时，由于拍摄部件的自身重力将第一凸起和第二凸起往下压，第一弹性底座和第二弹性底座被压缩，第一凸起和第二凸起回缩至空腔本体的内部，解除固定；第一L型夹板和第二L型夹板在弹性部件的收缩力的作用下相向移动，直至将拍摄部件卡紧，并固定其位置；
所述试纸条上的超支化DNA四面体悬垂纳米材料偶联的真菌毒素抗原，通过超支化高分子聚合物与连接好启动子的DNA四面体偶联制得，再与抗原偶联而成；
所述通过超支化高分子聚合物与连接好启动子的DNA四面体偶联制得，再与抗原偶联而成，包括：
将具有侧链的聚乙二醇甲基醚甲基丙烯酸酯高分子聚合物与连接好启动子的DNA四面体在95℃反应2-3分钟，再在冰浴里淬灭30秒-一分钟，进行偶联，形成DNA四面体悬垂纳米材料；
将真菌毒素抗原偶联在所述DNA四面体悬垂纳米材料上，得到DNA四面体悬垂纳米材料-抗原偶联物；
将所述DNA四面体悬垂纳米材料-抗原偶联物喷涂至所述试纸条的T线上；
DNA四面体悬垂纳米材料合成序列与启动子DNA序列如下：
S1：5’-TAGTCGAACGTACACTAAGCTCGCTTGTAAGGATCGTACGATCATAGATCAAT-COOH-3’
S2：5’-AAGTCATGCTAGCCTAATAAACATTAGCTGTCTTCGGCCTCTGTATAGCCACCTACTGACGTACAGTCGTATTGCATTCCGA-COOH-3’
S3：5’-GACTACCTGCTACACGAAGGCTAGCATGACTTTCCTTACAAGCGAGCTAGACGACATGACTCTGTGCAATGATATACTGAACTGATCCATTCGAATTCTAGACGTTACTTAACAA-COOH-3’
S4：5’-CAGCTAATGTTTATACGTGTAGCAGGTAGTCTCGAATGGATCAGTACTATACGGGAAGAGCTAACTATAGCTACAAGCTTTC-3’
S5：5’-ATAGCTCATCCGGCTCAATACAGAGGCCGAAGACCATACCGCCATTTCCAACTA-COOH-3’
S6：5’-AGAGTCATGTCGTCAAGTGTACGTTCGACTACGTCAGTAGGTGGCAGAGCCGGATGAGCTATGCTCTTCCCGTATAGATTTTTTAGTAGGTGGTAGAG-3’
S7：5’-CAGTATATCATTGCACAAGCACATGCGATGTTTAACT-COOH-3’
启动子DNA：5’-ATRP- Initiator-CTCTACCACCTAC-3’。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述处理器，包括：
图像接收模块，用于接收由所述拍摄部件输出的图像；
图像处理模块，用于根据所述图像得到检测线T的荧光区域和控制线C的荧光区域，分别得到所述检测线T的荧光区域和所述控制线C的荧光区域的红色值、绿色值和蓝色值；
归一化处理模块，用于对所述检测线T的荧光区域和所述控制线C的荧光区域的红色值、绿色值和蓝色值进行归一化处理，得到所述检测线T的色彩归一化值FT和所述控制线C的色彩归一化值FC ；
运算模块，用于根据标准曲线方程Y=a*ln(X)+b计算得到真菌毒素的含量值X；其中，Y表示FT和FC的比值；a表示根据标准点线性拟合出的标准曲线的斜率；b表示根据标准点线性拟合出的标准曲线在纵坐标轴上的截距。
3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述归一化处理模块，包括：
归一化处理单元，用于逐行遍历预设的试纸条中心区域像素点的红色值、绿色值和蓝色值，并进行归一化处理得到每个像素点的色彩归一化值F，算出每行像素点的色彩归一化值的平均值Fa；
检测线T的色彩归一化值FT确定单元，用于判断某一行A的像素点的色彩归一化值的平均值是否比前一行的像素点的色彩归一化值的平均值大预设阈值；若是，则标记第A行为T线的起始点；继续判断第A行后的某一行B的像素点的色彩归一化值的平均值是否比后一行的像素点的色彩归一化值的平均值大预设阈值；若是，则标记第B行为T线的终止点；计算从第A行到第B行之间的所有像素点的色彩归一化值的平均值，即为检测线T的色彩归一化值FT；
控制线C的色彩归一化值FC确定单元，用于判断第B行后的某一行C的像素点色彩归一化平均值是否比前一行的像素点色彩归一化平均值大预设阈值；若是，则标记第C行为C线的起始点；继续判断第C行后的某一行D的像素点色彩归一化平均值是否比后一行的像素点色彩归一化平均值大预设阈值；若是，则标记第D行为C线的终止点；计算从第C行到第D行之间的所有像素点的色彩归一化值的平均值，即为控制线C的色彩归一化值FC。
4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一光源和所述第二光源呈夹角β设置在所述壳体中；所述β根据公式
Figure 494351DEST_PATH_IMAGE002
确定；其中，s为所述第一光源和所述第二光源之间的横向距离，d为所述第一光源或所述第二光源的发射光照射在试纸条区域的横向距离，h为所述第一光源或所述第二光源距离试纸条区域的垂直距离。
5.如权利要求1所述的装置，其特征在于，在所述将所述DNA四面体悬垂纳米材料-抗原偶联物喷涂至所述试纸条的T线上之后，还包括：
将喷涂之后的试纸条在真空干燥箱中38℃烘干处理30-60分钟。
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SE01 Entry into force of request for substantive examination
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GR01 Patent grant
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