[发明专利]用于食品毒素检测的水凝胶形状编码及图像处理解码的方法

说明书

本发明公开一种用于食品毒素检测的水凝胶形状编码及图像处理解码的方法,利用微流控平台与停止流动光刻技术制备出的连接有真菌毒素完全抗原的水凝胶微粒的特征，直径(边长)50μm的正方形、圆形水凝胶；1)真菌毒素检测用水凝胶微粒制备；2)水凝胶颗粒荧光图像获取；3)图像处理解码。本发明方法适用于多种毒素混检的情况，具有操作易上手、高通量化、可通过不同编码方法同时检测多种毒素的优势。

技术领域

本发明涉及食品毒素检测技术领域,具体涉及一种用于食品毒素检测的水凝胶形状编码及图像处理解码的方法。

背景技术

食品安全问题一直是世界范围内人们的关注焦点。在多种导致食物中毒的因素中，霉菌毒素是最重要的因素之一。它们的特点是分布广泛，微量且毒性强。一些比较常见的真菌毒素如果混入食物中被人误食，会引起急性中毒、慢性中毒、致癌等后果。值得指出的是，各种真菌毒素可以在同一种食物中共存，并产生协同或拮抗作用。如何创造出一种简单、便携、快速的方法检测出多种共存的毒素的方法，是一个关乎到人们生活与健康的重要课题。目前，已知传统真菌毒素检测方法与智能手机的结合是达到便携化的一个良好手段，因此，基于智能手机图像处理的平台，寻找一种配套检测与编码的载体，使其编码信号清晰、可变、容量高，检测信号灵敏，制备可达到高通量，是具有极其重要的现实应用意义的。用停止流动光刻技术制备水凝胶微米颗粒，并将其用于真菌毒素的检测。

发明内容

本发明为克服现有技术的不足，提供一种用于食品毒素检测的水凝胶形状编码及图像处理解码的方法。

本发明为实现上述目的，采用的技术方案如下：用于食品毒素检测的水凝胶形状编码及图像处理解码的方法,利用微流控平台与停止流动光刻技术制备出的连接有真菌毒素完全抗原的水凝胶微粒的特征，直径(边长)50μm的正方形、圆形水凝胶；

具体步骤如下：

1)真菌毒素检测用水凝胶微粒制备；

2)水凝胶颗粒荧光图像获取；

3)图像处理解码：

(1)灰度值检测：对荧光图片进行灰度化处理，然后对灰度图像进行降噪处理；

(2)二值化：对降噪后的图片进行二值化变换，运用Kittler/Niblack/Otsu算法进行二值化处理，将水凝胶颗粒变为白色，而其他背景颜色变为黑色；

(3)边缘检测：采用“canny”算子对二值化图片进行边缘检测，将水凝胶颗粒的边框显示出来；

(4)形状识别：对边缘进行形状检测，针对圆形和方形不同的特征进行区分，并将两种形状显示在两张图片中；

(5)亮度计算：计算每种形状的颗粒对应区域的荧光强度值，并计算其平均值。

所述步骤1)真菌毒素检测用水凝胶微粒制备的具体步骤如下：

(1)将设计好的圆形、方形图案的透光掩模版安装到荧光倒置显微镜的视场光阑中，将紫外LED装入显微镜外接光源接口上；

(2)将丙烯酰胺-聚乙二醇700(PEG-DA 700)液体，聚乙二醇200(PEG 200)液体，光引发剂1173，3×TE缓冲液以体积比7：4：1：8的比例混匀，做为预聚物溶液；每100ul预聚物溶液中加入1-5ul的5’端生物素修饰的食品毒素适配体DNA，混匀，2000g离心5-15min；

(3)将PDMS微流控通道放入显微镜载物台，开启注射泵，使预聚物充满通道，每次打开紫外光源曝光50-100ms，形成颗粒后重新开启注射泵将颗粒冲出，重复以上步骤直至获得足够数量的水凝胶颗粒；

(4)将收集到的颗粒用1×PBST缓冲液清洗数次，最后重悬于300-1000μl的1×TET缓冲液中，4℃保存待用。