CN207751928U - 一种农残电化学分析仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种农残电化学分析仪，包括主机、搅拌台、修饰电极、电源适配器，通过电极表面固定的化学材料对分析物进行特异性识别，采集电极的识别信号进行定量和定性分析，并提供分析数据上传功能，该分析仪具有操作简单，检测快速，灵敏度高等特点。

Description

一种农残电化学分析仪

技术领域

本实用新型涉及电化学传感检测技术，尤其涉及一种农残电化学分析仪。

背景技术

农药一般具有免疫毒性，神经毒性，遗传基因毒性和三致毒性等，为了提高和保障食品质量和生命安全，对农药残留的高灵敏度检测越来越受到人们的重视。

目前农药残留检测的方法主要有气相色谱、高效液相色谱、色谱/质谱联用技术、毛细管电泳、表面增强拉曼光谱法、免疫分析、生物传感器等。气相色谱、高效液相色谱和色谱/质谱联用技术，分离效能高、灵敏度高，但仪器昂贵且不易实现微型化的现场检测，样品的前处理过程相对比较复杂；毛细管电泳则具有分离模式多、效率高、分析速度快、试剂和样品消耗少等优点，但毛细管直径小，光路短，重现性差；表面增强拉曼光谱法具有很高的灵敏度，但重现性和稳定性差；免疫分析法是一种以抗体为基础，通过特异性结合对蛋白质或其他化合物进行定性定量分析的技术，基于此技术发展起来的生物传感器以它特有的优势——高度微型化、自动化、集成化、高灵敏度、高选择性、低成本、实时性、简便性，在近几年得到快速的发展。电化学传感器以其低功耗、高灵敏度、高精度、抗干扰能力强、线性范围宽和优异的重复性、稳定性等特性，已经广泛应用到生物、环境、食品等各个领域。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种农残电化学分析仪，通过电极表面固定的化学材料对分析物进行特异性识别，采集电极的识别信号进行定量和定性分析，并提供分析数据上传功能，为了实现上述目的，本实用新型采取的技术方案如下：

本实用新型公开一种农残电化学分析仪，所述分析仪包括主机1、搅拌台2、修饰电极3、电源适配器4；

所述搅拌台2设有第一信号端口与主机1信号端相连，所述搅拌台2设有第二信号端口与修饰电极3的信号端相连；

所述电源适配器4设有电源端与主机1电源端相连。

在上述技术方案中，所述主机1包括系统控制单元模块5、与系统控制单元模块5触控LCD驱动接口连接的触控LCD6、与系统控制单元模块5内置通讯接口连接的主控制单元模块7、与系统控制单元模块5电连接的锂电池8，以及控制端与锂电池相连的电源开关10。

在上述技术方案中，所述系统控制单元模块5包括与PC机端口连接的外置接口9、与PC机端口连接的WIFI模块、以及与PC机端口连接的GPS芯片。

在上述技术方案中，所述主控制单元模块7设有主控制单元模块高性能32位Cortex-M4处理器信号输出端与数字信号发生器DAC输入端相连，数字信号发生器DAC输出端与恒电势电路输入端相连，恒电势电路输出端与I-V转换器输入端相连，I-V转换器输出端与滤波放大电路输入端相连后与高速数据采集系统ADC输入端相连，高速数据采集系统ADC输出端与Cortex-M4处理器信号输入端相连。

在上述技术方案中，所述主控单元模块7设有信号端为主机1信号端接口。

在上述技术方案中，所述搅拌台2设有放置无刷直流电机12的底座、沿底座向上延伸的样品杯支架13及电极固定架14，底座设有信号端接口15。

在上述技术方案中，所述搅拌台2的信号端接口15为第一信号端口，所述搅拌台2的电极固定架14设有连接端为第二信号端口。

本实用新型一种农残电化学分析仪具有以下有益效果：采用本实用新型可以实现电化学传感技术对农药残留的分析判读，电化学传感技术的检测方法更加标准化、检测结果更加精确，同时缩短检测时间、简化检测流程，使农残电化学分析仪获得更广的应用前景。

附图说明

图1为本实用新型一种农残电化学分析仪模块示意图；

图2为本实用新型一种农残电化学分析仪主机结构示意图；

图3为本实用新型一种农残电化学分析仪主机中系统控制单元模块内部连接示意图；

图4为本实用新型一种农残电化学分析仪主机中主控制单元模块内部连接示意图；

图5为本实用新型一种农残电化学分析仪搅拌台结构示意图；

图6为本实用新型一种农残电化学分析仪修饰电极结构示意图。

附图说明：1-主机，2-搅拌台，3-修饰电极，4-电源适配器，5-系统控制单元模块，6-触控LCD，7-主控制单元模块，8-锂电池，9-外置接口，10-电源开关，12-内置安装无刷直流电机，13-样品杯支架，14-电极固定架，15-信号端接口。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步详细描述

本实用新型公开一种农残电化学分析仪，所述分析仪包括主机1、搅拌台2、修饰电极3、电源适配器4，如图1所示；

所述搅拌台2设有第一信号端口与主机1信号端相连，所述搅拌台2设有第二信号端口与修饰电极3的信号端相连；

所述电源适配器4设有电源端与主机1电源端相连。

其中，如图2、3所示，所述主机1包括系统控制单元模块5、与系统控制单元模块5触控LCD驱动接口连接的触控LCD6、与系统控制单元模块5内置通讯接口连接的主控制单元模块7、与系统控制单元模块5电连接的锂电池8，以及控制端与锂电池相连的电源开关10。所述系统控制单元模块5包括与PC机端口连接的外置接口9、与PC机端口连接的WIFI模块、以及与PC机端口连接的GPS芯片。

具体的，所述主机1中系统控制单元模块5实现为用户操作的界面显示及控制，分析报告打印，并支持WIFI连接，GPS定位，提供仪器与PC机连接端口上传数据功能，提供用户操作的样品检测、项目管理、数据管理、系统设置等软件功能，触控LCD6用于仪器的触屏操作及界面显示，主控制单元模块7用于修饰电极的信号激励、信号放大、数据采集及数据处理，锂电池8为仪器提供不间断电源供电。

其中，如图4所示，所述主控制单元模块7设有主控制单元模块高性能32位Cortex-M4处理器信号输出端与数字信号发生器DAC输入端相连，数字信号发生器DAC输出端与恒电势电路输入端相连，恒电势电路输出端与I-V转换器输入端相连，I-V转换器输出端与滤波放大电路输入端相连后与高速数据采集系统ADC输入端相连，高速数据采集系统ADC输出端与Cortex-M4处理器信号输入端相连。

具体的，主控制单元模块为电化学测量系统，由32位C ortex-M4处理器控制DAC产生测量所需的激励信号施加在恒电势电路中由CE和WE构成的极化回路，并对RE和W E构成的测量回路的电流进行I-V转换和电压信号放大滤波，最后由处理器控制ADC采集电位信号并将转换的数字信号发送系统控制单元。

其中，所述主控单元模块7设有信号端为主机1信号端接口。

其中，如图5所示，所述搅拌台2设有放置无刷直流电机12的底座、沿底座向上延伸的样品杯支架13及电极固定架14，底座设有信号端接口15。

其中，所述搅拌台2的信号端接口15为第一信号端口，所述搅拌台2的电极固定架14设有连接端为第二信号端口。

具体的，所述搅拌台提供电极快速预处理，促进修饰电极与分析物间对流传质以提高检测灵敏度，无刷直流电机12用于驱动样品杯支架的旋转，样品杯支架13用于样品杯的固定，电极固定架14用于修饰电极的固定连接。

其中，所述修饰电极通过其表面固化的化学材料对分析物进行特异识别。

具体操作如下：将加入分析物的样品杯置于搅拌台的样品杯支架上，将修饰电极置于搅拌台的电极固定架接口并插入样品杯的分析物中，通过信号线连接搅拌台与主机。由主机的系统控制单元模块发送信号给主控制模块，主控制模块通过信号传输线传送信号至搅拌台，控制搅拌台内置直流电机运行以使样品杯支架旋转，促进修饰电极与分析物间对流传质以提高检测灵敏度，由主机的主控制单元模块输出的激励信号施加在修饰电极的CE端，并同时对修饰电极的WE端电流信号进行电流-电压转换、信号放大、滤波和数据采集，将采集的数字信号传输回主控制单元模块，并通过内置通信接口传送至系统控制单元模块，进行数据的处理，存储并生成测试报告。通过系统控制单元模块的WIFI和GPS功能，将样品的信息及测试报告传输至PC端。

所述分析仪的检测原理如下：检测原理是固定在工作电极表面的AChE可以催化底物硫代乙酰胆碱水解生成具有电化学活性产物的硫代胆碱，从而产生了不可逆的氧化峰。当分析目标物有机磷农药不存在时，底物硫代乙酰胆碱会转化成硫代胆碱和乙酸；当加入有机磷农药时，有机磷农药和固定化的AChE结合，引起AChE对硫代乙酰胆碱的水解能力下降或消失，同时伴随着硫代胆碱的峰电流下降，因此可以根据加入有机磷农药前后胆碱峰电流的变化来检测有机磷农药含量。

本实用新型首次使用电化学传感技术对农药残留进行定量检测，本领域的普通技术人员可以对本实用新型进行修改或者替换，而不脱离本实用新型的精神和范围的任何修改或局部替换，均应涵盖在本实用新型的权利要求保护范围内。

Claims (7)

1.一种农残电化学分析仪，其特征在于：所述分析仪包括主机(1)、搅拌台(2)、修饰电极(3)、电源适配器(4)；

所述搅拌台(2)设有第一信号端口与主机(1)信号端相连，所述搅拌台(2)设有第二信号端口与修饰电极(3)的信号端相连；

所述电源适配器(4)设有电源端与主机(1)电源端相连。

2.根据权利要求1所述一种农残电化学分析仪，其特征在于：所述主机(1)包括系统控制单元模块(5)、与系统控制单元模块(5)触控LCD驱动接口连接的触控LCD(6)、与系统控制单元模块(5)内置通讯接口连接的主控制单元模块(7)、与系统控制单元模块(5)电连接的锂电池(8)，以及控制端与锂电池相连的电源开关(10)。

3.根据权利要求2所述一种农残电化学分析仪，其特征在于：所述系统控制单元模块(5)包括与PC机端口连接的外置接口(9)、与PC机端口连接的WIFI模块、以及与PC机端口连接的GPS芯片。

4.根据权利要求2所述一种农残电化学分析仪，其特征在于：所述主控制单元模块(7)设有主控制单元模块高性能32位Cortex-M4处理器信号输出端与数字信号发生器DAC输入端相连，数字信号发生器DAC输出端与恒电势电路输入端相连，恒电势电路输出端与I-V转换器输入端相连，I-V转换器输出端与滤波放大电路输入端相连后与高速数据采集系统ADC输入端相连，高速数据采集系统ADC输出端与Cortex-M4处理器信号输入端相连。

5.根据权利要求4所述一种农残电化学分析仪，其特征在于：所述主控制单元模块(7)设有信号端为主机(1)信号端接口。

6.根据权利要求1所述一种农残电化学分析仪，其特征在于：所述搅拌台(2)设有放置无刷直流电机(12)的底座、沿底座向上延伸的样品杯支架(13)及电极固定架(14)，底座设有信号端接口(15)。

7.根据权利要求6所述一种农残电化学分析仪，其特征在于：所述搅拌台(2)的信号端接口(15)为第一信号端口，所述搅拌台(2)的电极固定架(14)设有连接端为第二信号端口。