CN114264654A - 一种真菌毒素、辣椒素、苯并[α]芘混合污染物智能微阵列检测设备及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种真菌毒素、辣椒素、苯并[α]芘混合污染物智能微阵列检测设备及方法，实现对真菌毒素、辣椒素、苯并[α]芘等小分子污染物的智能检测。本发明使用的微阵列芯片是由基底及孔槽组成，所述基底用超支化聚合物‑DNA纳米复合结构改性，所述孔槽阵列式分布于基底的上表面上，所述智能检测技术采用竞争法免疫测定。本发明的检测时间短、检测通量高、智能、便携，实验所需检测试剂消耗少，成本低，可实现乡村化现场即时检测。

Description

一种真菌毒素、辣椒素、苯并[α]芘混合污染物智能微阵列检 测设备及方法

技术领域

本发明属于免疫检测技术领域，具体涉及一种真菌毒素、辣椒素、苯并[α] 芘混合污染物智能微阵列检测设备及方法。

背景技术

粮油作物产品从种、收、储、运到饮食的整个食物链中，多种真菌毒素污染日益严重，对人类健康和贸易损失产生巨大影响，在全世界引起越来越多的关注。与单一真菌毒素污染相比，由于各种毒素之间的协同和累加毒理学效应，导致多种真菌毒素污染对人类风险显著增加。粮油作物产品中主要的真菌毒素有黄曲霉毒素B1、赭曲霉毒素A、脱氧雪腐镰刀菌烯醇、伏马菌素、玉米赤霉烯酮、T2 毒素、蛇形毒素、环匹阿尼酸、和杂色曲霉毒素等，这些真菌毒素大部分都是致癌物，对人和动物都有极大危害，其中黄曲霉毒素B1是世界卫生组织认证的一号致癌物，其毒性是砒霜的68倍，严重威胁粮油消费安全。

辣椒素是食用油真伪识别的关键小分子污染物，是“餐厨废弃油脂”检测关键靶标。“餐厨废弃油脂”是一种质量极差、极不卫生的非食用油。一旦食用“餐厨废弃油脂”，它会破坏人们的白血球和消化道黏膜，引起食物中毒，甚至致癌的严重后果。

苯并[α]芘具有很强的致癌性和间接致畸性、致突变性，是世界卫生组织认定的三大致癌物之一。苯并[α]芘容易在食品加工过程中采用的包装材料、高温烹调、熏烤和油炸中产生，同时广泛存在于水、空气、土壤、汽车尾气以及各种石油、煤炭和煤焦油工业。苯并[α]芘极易通过人类日常所用的水、食物进入人体进而吸收，导致胃、肺、肝、膀胱和消化道等发生癌变。

当前，多种真菌毒素、辣椒素、苯并[α]芘等小分子污染物的检测方法采用高效液相色谱和色谱-串联质谱法，准确且灵敏，但费用高且依赖实验室。酶联免疫吸附测定(ELISA)和生物传感器已应用于多种真菌毒素、辣椒素、苯并[α]芘等小分子污染物检测。然而，耗时的ELISA需要酶标仪检测，而生物传感器主要可以实现真菌毒素、辣椒素、苯并[α]芘等单一小分子污染物的检测。使用Au纳米颗粒和荧光标记物进行多种真菌毒素检测的试纸条检测方法由于检测区域有限，通常可以定性或半定量的方式检测1-2种真菌毒素。尽管具有准确性和敏感性，但针对多个目标的即时检测(POCT)存在的挑战包括：(1)用于现场食品安全监测的快速、灵敏、高通量检测，(2)基于智能手机的智能检测及检测结果共享。为了应对这些挑战，微阵列通过提高检测通量、提高灵敏度和减少样品消耗为多目标检测提供了一种有利的解决办法。

因此，亟需一种真菌毒素、辣椒素、苯并[α]芘混合污染物智能微阵列检测设备及方法。

发明内容

为解决现有技术存在的缺陷，本发明提供一种真菌毒素、辣椒素、苯并[α] 芘混合污染物智能微阵列检测设备及方法。

为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：

本发明的第一目的提供一种真菌毒素、辣椒素、苯并[α]芘混合污染物智能微阵列检测设备，包括避光盒和基于超支化聚合物-DNA纳米复合结构改性修饰微阵列芯片，所述避光盒包括盒体、LED灯、用于图像拍摄的CMOS相机、托盘和线性轴承传动组件，所述盒体的侧壁上设有仓门，所述托盘连接于线性轴承传动组件上，所述线性轴承传动组件连接于盒体的底座上用于带动托盘进出仓门，所述LED灯、CMOS相机连接于盒体的顶部内壁上且与托盘相对设置，所述微阵列芯片设置于托盘上。

优选的，所述微阵列芯片包括基底和孔槽，所述基底的点阵用超支化聚合物 -DNA纳米复合结构改性修饰，所述孔槽阵列式分布于基底的上表面上。

优选的，所述超支化聚合物-DNA纳米复合结构用聚乙二醇甲基醚甲基丙烯酸酯高分子聚合物与多条ATRP引发剂修饰互补寡核苷酸偶联后再与多个DNA 四面体悬垂纳米材料偶联而成，其1-6个臂含6条羧基修饰的悬垂链，该链与检测单元偶联后与抗体进行免疫检测真菌毒素、辣椒素、苯并[α]芘小分子混合污染物；

该超支化聚合物可同时偶联十几个DNA四面体悬垂纳米材料，形成的超支化聚合物-DNA纳米复合结构可同时偶联几十个检测单元，最终实现一个超支化聚合物-DNA纳米复合结构改性修饰微阵列点偶联检测单元数量级增加；由于DNA四面体悬垂纳米材料具有较好的结构刚性，使偶联的检测单元结合在各个臂上，不重叠，使检测单元结合位点很好的暴露出来，能够很好地进行免疫反应；最终检测单元的有序排布，有效结合位点成倍增加，显著提高检测灵敏度。

优选的，所述基底为纸基、玻璃、聚苯乙烯、聚二甲基硅氧烷、聚甲基丙烯酸甲酯、聚氨酯中的任意一种；所述孔槽阵列式分布于基底的上表面上，每个孔槽中设有微孔，每个微孔包括阴性对照点、阳性对照点和小分子抗原包被点；所述阴性对照点内包被有缓冲液，阳性对照点内包被有IgG，所述抗原包被点内包被有小分子污染物抗原，所述包被抗原采用了超支化聚合物-DNA纳米复合结构进行修饰改性。

优选的，所述盒体为不透光材料制备而成；所述盒体内还设有控制电路板，所述电路组件包括电路板、以及与电路板电连接的电源开关、充电接口、串口和 USB接口，所述控制电路板还与LED灯、CMOS相机、线性轴承传动组件电连接，所述控制电路板上还集成有通讯模块，所述通讯模块用于将CMOS相机采集的微阵列芯片图像数据传输给图像处理装置。

优选的，所述托盘包括卡托和二限位滚轮，所述卡托的上表面上设有用于安装微阵列芯片的安装凹槽，所述二限位滚轮设置于盒体的内壁上且在微阵列芯片位于检测工作时二限位滚轮位于安装凹槽的上方用于固定微阵列芯片。

优选的，所述线性轴承传动组件包括电机、传送带和直线导轨，所述电机的输出端与传送带传动连接，所述传送带的传送方向与直线导轨的长度方向一致，所述直线导轨设置于卡托上用于带动卡托沿直线导轨的长度方向移动。

本发明的第二目的提供一种应用真菌毒素、辣椒素、苯并[α]芘混合污染物智能微阵列检测设备的检测系统，所述系统包含个人中心和首页，首页包含检测界面模块和档案模块；个人中心包含仪器绑定模块、芯片设置模块、导出报告格式模块、语言设置模块、修改账户密码模块、问题反馈模块、检测更新模块；所述仪器绑定模块用于扫码获得或输入仪器编号绑定仪器；所述微阵列芯片设置模块根据需要切换不同规格芯片；所述导出报告格式模块用于切换PDF或Excel 或txt；所述语言设置模块用于切换中文或英文；所述检测界面模块包含标曲模块、检测设置模块和开始检测模块，所述标曲模块通过扫描二维码导入标曲和手动输入新建标曲；所述检测设置模块用于用户手动输入检测公司、检测人员，检测项目，设置小分子污染物阵列检测点阵顺序、样品信息、样品编号，软件实时显示检测时间和检测地点；其中，检测项目可新增，可调整检测对象的位置；用户确定设置信息后点开始检测模块，出现检测进度条，检测结束后立即出具检测报告，档案能够实现档案搜索、档案分享、档案筛选统计。

优选的，该小分子污染物检测系统编程语言为Java，可通过蓝牙、热点方式通讯连接。

本发明的第三目的提供一种应用智能检测真菌毒素、辣椒素、苯并[α]芘小分子污染物装置的检测方法，包括以下步骤：

S1、系统操控避光盒，使避光盒打开仓门，放入微阵列芯片，CMOS相机对微阵列芯片进行拍照，获得微阵列芯片图像，然后发送给系统的图像处理模块；

S2、图像处理模块从微阵列芯片图像中提取红色、绿色和蓝色的值，然后通过平均算法计算得到灰度值，通过灰度值来进行定量分析。

本发明相较于现有技术，具有以下有益效果：

第一，本发明的超支化聚合物-DNA纳米复合结构改性修饰微阵列芯片是一种使检测单元有序排列的创新性的改性技术，通过将超支化聚合物与DNA四面体悬垂纳米材料结合，实现界面的精密修饰，创造出独特的层层放大、界面有序控制技术。实现免疫反应的检测单元有序调控，使其暴露结合位点更多，提高检测性能。

第二，本发明的检测时间短、检测通量高、智能、便携，可在30min内实现 1-24种样品中1-32种真菌毒素、辣椒素、苯并[α]芘等小分子污染物的同步检测，可实现野外、乡村的POCT即时检测，实验所需检测试剂消耗少，成本低。

第三，本发明中小分子污染物检测装置具有输入输出时间更短、通量高、灵敏度高、线性宽、与色谱质谱联用检测方法具有良好的一致性等优点。

这种小分子污染物检测装置具有高灵敏度和高通量的优点，可广泛应用于食品安全和环境监测。

附图说明

图1是本发明中基于超支化聚合物-DNA纳米复合结构改性修饰微阵列芯片的结构示意图；

图2是中基于超支化聚合物-DNA纳米复合结构改性微阵列芯片界面修饰示意图；

图3是本发明一种真菌毒素、辣椒素、苯并[α]芘混合污染物智能微阵列检测设备的结构示意图；

图4是本发明一种真菌毒素、辣椒素、苯并[α]芘混合污染物智能微阵列检测设备的内部结构示意图；

图中：1、基于超支化聚合物-DNA纳米复合结构改性修饰微阵列芯片；11、分液槽；12、微点；2、避光盒；21、仓门；22、CMOS相机；23、托盘；24、电机；25、传送带。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明提供一种真菌毒素、辣椒素、苯并[α]芘混合污染物智能微阵列检测设备，包括避光盒和基于超支化聚合物-DNA纳米复合结构改性修饰微阵列芯片，所述避光盒包括盒体、LED灯、用于图像拍摄的CMOS相机、托盘和线性轴承传动组件，所述盒体的侧壁上设有仓门，所述托盘连接于线性轴承传动组件上，所述线性轴承传动组件连接于盒体的底座上用于带动托盘进出仓门，所述 LED灯、CMOS相机连接于盒体的顶部内壁上且与托盘相对设置，所述微阵列芯片设置于托盘上。

具体的，所述微阵列芯片包括基底和孔槽，所述基底的点阵用超支化聚合物 -DNA纳米复合结构改性修饰，所述孔槽阵列式分布于基底的上表面上。

所述真菌毒素、辣椒素、苯并[α]芘混合污染物智能微阵列检测设备在30min 内实现24种样品中32种真菌毒素、辣椒素、苯并[α]芘等小分子混合污染物的同步智能检测，可实现乡村化现场即时检测；所述超支化聚合物-DNA纳米复合结构用生物相容性好、溶解度好，且有相当大的侧链的聚乙二醇甲基醚甲基丙烯酸酯高分子聚合物与多条ATRP引发剂修饰互补寡核苷酸偶联后再与多个DNA 四面体悬垂纳米材料偶联而成，其6个臂含6条羧基修饰的悬垂链，该链与检测单元偶联后与抗体进行免疫检测真菌毒素、辣椒素、苯并[α]芘等小分子混合污染物；该超支化聚合物可同时偶联十几个DNA四面体悬垂纳米材料，形成的超支化聚合物-DNA纳米复合结构可同时偶联几十个检测单元，最终实现一个超支化聚合物-DNA纳米复合结构改性修饰微阵列点偶联检测单元数量级增加；由于 DNA四面体悬垂纳米材料具有较好的结构刚性，使偶联的检测单元结合在各个臂上，不重叠，使检测单元结合位点很好的暴露出来，能够很好地进行免疫反应；最终检测单元的有序排布，有效结合位点成倍增加，显著提高检测灵敏度。

所述基底为纸基、玻璃、聚苯乙烯、聚二甲基硅氧烷、聚甲基丙烯酸甲酯、聚氨酯中的任意一种；所述孔槽阵列式分布于基底的上表面上，阵列式孔槽为4 行6列分布共24个孔，每个孔槽中设有微孔，每个微孔包括36个微点，36个微点包括1个阴性对照点、3个阳性对照点和32个抗原包被点；所述的阴性对照点内包被有PBS缓冲液，阳性对照点内包被有山羊抗小鼠IgG，所述抗原包被点内包被有真菌毒素、辣椒素、苯并[α]芘等小分子污染物抗原，所述包被抗原采用了超支化聚合物-DNA纳米复合结构进行修饰改性。

所述盒体为不透光材料制备而成；所述盒体内还设有控制电路板，所述电路组件包括电路板、以及与电路板电连接的电源开关、充电接口、串口和USB接口，所述控制电路板还与LED灯、CMOS相机、线性轴承传动组件电连接，所述控制电路板上还集成有通讯模块，所述通讯模块用于将CMOS相机采集的微阵列芯片图像数据传输给图像处理装置。所述托盘包括卡托和二限位滚轮，所述卡托的上表面上设有用于安装微阵列芯片的安装凹槽，所述二限位滚轮设置于盒体的内壁上且在微阵列芯片位于检测工作时二限位滚轮位于安装凹槽的上方用于固定微阵列芯片。所述线性轴承传动组件包括电机、传送带和直线导轨，所述电机的输出端与传送带传动连接，所述传送带的传送方向与直线导轨的长度方向一致，所述直线导轨设置于卡托上用于带动卡托沿直线导轨的长度方向移动。

本发明还提供一种应用真菌毒素、辣椒素、苯并[α]芘混合污染物智能微阵列检测设备的检测系统，所述系统包含个人中心和首页，首页包含检测界面模块和档案模块；个人中心包含仪器绑定模块、芯片设置模块、导出报告格式模块、语言设置模块、修改账户密码模块、问题反馈模块、检测更新模块；所述仪器绑定模块用于扫码获得或输入仪器编号绑定仪器；所述微阵列芯片设置模块根据需要切换3孔、24孔芯片；所述导出报告格式模块用于切换PDF或Excel；所述语言设置模块用于切换中文或英文；所述检测界面模块包含标曲模块、检测设置模块和开始检测模块，所述标曲模块通过扫描二维码导入标曲和手动输入新建标曲；所述检测设置模块用于用户手动输入检测公司、检测人员，检测项目，设置真菌毒素阵列检测点阵顺序、样品信息、样品编号，软件实时显示检测时间和检测地点；其中，检测项目可新增，可调整检测对象的位置；用户确定设置信息后点开始检测模块，出现检测进度条，检测结束后立即出具检测报告，档案能够实现档案搜索、档案分享、档案筛选统计。该真菌毒素、辣椒素、苯并[α]芘检测系统编程语言为Java，可通过蓝牙、热点方式通讯连接。该检测系统为手机App 或平板电脑App。

本发明还提供一种应用真菌毒素、辣椒素、苯并[α]芘混合污染物智能微阵列检测设备的检测方法，包括以下步骤：

S1、系统操控避光盒，使避光盒打开仓门，放入微阵列芯片，CMOS相机对微阵列芯片进行拍照，获得微阵列芯片图像，然后发送给系统的图像处理模块；

S2、图像处理模块从微阵列芯片图像中提取红色、绿色和蓝色的值，然后通过平均算法计算得到灰度值，通过灰度值来进行定量分析。

实施例1

如图1所示，为了进一步地优化本发明的实施效果，本实施例提供超支化聚合物-DNA纳米复合结构改性修饰微阵列芯片1，包括基底、和24个分液槽11，所述硅胶膜设置于基底的上表面上，所述分液槽11阵列式(四行六列)分布于基底的上表面上，每个分液槽11中设有微孔，每个微孔包括36个微点12，36 个微点12包括1个阴性对照点，3个阳性对照点和32个抗原包被点。

具体的，所述阴性对照点内包被有PBS缓冲液，所述阳性对照点内包被有山羊抗小鼠IgG，所述抗原包被点内包被有真菌毒素、辣椒素、苯并[α]芘等小分子污染物抗原。

第一，阴性对照点的目的是排除假阳性。阴性对照点为PBS缓冲液包被点，其位点上没有接二抗IgG,不会和检测物质结合，所以其肯定不会显色，如显色，则实验有假阳性。该阴性对照点的位置可以选用其他任何点位置。

第二，阳性对照点的目的是排除假阴性。阳性对照点上包被有二抗IgG，当检测样品时，不管是否含有检测物，其都会显色，并且显色深，灰度大。如果阳性对照点显色较暗或不显色，则实验有假阴性。阳性对照点的位置可以选用其他任何点位置。

第三，具体的超支化聚合物-DNA纳米复合结构改性修饰微阵列芯片过程为：

①包被0.2μL将通过选择原子转移自由基聚合(ATRP)反应得到的生物相容性好且有相当大的侧链的聚乙二醇甲基醚甲基丙烯酸酯(PEGMEMA，Mn＝300) 高分子聚合物-启动子DNA(S1)复合材料；

②再包被0.2μL 1nmol DNA四面体悬垂纳米材料,使S1与DNA四面体悬垂纳米材料偶联，室温孵育15min后用PBS洗，最后再将真菌毒素、辣椒素、苯并[α]芘抗原分别包被在不同的位点，37℃孵育10min后洗掉，将制备好的芯片真空干燥箱烘干避光密封保存备用。

PEGMEMA聚合物-启动子DNA的制备过程为：8μmol PEGEMA，1nmol DNA(S1),36μL5mM抗坏血酸NaCl溶液，4μL 20x TAE缓冲液，反应溶液经过三个冷冻-泵-解冻循环脱气，然后充入氩气。2小时后关闭泵并将反应器再温育4小时。聚合后的混合物通过15％PEG沉淀法纯化，得到PEGMEMA聚合物-启动子DNA。

DNA四面体悬垂纳米材料的制备过程为：将2μL等体积的单链DNA (S1-S7)一起加入到175μLTM缓冲溶液(10mM Tris-HCl,pH 8.0,50mM MgCl) 和10μL 30mM TCEP溶液中，95℃恒温2min后冰浴淬灭30s制备得到的DNA 四面体悬垂纳米材料，此处DNA序列包含但不局限于文末附件中的序列。

如图2所示，该超支化聚合物可同时偶联十几个DNA四面体悬垂纳米材料，形成的超支化聚合物-DNA纳米复合结构可同时偶联几十个检测单元，最终实现一个超支化聚合物-DNA纳米复合结构改性修饰微阵列点偶联检测单元数量级增加；由于DNA四面体悬垂纳米材料具有较好的结构刚性，使偶联的检测单元结合在各个臂上，不重叠，使检测单元结合位点很好的暴露出来，能够很好地进行免疫反应；最终检测单元的有序排布，有效结合位点成倍增加，显著提高检测灵敏度。

如图3至图4所示，为了进一步地优化本发明的实施效果，本实施例还提供一种真菌毒素、辣椒素、苯并[α]芘混合污染物智能微阵列检测设备装置，包括避光盒2和基于超支化聚合物-DNA纳米复合结构改性修饰微阵列芯片1，所述避光盒2包括盒体、LED灯、用于图像拍摄的CMOS相机，22、托盘，23和线性轴承传动组件，所述盒体的侧壁上设有仓门21，所述托盘23连接于线性轴承传动组件上，所述线性轴承传动组件连接于盒体的底座上用于带动托盘23进出仓门21，所述LED灯、CMOS相机22连接于盒体的顶部内壁上且与托盘23相对设置，所述微阵列芯片1设置于托盘23上。

具体的，所述盒体为不透光材料制备而成；所述盒体内还设有控制电路板，所述电路组件包括电路板、以及与电路板电连接的电源开关、充电接口、串口和 USB接口，所述控制电路板还与LED灯、CMOS相机、线性轴承传动组件电连接，所述控制电路板上还集成有通讯模块，所述通讯模块用于将CMOS相机采集的微阵列芯片图像数据传输给图像处理装置。

具体的，所述托盘23包括卡托和二限位滚轮，所述卡托的上表面上设有用于安装微阵列芯片的安装凹槽，所述二限位滚轮设置于盒体的内壁上且在微阵列芯片位于检测工作时二限位滚轮位于安装凹槽的上方用于固定微阵列芯片。所述线性轴承传动组件包括电机24、传送带25和直线导轨，所述电机24的输出端与传送带25传动连接，所述传送带25的传送方向与直线导轨的长度方向一致，所述直线导轨设置于卡托上用于带动卡托沿直线导轨的长度方向移动。

使用时，打开电源开关(有内置电池可供电)，将检测装置和系统(或电脑) 连接在一起，打开系统(或电脑端分析软件)，设置好实验参数。当实验进行到检测步骤时，点击软件的检测按钮，此时检测装置打开仓门，放入微阵列芯片后关闭仓门，并通过线性轴承传动组件将微阵列芯片拖到CMOS相机和LED灯照射的最佳拍照位置。当微阵列芯片就位后LED灯给予光源，CMOS相机拍照获取微阵列芯片图像，同时将微阵列芯片图像发送系统(或电脑端分析软件)获取微点灰度值并分析计算，得到检测结果，导出报告(excel或PDF)存入档案或分享。

为了进一步地优化本发明的实施效果，本实施例还提供一种应用真菌毒素、辣椒素、苯并[α]芘混合污染物智能微阵列检测设备的检测方法，包括以下步骤：

S1、系统操控避光盒，使避光盒打开仓门，放入微阵列芯片，CMOS相机对微阵列芯片进行拍照，获得微阵列芯片图像，然后发送给系统的图像处理模块；

S2、图像处理模块从微阵列芯片图像中提取红色、绿色和蓝色的值，然后通过平均算法计算得到灰度值，通过灰度值来进行定量分析。

微阵列芯片检测步骤：

单个微孔中真菌毒素、辣椒素或苯并[α]芘等小分子混合污染物的同时POCT 检测是通过竞争法进行免疫测定来实现。首先，各微孔加入PBST浸润微阵列芯片，然后将测试样品溶液、HRP-IgG和真菌毒素、辣椒素或苯并[α]芘等污染物小分子抗体稀释液添加到每个微孔中，并在30℃下以500rpm的速度孵育15 min。之后，用PBST洗涤每个微孔。然后，将显色液添加到每个微孔中，避光孵育5分钟。最后，通过手机连接进行拍照获取每个微点的灰度值，并通过系统定量计算浓度。样品到结果的时间跨度约为30分钟。

实施例2(粮油产品-花生)

花生中黄曲霉毒素B1、脱氧雪腐镰刀菌烯醇、赭曲霉毒素A、玉米赤霉烯酮、伏马菌素、T-2毒素的同步检测：

称取花生粒80g，加入80mL乙腈/水溶液(70:30，v:v),18000rpm均质化 2分钟，4000rpm离心2分钟，收集有机滤膜过滤后的上清液。取滤液25μL加入至1mL样品稀释液用于微阵列芯片检测。取混合后的溶液50μL、20μL HRP-IgG(0.008mM)、20μL真菌毒素抗体稀释液(最终浓度：每种真菌毒素的最终浓度为1μg/mL)添加到每个微孔中，在30℃和500rpm条件下孵育15 min。之后，用PBST洗涤每个微孔。然后，将70μLTMB显色液添加到每个微孔中，避光孵育5分钟。最后，通过系统连接进行图片数据采集和换算，得到花生中黄曲霉毒素B1、脱氧雪腐镰刀菌烯醇、赭曲霉毒素A、玉米赤霉烯酮、伏马菌素B1、T-2毒素的含量。

实施例3(粮油产品-植物油)

植物油中黄曲霉毒素B1、辣椒素、苯并[α]芘(“两素一芘”)的同步检测。

黄曲霉毒素B1和辣椒素的同步提取：称取植物油样品2g，加入10mL甲醇/水溶液(80:20，v:v),涡旋提取3分钟，4000rpm离心2分钟，收集有机滤膜过滤后的上清液。

苯并[α]芘的提取：称取植物油样品1g，加入8mL正己烷，混匀。将苯并[α] 芘分子印迹柱(MIP)依次用6mL二氯甲烷和正己烷活化，再加入正己烷稀释后的油样过MIP柱，待溶液流至填料刻度线后加6mL正己烷洗一次，最后用6 mL二氯甲烷洗脱并在40℃挥干，用1mL甲醇/水溶液(80:20，v:v)复溶并过有机滤膜，收集滤液。

最后将黄曲霉毒素B1、辣椒素、苯并[α]芘提取液混匀，取混匀的提取液25 μL加入至1mL样品稀释液用于微阵列芯片检测。取混合后的溶液50μL、20μL HRP-IgG(0.008mM)、20μL真菌毒素、辣椒素、苯并[α]芘抗体稀释液(最终浓度：每种抗体的最终浓度为1μg/mL)添加到每个微孔中，在30℃和500rpm 条件下孵育15min。之后，用PBST洗涤每个微孔。然后，将70μLTMB显色液添加到每个微孔中，避光孵育5分钟。最后，通过系统连接进行图片数据采集和换算，得到植物油中黄曲霉毒素B1、辣椒素、苯并[α]芘的含量。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种真菌毒素、辣椒素、苯并[α]芘混合污染物智能微阵列检测设备，其特征在于，包括避光盒和基于超支化聚合物-DNA纳米复合结构改性修饰微阵列芯片，所述避光盒包括盒体、LED灯、用于图像拍摄的CMOS相机、托盘和线性轴承传动组件，所述盒体的侧壁上设有仓门，所述托盘连接于线性轴承传动组件上，所述线性轴承传动组件连接于盒体的底座上用于带动托盘进出仓门，所述LED灯、CMOS相机连接于盒体的顶部内壁上且与托盘相对设置，所述微阵列芯片设置于托盘上。

2.根据权利要求1所述的真菌毒素、辣椒素、苯并[α]芘混合污染物智能微阵列检测设备，其特征在于，所述微阵列芯片包括基底和孔槽，所述基底的点阵用超支化聚合物-DNA纳米复合结构改性修饰，所述孔槽阵列式分布于基底的上表面上。

3.根据权利要求2所述的真菌毒素、辣椒素、苯并[α]芘混合污染物智能微阵列检测设备，其特征在于，所述超支化聚合物-DNA纳米复合结构用聚乙二醇甲基醚甲基丙烯酸酯高分子聚合物与多条ATRP引发剂修饰互补寡核苷酸偶联后再与多个DNA四面体悬垂纳米材料偶联而成，其1-6个臂含1条羧基修饰的悬垂链，该链与检测单元偶联后与抗体进行免疫检测小分子污染物。

4.根据权利要求4所述的真菌毒素、辣椒素、苯并[α]芘混合污染物智能微阵列检测设备，其特征在于，所述基底为纸基、玻璃、聚苯乙烯、聚二甲基硅氧烷、聚甲基丙烯酸甲酯、聚氨酯中的任意一种；所述孔槽阵列式分布于基底的上表面上，每个孔槽中设有微孔，包括阴性对照点、阳性对照点和抗原包被点；所述阴性对照点内包被有缓冲液，所述阳性对照点内包被有IgG，所述抗原包被点内包被有小分子污染物抗原，所述包被抗原采用了超支化聚合物-DNA纳米复合结构进行修饰改性。

5.根据权利要求1所述的真菌毒素、辣椒素、苯并[α]芘混合污染物智能微阵列检测设备，其特征在于，所述盒体为不透光材料制备而成；所述盒体内还设有控制电路板，所述控制电路板还与LED灯、CMOS相机、线性轴承传动组件电连接，所述控制电路板上还集成有通讯模块，所述通讯模块用于将CMOS相机采集的微阵列芯片图像数据传输给图像处理装置。

6.根据权利要求5所述的真菌毒素、辣椒素、苯并[α]芘混合污染物智能微阵列检测设备，其特征在于，所述托盘包括卡托和二限位滚轮，所述卡托的上表面上设有用于安装微阵列芯片的安装凹槽，所述二限位滚轮设置于盒体的内壁上且在微阵列芯片位于检测工作时二限位滚轮位于安装凹槽的上方用于固定微阵列芯片。

7.根据权利要求6所述的真菌毒素、辣椒素、苯并[α]芘混合污染物智能微阵列检测设备，其特征在于，所述线性轴承传动组件包括电机、传送带和直线导轨，所述电机的输出端与传送带传动连接，所述传送带的传送方向与直线导轨的长度方向一致，所述直线导轨设置于卡托上用于带动卡托沿直线导轨的长度方向移动。

8.一种应用如权利要求1-7任一所述的真菌毒素、辣椒素、苯并[α]芘混合污染物智能微阵列检测设备的检测系统，其特征在于，所述系统包含个人中心和首页，首页包含检测界面模块和档案模块；个人中心包含仪器绑定模块、芯片设置模块、导出报告格式模块、语言设置模块、修改账户密码模块、问题反馈模块、检测更新模块；所述仪器绑定模块用于扫码获得或输入仪器编号绑定仪器；所述微阵列芯片设置模块根据需要切换不同规格的芯片；所述导出报告格式模块用于切换PDF或Excel或txt；所述语言设置模块用于切换中文或英文或其他国家语言；所述检测界面模块包含标曲模块、检测设置模块和开始检测模块，所述标曲模块通过扫描二维码导入标曲和手动输入新建标曲；所述检测设置模块用于用户手动输入检测公司、检测人员，检测项目，设置真菌毒素、辣椒素、苯并[α]芘阵列检测点阵顺序、样品信息、样品编号，软件实时显示检测时间和检测地点；其中，检测项目可新增，可调整检测对象的位置；用户确定设置信息后点开始检测模块，出现检测进度条，检测结束后立即出具检测报告，档案能够实现档案搜索、档案分享、档案筛选统计，检测模块中包含图像识别和灰度分析算法部分，系统根据微阵列便携检测设备拍摄回传的照片进行微点识别，选中微阵列中的各点进行同步识别、提取灰度值，根据灰度值平均算法进行定量检测。

9.权利要求8中所述的检测系统，其特征在于，该检测系统编程语言为Java，通过蓝牙、热点方式通讯连接。

10.一种应用如权利要求1-7任一所述的真菌毒素、辣椒素、苯并[α]芘混合污染物智能微阵列检测设备的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、系统操控避光盒，使避光盒打开仓门，放入微阵列芯片，CMOS相机对微阵列芯片进行拍照，获得微阵列芯片图像，然后发送给系统的图像处理模块；

S2、图像识别和处理模块从微阵列芯片图像中识别各微阵列微点，提取微点中红色、绿色和蓝色的值，然后通过灰度平均算法计算得到平均灰度值，通过平均灰度值来进行定量分析。

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