[发明专利]一种葡萄糖溶液检测装置及方法

权利要求书

1.一种葡萄糖溶液检测装置，其特征在于，包括计算机(1)、细胞图像采集模块(2)、溶液输送模块和细胞放置模块，所述溶液输送模块包括输液泵(3)、若干个用于放置待测溶液的检测容器(13)和用于放置pbs缓冲液的缓冲液容器(14)，所述检测容器(13)底部设有第一输液管，所述第一输液管的前端设有第一电磁阀(4)，所述缓冲液容器(14)底部设有第二输液管，所述第二输液管的前端设有第二电磁阀(5)，所述输液泵(3)的进液管路与第一输液管、第二输液管连通，所述输液泵(3)的出液管路与细胞放置模块连通，所述计算机(1)分别与细胞图像采集模块(2)、输液泵(3)、第一电磁阀(4)、第二电磁阀(5)电连接。

2.根据权利要求1所述的一种葡萄糖溶液检测装置，其特征在于，所述细胞放置模块包括放置台(6)，所述放置台(6)上表面设有放置槽(7)，所述放置台(6)上表面两侧分别设有进液口(8)和出液口(9)，所述放置台(6)上表面还设有连通进液口(8)与放置槽(7)的第一导流槽(10)、连通出液口(9)与放置槽(7)的第二导流槽(11)，所述进液口(8)通过管路与输液泵(3)的出液管路连通，所述出液口(9)通过管路连接废液收集器。

3.根据权利要求1所述的一种葡萄糖溶液检测装置，其特征在于，所述输液泵(3)为微量蠕动泵。

4.一种葡萄糖溶液检测方法，用于权利要求2所述的一种葡萄糖溶液检测装置，其特征在于，包括以下步骤：

S1：将味觉受体细胞组织放置在放置槽内，将待测溶液倒入检测容器；

S2：细胞图像采集模块采集味觉受体细胞组织图像，从中选择一个轮廓清晰且不与其他细胞重叠的味觉受体细胞作为检测细胞；

S3：第二电磁阀打开，输液泵将pbs缓冲液输送到放置槽内清洗检测细胞，接着，第二电磁阀关闭，容纳待测溶液的检测容器的第一电磁阀打开，微量蠕动泵将待测溶液输送到放置槽内的检测细胞上进行刺激，细胞图像采集模块采集检测细胞的形态特征、颜色特征、纹理特征并输送到计算机，计算机计算出评价指标KC1、评价指标KC2；

S4：重复执行步骤是S3N次，得到N个评价指标KC1、N个评价指标KC2；

S5：将N个评价指标KC1作为输入数据KC1(t)输入一层非线性动力学模型：

其中，V(x，t)为势函数，x(t)为布朗运动粒子运动轨迹函数，a、b、c为设定的常数，ξ(t)为激励噪声，D为激励噪声强度，为周期性正弦信号，A是信号幅度，f是信号频率，t为运动时间，为相位，设

计算V(x，t)对于x的一阶导数和二阶导数，并且使等式等于0，得到二层非线性动力学模型：

设定噪声强度D＝0，KC1(t)＝0；计算得到A的临界值为将A的临界值代入一层非线性动力学模型中，并设定x₀(t)＝0，sn₀＝0，采用四阶珑格库塔算法求解一层非线性动力学模型，得到：

并计算：

其中，x_n(t)为x(t)的第n阶导数，sn_n-1为S(t)的第n-1阶导数在t＝0处的值，sn_n+1为S(t)的第n+1阶导数在t＝0处的值，n＝0，1，…，N-1；可以得到x₁(t)，x₂(t)，…，x_n+1(t)的值；

对x₁(t)，x₂(t)，…，x_n+1(t)进行积分，得到x(t)，计算出x(t)的绝对值最大值x(t)_m，x(t)的均值

利用公式计算二阶非线性动力学模型输出的信噪比SNR，其中，ΔU＝3a³/20bc²，以激励噪声强度D为X轴，信噪比SNR为Y轴建立直角坐标系，画出信噪比SNR曲线，找出信噪比SNR曲线中特征峰的横坐标值x_e，并将横坐标值x_e与预先取得的葡萄糖溶液对应的特征峰横坐标值范围比较，如果x_e位于葡萄糖溶液对应的特征峰横坐标值范围内，则待测溶液即为葡萄糖溶液，执行步骤S6，否则待测溶液不是葡萄糖溶液，检测结束；

S6：将N个评价指标KC2取平均，得到平均值作为y′值代入对应葡萄糖溶液的检测模型中y′＝hx′+k，h、k为常数，x′为溶液浓度，计算出待测溶液的浓度。