[发明专利]一种用于在线高通量检测玉米籽粒中黄曲霉毒素的方法

说明书

一种用于在线高通量检测玉米籽粒中黄曲霉毒素的方法，实现该方法的装置包括灯带、物镜、成像光谱仪、超高灵敏度相机、玉米籽粒、计算机和传送带，灯带产生的激发光照射到由传送带抛出的玉米籽粒上，含有黄曲霉毒素的玉米籽粒产生荧光，荧光信号经物镜通过成像光谱仪内部分光后由超高灵敏度相机采集，在采集的波长范围中选取410‑560nm波段，并在410‑560nm波段内等间距的选取30个波长并传输至计算机，计算机根据30个波长点拟合出一条曲线，根据拟合出的曲线分别计算410‑485nm波段、485‑560nm波段的强度积分，将410‑485nm波段与485‑560nm波段的强度积分进行比值运算，最终将所得比值作为污染籽粒与健康籽粒的分选阈值，高于阈值的为污染籽粒，低于阈值的为健康籽粒。

技术领域

本发明属于农业机械技术领域，尤其涉及一种用于在线高通量检测玉米籽粒中黄曲霉毒素的方法。

背景技术

黄曲霉毒素是霉菌产生的一种有害的霉菌副产品，具有致癌、致畸、致突变的作用，严重威胁着人类和动物的生命健康，同时黄曲霉毒素具有富集性，可随着食物链层层传递并逐渐富集在动物体内，因此实时检测食品、饲料中黄曲霉毒素的含量，可以有效的减少黄曲霉毒素对动物和人类的伤害。

目前黄曲霉毒素的检测方法有薄层分析法、液相色谱法、酶联免疫法、荧光光度法等。例如：中国发明专利CN109307667A一种黄曲霉毒素B1的快速检测方法，该类方法虽然检测精度高，但是检测速度慢，只适合实验室中对样品进行抽样检测，难以用于快速高通量的商业产品中。荧光检测方法的原理是利用黄曲霉毒素的荧光特性进行检测，常规的荧光检测方法通过CCD或CMOS相机获取籽粒的表面荧光图像，并通过图像处理后，实现对籽粒表面黄曲霉毒素的检测，然而该方法难以检测到籽粒内部的黄曲霉毒素。中国发明专利CN103234948A黄曲霉毒素检测及分选装置采用了紫色光源照射到玉米籽粒的表面并产生荧光信号，将R、G、B荧光信号换为电信号后合成彩色图像，最终根据图像区分污染籽粒，但是该方法只能检测玉米籽粒的表面荧光信号，对于表面正常，内部污染的籽粒难以识别。中国发明专利CN110243799A一种快速检测黄曲霉毒素的方法中，采用光电转换器采集激发出的荧光强度，但是该方法同样只采集的霉变籽粒外部激发的荧光，因此具有检测精度不高的缺点。

综上所述，提出一种高灵敏度超高灵敏度相机与光谱仪相结合的方法，通过选择最优波长，来提高高光谱的检测速度，克服现有技术存在的缺点，同时通过谱线分析算法，实现对籽粒内部黄曲霉毒素的检测，大大提高检测的速度和精度，已经成为亟需解决的问题。

发明内容

为了克服现有技术存在的一系列缺陷，本发明的目的在于针对上述问题，提供一种用于在线高通量检测玉米籽粒中黄曲霉毒素的方法，实现该方法的装置包括灯带1、物镜2、成像光谱仪3、超高灵敏度相机4、玉米籽粒5、计算机6和传送带7，灯带1产生的激发光照射到由传送带7抛出的玉米籽粒5上，含有黄曲霉毒素的玉米籽粒5产生荧光，荧光信号经物镜2通过成像光谱仪3内部分光后由超高灵敏度相机4采集，在采集的波长范围中选取410-560nm波段，并在该波段内等间距的选取30个波长并传输至计算机6，计算机6根据30个波长点拟合出一条曲线，根据拟合出的曲线分别计算410-485nm波段、485-560nm波段的强度积分，将410-485nm波段与485-560nm波段的强度积分进行比值运算，最终将该比值与污染玉米籽粒与健康玉米籽粒的分选阈值比较，高于阈值的为污染籽粒，低于阈值的为健康籽粒。

优选的，所述灯带1为可激发出黄曲霉毒素荧光的单色光源，所述单色光源选择波长365nm或者730nm或者750nm的LED。

优选的，所述灯带1激发光的波长为365nm，所述灯带1包含多个灯珠，其中，单个灯珠的功率为3W。

优选的，所述成像光谱仪3沿玉米籽粒5的运动方向扫描，所述成像光谱仪3的光谱范围为400-1000nm，狭缝宽度为40um，光谱分辨率为4nm。

优选的，所述物镜2的视场覆盖传送带7的宽度，以保证对传送带7抛出的玉米籽粒5全部得到检测。