[发明专利]一种基于阵列式传感器的抗生素多残留检测仪

说明书

技术领域

本发明涉及一种抗生素多残留检测仪，尤其涉及一种基于阵列式传感器的抗生素残留检测仪，其融合了生物传感器检测技术和嵌入式系统设计方法，用于方便、迅速、准确的检测牛奶等农产品中含有何种抗生素残留及是否超标。属于农产品安全检测技术领域。

背景技术

近年来，随着我国畜牧养殖业的迅速发展，奶产量大幅度提高，新鲜牛奶和奶制品已经成为人民(尤其是老人和儿童)生活食品中的重要组成部分。然而，抗生素在现代畜牧业中的广泛应用，不可避免地造成牛奶中抗生素残留。若长期饮用含有抗生素的牛奶，无疑是等于长期服用小剂量的抗生素，对抗生素过敏体质的人服用残留抗生素的牛奶后可引发过敏反应。正常饮用者，会导致体内的某些条件性致病菌易产生耐药性，一旦患病再用同种抗生素治疗很难奏效。抗生素残留不仅危害人类健康，同时也影响牛奶的品质，造成经济损失。由于奶牛乳腺炎发病率较高，用抗生素来治疗乳腺炎等产科疾病仍较普遍, 这容易导致在牛奶中抗生素的残留。过量使用抗生素不可避免会使母体代谢产物等相关抗生素残留于动物的肌肉、蛋、奶、脏器组织中, 进而通过食物链影响人体健康。可见，加强对牛奶等农产品中抗生素残留的检测，尤其是保障人类健康有着十分深远的意义。

传统的抗生素残留检测方法主要有：气相色谱(GC)、高效液相色谱法(HPLC)、色谱/质谱联用技术(GC/LC-MS)、毛细管电泳法(CE)、荧光分析、酶联免疫法(ELISA)。这些方法虽然选择性好、灵敏度高、准确度高、检出限低，可同时检测多种元素或化合物，但其需要昂贵的仪器设备，样品前处理过程繁琐、费时，并且对分析人员的技术水平要求很高，不适于现场快速检测。与传统的分析方法相比，生物传感器具有如下特点：（1）较高的选择性，因此不需要对被测组分进行分离，即不用对样品进行预处理。（2）结构简单，体积小，使用方便，特别是便携式的免疫传感器，非常有利于农产品安全质量的快速测定。（3）可实现连续在线检测，使食品加工过程的质量控制变得简便。（4）响应速度快，样品用量少，与其他大型分析仪器相比，免疫传感器制作成本低，且可反复使用。

发明的目的在于针对现有技术的不足，设计提供一种基于阵列式传感器的抗生素残留检测仪，具有携带方便、检测快速准确、操作简单、可实现多残留同时检测等特点。

所述的一种基于阵列式传感器的抗生素残留检测仪其检测原理为：利用适配体与抗生素之间的特异性免疫反应，以适配体作为识别元件，采用固定化技术在工作电极表面固定不同种类的抗生素适配体，通过模拟多路开关使阵列式传感器中的一个工作电极与共用的参比电极和对电极接通。通过传感器在测试底液中导致的阻抗变化来确定样品中含有何种抗生素，并根据不同抗生素产生阻抗变化的标准曲线，确定样品中的抗生素的含量。

为了实现上述目的，本发明提供的一种基于阵列式传感器的抗生素多残留检测仪由检测电路、阵列式传感器、电源、按键、微控制器及显示屏构成。检测电路用来产生激励电压并施加到各免疫传感器上，随后采样激励后的响应信号并进行数字处理，将结果送入微控制器；微控制器及其上面运行的检测程序对输入信号进行再次处理，并对整个系统的运行进行控制和响应；按键用来输入指令和检测参数；显示屏用来量化输出呈现最终的检测结果，是用户与系统的交互界面；电源为整个系统供电。

本发明的一种基于阵列式传感器的抗生素多残留检测仪具体结构为：抗生素多残留检测仪由检测电路、阵列式传感器、模拟多路开关、电源、按键、微控制器及显示屏构成，其中：检测电路由供电电路、检测芯片、拨码开关、标定电阻、阵列式传感器、模拟多路开关构成。供电电路与微控制器和检测芯片相连，采用先经变压器降压再经滤波稳压的方法获得的+5V供电；芯片通过拨码开关与标定电阻相连，根据输入测量范围参数，通过拨码开关选择相应标定电阻，以此调整测量灵敏度；在微控制器的控制下，芯片产生激励电压施加到阵列式免疫传感器上并收集响应信号，经过离散型傅立叶变换后得到其实部与虚部，并将其输出到微控制器。微控制器上运行检测程序，将接收到的阻抗实部与虚部通过阻抗的模值与相角计算公式计算出阻抗的模值与相角，再经过校准后得出实际的阻抗值，与设定的反应前的阻抗值进行比较，得到变化率并对比标准曲线得出结论，送至显示屏显示。所述的显示屏与微控制器相连，用于显示数据及作为用户进行交互操作的窗口，显示屏采用LED12864，其功耗能够满足便携式设备的功耗要求。所述的按键与微控制器和检测电路相连，设有启动、开始、复位、停止按键和四个检测范围档位，用于输入相关指令和检测参数。所述电源与供电电路相连。