CN212228743U - 柔性表面增强拉曼基底制备及检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种柔性表面增强拉曼基底制备及检测装置，包括基底供给机构、喷涂机构、采样机构、检测台、基底回收机构以及控制单元，所述基底供给机构包括第一驱动电机以及通过第一驱动电机输送的柔性基底，所述基底回收机构包括用于回收柔性基底的第二驱动电机，所述喷涂机构、采样机构、检测台沿柔性基底的输送方向依次设置于基底供给机构以及基底回收机构之间，所述控制单元分别与第一驱动电机、喷涂机构、采样机构以及第二驱动电机电性连接。该装置能够制备柔性表面增强拉曼基底，并实现连续的原位快速检测，且能有效提高检测的可重复性和稳定性。

Description

柔性表面增强拉曼基底制备及检测装置

技术领域

本实用新型属于食品安全检测技术领域，具体涉及一种柔性表面增强拉曼基底制备及检测装置。

背景技术

我国是一个农业大国，随着科学技术的发展和人们对于产能的不断追求，防治病虫害、调节农作物生长以及除杂草的药物被大量的使用。然而很多农药分解速度慢容易残留在蔬果上，进而通过食物链进入到人体中，对人们的身体健康产生了极大的影响，因此对于上市的果蔬的农残检测显得非常有必要。SERS(表面增强拉曼光谱技术)是近几十年快速发展的技术，由于其前处理简单，样品用量少，能够实现快速无损检测的优点，是近年来讨论较多的方法。

SERS是通过将样品置于粗糙纳米贵金属表面，使得拉曼光谱信号增强10^{^4}-10^{^7}倍，从而获得样品信息的技术，它不仅能够保留拉曼光谱快速无损检测的优点，同时又通过基底增强效应克服了传统拉曼光谱散射截面小、荧光和瑞利散射干扰大、灵敏度低等缺点。虽然SERS克服了传统拉曼光谱的一些缺点，使得这项技术能够应用于食品安全的快速检测，但是为了满足快速发展的要求，容易存在基底的均匀性和粗糙度无法实现高度的重视的问题，从而导致测试结果重复性和稳定性不高。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种柔性表面增强拉曼基底制备及检测装置，该装置能够制备柔性表面增强拉曼基底，并实现连续的原位快速检测，且能有效提高检测的可重复性和稳定性。

其技术方案如下：

柔性表面增强拉曼基底制备及检测装置，包括基底供给机构、喷涂机构、采样机构、检测台、基底回收机构以及控制单元，所述基底供给机构包括第一驱动电机以及通过第一驱动电机输送的柔性基底，所述基底回收机构包括用于回收柔性基底的第二驱动电机，所述喷涂机构、采样机构、检测台沿柔性基底的输送方向依次设置于基底供给机构以及基底回收机构之间，所述控制单元分别与第一驱动电机、喷涂机构、采样机构以及第二驱动电机电性连接。

柔性基底从基底供给机构输送至基底回收机构依次经过喷涂机构、采样机构以及检测台，实现自动高效的基底加工制备、样品采集、样品检测以及基底回收的完整工作路线，大幅度提高该柔性表面增强拉曼基底制备及检测装置的自动化集成度；通过柔性基底在该装置中形成传动结构，采样机构设于柔性基底的输送路径上，可以实现样品实时无损的采集，不仅省去大量前处理的步骤，同时可以实现连续的原位快速检测；通过控制单元控制柔性基底的传送速度、距离以及控制喷涂机构的溶液喷涂量，能有效提高检测的可重复性和稳定性。

在其中一个实施例中，所述喷涂机构包括固定支架以及安装于固定支架上的储液瓶，所述储液瓶位于输送的柔性基底的上方，所述储液瓶内设有推射活塞，且所述储液瓶朝向柔性基底的一端设有喷嘴，所述喷嘴与储液瓶连通。通过推动推射活塞将储液瓶内的增强溶胶喷洒至柔性基底表面上以制备增强基底。

在其中一个实施例中，所述固定支架上设有活塞控制组件，所述活塞控制组件与控制单元电性连接，所述活塞控制组件包括活动块以及纵向设置于固定支架上电动滑轨，所述活动块与电动滑轨之间活动连接，所述推射活塞包括主体部以及推动部，所述主体部位于储液瓶内，所述推动部从储液瓶内伸出，所述活动块位于推动部的上方。通过控制单元控制活动块的下压，使活动块抵紧并推动推射活塞，进而使得储液瓶内的增强溶胶喷洒至柔性基底表面上以制备增强基底，并通过控制单元准确控制活动块的移动速度以及移动距离，保持溶胶的喷涂速度以及体积均匀，形成相对稳定和均匀的增强基底，能够提高检测的可重复性以及稳定性。

在其中一个实施例中，所述储液瓶内盛装有活性基底溶胶，所述活性基底溶胶采用深颜色的材质。通过采用深颜色材质的活性基底溶胶，使得增强溶胶不容易氧化失效。

在其中一个实施例中，所述采样机构包括样品承载器、支撑架以及推动件，所述样品承载器设于支撑架上，所述推动件安装于支撑架上且位于样品承载器的下方，输送的柔性基底位于样品承载器与推动件之间，所述推动件与控制单元电性连接。将样品放置于样品承载器上，当喷涂有增强溶胶的柔性基底传送至样品承载器下方时，通过控制单元控制推动件将柔性基底朝样品承载器的方向推压，使柔性基底与样品黏贴，黏贴完成后，再控制推动件复位以松开柔性基底，以完成采样。

在其中一个实施例中，所述样品承载器与支撑架之间活动连接，且所述样品承载器上设有定位件。通过以上设置，可以调节样品承载器在支撑架上的位置，以适应不同的样品，提高装置的适用性。

在其中一个实施例中，所述样品承载器上设有用于放置样品的样品槽，所述样品槽处设有用于固定样品的固定件。将样品放置于样品槽，并通过固定件固定样品，防止在取样时样品移动，有利于取样的正常进行。

在其中一个实施例中，所述检测台上设有检测底座，且所述检测底座上设有支撑体，所述第二驱动电机包括电机底座以及驱动部，所述电机底座固定于检测底座的边缘处，所述驱动部上安装有回收螺杆。支撑体用于支撑检测部分柔性基底的，使柔性基底保持相对的水平状态，以便于检测；控制单元控制第二驱动电机的回收螺杆转动，以回收检测结束的柔性基底，实现基底材料的再回收利用，有利于降低检测成本。

在其中一个实施例中，还包括防护罩，所述防护罩包括罩体以及固定底座，所述第一驱动电机固定于固定底座上，所述罩体设于第一驱动电机外并覆盖所述第一驱动电机。罩体的设置有利于保护第一驱动电机以及柔性基底。

在其中一个实施例中，所述罩体靠近第一驱动电机处设有开口，所述开口的高度对应第一驱动电机的高度设置。开口的设置便于更换柔性基底。

本实用新型所提供的柔性表面增强拉曼基底制备及检测装置能够实现自动高效的基底加工制备、样品采集、样品检测以及基底回收的完整工作路线，大幅度提高自动化集成度；通过柔性基底在该装置中形成传动结构，采样机构设于柔性基底的输送路径上，可以实现样品实时无损的采集，不仅省去大量前处理的步骤，同时可以实现连续的原位快速检测；通过控制单元控制柔性基底的传送速度、距离以及控制喷涂机构的溶液喷涂量，能有效提高检测的可重复性和稳定性。

附图说明

此处的附图，示出了本实用新型所述技术方案的具体实例，并与具体实施方式构成说明书的一部分，用于解释本实用新型的技术方案、原理及效果。

除非特别说明或另有定义，不同附图中，相同的附图标记代表相同或相似的技术特征，对于相同或相似的技术特征，也可能会采用不同的附图标记进行表示。

图1是本实用新型实施例柔性表面增强拉曼基底制备及检测装置的结构示意图。

图2是本实用新型实施例柔性表面增强拉曼基底制备及检测装置中基底供给机构的结构示意图。

图3是本实用新型实施例柔性表面增强拉曼基底制备及检测装置中喷涂机构的结构示意图。

附图标记说明：

10、第一驱动电机；11、旋转轴承；20、喷涂机构；21、固定支架；22、储液瓶；23、推射活塞；24、喷嘴；25、活动块；26、电动滑轨；30、采样机构；31、样品承载器；32、支撑架；33、推动件；40、检测台；41、检测底座；42、支撑体；50、第二驱动电机；51、回收螺杆；60、控制单元；70、柔性基底；80、防护罩；81、罩体；82、固定底座。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将参照说明书附图对本实用新型的具体实施例进行更详细的描述。

除非特别说明或另有定义，本文所使用的所有技术和科学术语与所属技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在结合本实用新型的技术方案以现实的场景的情况下，本文所使用的所有技术和科学术语也可以具有与实现本实用新型的技术方案的目的相对应的含义。

除非特别说明或另有定义，本文所使用的“第一、第二…”仅仅是用于对名称的区分，不代表具体的数量或顺序。除非特别说明或另有定义，本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

需要说明的是，当元件被认为“固定于”另一个元件，它可以是直接固定在另一个元件上，也可以是存在居中的元件；当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件，也可以是同时存在居中元件；当一个元件被认为是“安装在”另一个元件，它可以是直接安装在另一个元件，也可以是同时存在居中元件。当一个元件被认为是“设在”另一个元件，它可以是直接设在另一个元件，也可以是同时存在居中元件。

除非特别说明或另有定义，本文所使用的“所述”、“该”为相应位置之前所提及或描述的技术特征或技术内容，该技术特征或技术内容与其所提及的技术特征或技术内容可以是相同的，也可以是相似的。

毫无疑义，与本实用新型的目的相违背，或者明显矛盾的技术内容或技术特征，应被排除在外。

如图1所示，柔性表面增强拉曼基底制备及检测装置，包括基底供给机构、喷涂机构20、采样机构30、检测台40、基底回收机构以及控制单元60，所述基底供给机构包括第一驱动电机10以及通过第一驱动电机10输送的柔性基底70，所述基底回收机构包括用于回收柔性基底70的第二驱动电机50，所述喷涂机构20、采样机构30、检测台40沿柔性基底70的输送方向依次设置于基底供给机构以及基底回收机构之间，所述控制单元60分别与第一驱动电机10、喷涂机构20、采样机构30以及第二驱动电机50电性连接。在本实施例中，控制单元60采用TPC4-4TD型8路表格程序控制器，通过电线/信号线与第一驱动电机10、喷涂机构20以及采样机构30相连接，通过设置控制程序控制柔性基底70的传送速度、传送距离、喷涂机构20的喷涂体积、采样机构30的取样粘附时间等，另外，在本实施例中，优选采用带有一定粘性的、不会与样品产生干扰的材质的柔性基底70，第一驱动电机10以及第二驱动电机50可采用旋转微电机。

柔性基底70从基底供给机构输送至基底回收机构依次经过喷涂机构20、采样机构30以及检测台40，实现自动高效的基底加工制备、样品采集、样品检测以及基底回收的完整工作路线，大幅度提高该柔性表面增强拉曼基底制备及检测装置的自动化集成度；通过柔性基底70在该装置中形成传动结构，采样机构30设于柔性基底70的输送路径上，可以实现样品实时无损的采集，不仅省去大量前处理的步骤，同时可以实现连续的原位快速检测；通过控制单元60控制柔性基底70的传送速度、距离以及控制喷涂机构20的溶液喷涂量，能有效提高检测的可重复性和稳定性。

如图1及图2所示，在本实施例中，第一驱动电机10的转动部固定有旋转轴承11，柔性基底70卷安装于旋转轴承11上，第一驱动电机10转动时带动旋转轴承11旋转从而带动柔性基底70传动。柔性表面增强拉曼基底制备及检测装置还包括设于第一驱动电机10外的防护罩80，防护罩80包括罩体81以及固定底座82，罩体81位于固定底座82的上方，所述第一驱动电机10固定于固定底座82上，所述罩体81内部中空并覆盖所述第一驱动电机10，所述罩体81靠近第一驱动电机10处设有开口，所述开口的高度对应第一驱动电机10的高度设置。罩体81的上半部分罩型结构保护第一驱动电机10以及柔性基底70，下半部分开口设计方便更换基底，提高了选择的灵活性以及该装置的适用性。

如图1及图3所示，所述喷涂机构20包括固定支架21以及安装于固定支架21上的储液瓶22，所述储液瓶22位于输送的柔性基底70的上方，所述储液瓶22内盛装有活性基底溶胶，所述活性基底溶胶采用深颜色的材质，且所述储液瓶22内设有推射活塞23，且所述储液瓶22朝向柔性基底70的一端设有喷嘴24，所述喷嘴24与储液瓶22连通。所述固定支架21上设有活塞控制组件，所述活塞控制组件与控制单元60电性连接，所述活塞控制组件包括活动块25以及纵向设置于固定支架21上电动滑轨26，所述活动块25与电动滑轨26之间活动连接，所述推射活塞23包括主体部以及推动部，所述主体部位于储液瓶22内，所述推动部从储液瓶22内伸出，所述活动块25位于推动部的上方。通过控制单元60控制活动块25下压，使活动块25抵紧并推动推射活塞23，进而使得储液瓶22内的活性基底溶胶喷洒至柔性基底70表面上以制备增强基底，并通过控制单元60准确控制活动块25的移动速度以及移动距离，保持移动块推动推射活塞23的速度，进而保持溶胶的喷涂速度以及体积均匀，形成相对稳定和均匀的增强基底，能够提高检测的可重复性以及稳定性；采用深颜色材质的活性基底溶胶，使得增强溶胶不容易氧化失效。

所述采样机构30包括样品承载器31、支撑架32以及推动件33，所述样品承载器31上设有用于放置样品的样品槽(图中未示出)，所述样品槽处设有用于固定样品的固定件(图中未示出)，在本实施例中，固定件可采用固定卡扣，推动件33可采用电动推杆，所述样品承载器31与支撑架32之间活动连接，且所述样品承载器31上设有定位件，在本实施例中，定位件可采用抵紧螺丝，所述推动件33安装于支撑架32上且位于样品承载器31的下方，输送的柔性基底70位于样品承载器31与推动件33之间，所述推动件33与控制单元60电性连接。将样品放置于样品槽，并通过固定件固定样品，根据不同样品可以调节样品承载器31在支撑架32上的位置，并通过固定件固定样品承载器31的位置，当喷涂有增强溶胶的柔性基底70传送至样品承载器31下方时，控制单元60控制两个驱动电机停止转动，并控制推动件33将柔性基底70朝样品承载器31的方向推压，使柔性基底70与样品黏贴，根据不同样品设置对应黏附取样时间，黏贴完成后，再控制推动件33复位以松开柔性基底70，两个驱动电机继续运转，将带有样品的增强基底传送至检测台40进行检测，在其中一个实施例中，样品承载器31可设置成平板形状以满足一些蔬菜的检测，提高装置的适用性。

所述检测台40上设有检测底座41，该检测底座41可根据不同的检测设备调整不同的形状，且所述检测底座41上设有支撑体42，所述第二驱动电机50包括电机底座以及驱动部，所述电机底座固定于检测底座41的边缘处，所述驱动部上安装有回收螺杆51。支撑体42用于支撑检测部分柔性基底70的，使柔性基底70保持相对的水平状态，以便于检测；将第二驱动电机50固定于检测底座41边缘处，控制单元60控制第二驱动电机50的回收螺杆51转动，以回收检测结束的柔性基底70，实现基底材料的再回收利用，有利于降低检测成本。

本实用新型提供的柔性表面增强拉曼基底制备及检测装置能够实现自动高效的基底加工制备、样品采集、样品检测以及基底回收的完整工作路线，大幅度提高自动化集成度，且装置中各机构结构简单，体积并不大，可以做成高度集成的附件，便于移动式设备使用；全程操作均由控制单元60控制，可以根据不同的检测需求设定定制化的控制参数，获得最优的检测参数从而得到最合适的测量条件；通过控制单元60控制柔性基底70按照设定的速度和距离进行传送，在此基础上控制喷涂机构20和溶胶的喷涂量，达到稳定产出表面形貌一致性较高的增强基底涂层，进一步的，控制单元60控制增强基底与样品进行黏贴取样的压力和时间，能够定量的控制取样参数，进一步的提高本装置在拉曼取样时的稳定性及可重复性。

以上实施例的目的，是对本实用新型的技术方案进行示例性的再现与推导，并以此完整的描述本实用新型的技术方案、目的及效果，其目的是使公众对本实用新型的公开内容的理解更加透彻、全面，并不以此限定本实用新型的保护范围。

以上实施例也并非是基于本实用新型的穷尽性列举，在此之外，还可以存在多个未列出的其他实施方式。在不违反本实用新型构思的基础上所作的任何替换与改进，均属本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.柔性表面增强拉曼基底制备及检测装置，其特征在于，包括基底供给机构、喷涂机构、采样机构、检测台、基底回收机构以及控制单元，所述基底供给机构包括第一驱动电机以及通过第一驱动电机输送的柔性基底，所述基底回收机构包括用于回收柔性基底的第二驱动电机，所述喷涂机构、采样机构、检测台沿柔性基底的输送方向依次设置于基底供给机构以及基底回收机构之间，所述控制单元分别与第一驱动电机、喷涂机构、采样机构以及第二驱动电机电性连接。

2.如权利要求1所述柔性表面增强拉曼基底制备及检测装置,其特征在于，所述喷涂机构包括固定支架以及安装于固定支架上的储液瓶，所述储液瓶位于输送的柔性基底的上方，所述储液瓶内设有推射活塞，且所述储液瓶朝向柔性基底的一端设有喷嘴，所述喷嘴与储液瓶连通。

3.如权利要求2所述柔性表面增强拉曼基底制备及检测装置,其特征在于，所述固定支架上设有活塞控制组件，所述活塞控制组件与控制单元电性连接，所述活塞控制组件包括活动块以及纵向设置于固定支架上电动滑轨，所述活动块与电动滑轨之间活动连接，所述推射活塞包括主体部以及推动部，所述主体部位于储液瓶内，所述推动部从储液瓶内伸出，所述活动块位于推动部的上方。

4.如权利要求2所述柔性表面增强拉曼基底制备及检测装置,其特征在于，所述储液瓶内盛装有活性基底溶胶，所述活性基底溶胶采用深颜色的材质。

5.如权利要求1所述柔性表面增强拉曼基底制备及检测装置,其特征在于，所述采样机构包括样品承载器、支撑架以及推动件，所述样品承载器设于支撑架上，所述推动件安装于支撑架上且位于样品承载器的下方，输送的柔性基底位于所述样品承载器与推动件之间，所述推动件与控制单元电性连接。

6.如权利要求5所述柔性表面增强拉曼基底制备及检测装置,其特征在于，所述样品承载器与支撑架之间活动连接，且所述样品承载器上设有定位件。

7.如权利要求5所述柔性表面增强拉曼基底制备及检测装置,其特征在于，所述样品承载器上设有用于放置样品的样品槽，所述样品槽处设有用于固定样品的固定件。

8.如权利要求1所述柔性表面增强拉曼基底制备及检测装置,其特征在于，所述检测台上设有检测底座，且所述检测底座上设有支撑体，所述第二驱动电机包括电机底座以及驱动部，所述电机底座固定于检测底座的边缘处，所述驱动部上安装有回收螺杆。

9.如权利要求1至8任一项所述柔性表面增强拉曼基底制备及检测装置,其特征在于，还包括防护罩，所述防护罩包括罩体以及固定底座，所述第一驱动电机固定于固定底座上，所述罩体设于第一驱动电机外并覆盖所述第一驱动电机。

10.如权利要求9所述柔性表面增强拉曼基底制备及检测装置,其特征在于，所述罩体靠近第一驱动电机处设有开口，所述开口的高度对应第一驱动电机的高度设置。

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