[实用新型]一种基于太赫兹超材料的多种食品添加剂实时检测芯片

说明书

本实用新型涉及一种基于太赫兹超材料的多种食品添加剂实时检测芯片：所述传感芯片由金属铝超材料层(1)，聚对苯二甲酸乙二醇酯层(2)组成；金属超材料层(1)为长方形周期性阵列排布；单元结构在x和y两个方向上都呈周期性序列，位于基底层(2)上面；本芯片通过对单元结构的缩放设计了三个不同的区域，当太赫兹波正入射后，将产生电偶共振，并在1.09THz、1.57THz、2.20THz频率处出现透射峰，分别对应已知三种食品添加剂苯甲酸、山梨酸和L‑丙氨酸，通过检测三个透射峰幅值的变化来实现对三种食品添加剂浓度的检测。所述芯片具有结构简单、成本低等优势，在食品安全检测方面具有较好的应用前景。

技术领域

本实用新型属于人工超材料技术领域，涉及一种基于太赫兹超材料的多种食品添加剂实时检测芯片

背景技术

食品添加剂是食品工业中必不可少的辅料，它可以改善风味、调节营养成分、防止食品变质，从而提高质量，使加工食品丰富多彩，满足消费者的各种需求。

但在食品添加剂使用过程中仍然存在着很多问题，食品添加剂的不规范使用屡次作为产品不合格的主要原因，给消费者的身体健康和生命安全带来威胁。因此对食品添加剂检测技术的研究尤为重要。

由于许多生物化学分子的分子内和分子间振动在太赫兹波段，因此可以利用太赫兹波识别物质，也就是指纹检测。且太赫兹波的能量低，对人体和其他生物无害。而利用超材料结构，能够将入射电磁波束缚在很小的区域内，从而产生很强的电场，增大检测分子的吸收截面，从而使得微量检测成为可能。

2013年6月5日公开的公开号为CN103134870A的发明专利提出了“一种测定食品中山梨酸和苯甲酸的方法”，以以中空纤维为载体,以有机碱为受体相,以有机溶剂为有机相制成中空纤维液相微萃取装置,然后采用中空纤维液相微萃取装置对待测样品进行萃取,取萃取后的受体相进行气相色谱检测,获得待测样品的气相色谱谱图,根据样品的气相色谱谱图及山梨酸标准曲线和/或苯甲酸标准曲线计算待测样品中山梨酸和/或苯甲酸含量；2020年5月12日公开的公开号为CN111141582A的发明专利提出了“一种食品添加剂检测装置”，由支座、分光光度计、水箱、水泵、输水管和搅拌机构组成，解决了食品添加剂和水均匀混合的问题。上述所提及的检测食品添加剂的方法或装置都相对复杂，且无法同时测量多种食品添加剂，而本实用新型所述的一种基于太赫兹超材料的多种食品添加剂实时检测芯片相比于其他方法装置具有制作更简单、检测更高效等优点。

本实用新型利用对有机分子具有“指纹”识别能力的太赫兹波，与人工超材料结合，提供一种实用、快捷、准确可靠的可以同时检测多种食品添加剂的检测芯片。

发明内容

本实用新型涉及一种多种食品添加剂实时检测芯片的研究，用于同时检测三种食品添加剂，增加检测的实时性和便捷性。

为实现上述目的，本实验新型提供了如下方案：所述检测芯片由金属超材料层(1)，聚对苯二甲酸乙二醇酯基底层(2)两部分组成；所述金属超材料层(1)由长条形单元结构的周期阵列组成；单元结构在x和y两个方向上都呈现周期性序列，位于所述聚对苯二甲酸乙二醇酯基底层(2)的上面。当太赫兹波正入射到所述芯片，将产生电偶共振，并在1.09THz、1.57THz、2.20THz频率处出现透射峰；当分析物厚度发生变化时，该透射峰的幅值将发生变化，通过检测三个透射峰幅值的变化反推计算得到三种食品添加剂浓度的变化。