基於光電轉換法的農藥殘毒快速檢測方法
2023-05-13 15:07:36 2
專利名稱：基於光電轉換法的農藥殘毒快速檢測方法
技術領域：
本發明涉及一種基於光電轉換法的農藥殘毒快速檢測方法，屬於食品農藥殘毒檢測方式技術領域。
背景技術：
隨著人們對食品安全問題的不斷關注，與人們日常生活息息相關的蔬菜瓜果的農藥殘毒檢測問題顯得至關重要。據有關部門統計顯示，2010年我國農藥年使用量突破80 萬噸，居世界首位。控制農藥殘留對人體的危害，最有效的方法之一是加強對食品中農藥殘留檢測的力度。常規的檢測多數是將樣品送至實驗室，由檢驗人員利用專門儀器進行化驗檢測，費時費力效率低。如何當場實現對蔬菜瓜果快速檢測，是一項既有便於質檢部門的監管，又有利於保證百姓食品安全的重要課題。目前，市場上在農藥殘毒快速檢測儀器方面有以下幾種產品
1.長春吉林大學小天鵝儀器有限公司的GDYN系列農藥殘毒快速檢測儀的原理是基於被測樣品中農藥對膽鹼酯酶活性的抑制作用而影響顯色反應的速度，通過對顯色反應速度的測定來測量其中農藥殘毒量(即抑制率)。儀器由超高亮度矽光光源、比色池、集成光電傳感器、溫度傳感器、微處理器和印表機構成，可直接在液晶屏上顯示出被測樣品中農藥的殘毒量，並可直接列印出檢測結果。2.山東京蓬生物藥業股份有限公司的KSJ-4A系列可攜式農藥殘毒快速檢測儀， 針對酶的活性隨溫度變化而變化的特性，自動啟動變溫程序，使檢測不受環境溫度的限制， 單檢一個樣品的時間約10分鐘。3.東莞市祥興儀器有限公司的HQNC-800農藥殘毒快速測定儀，採用酶抑制法， 依據國家標準GB/T5009. 199-2003《蔬菜中有機磷和氨基甲酸酯類農藥殘留量的快速檢測》 和行業標準NY/448-2001《蔬菜上有機磷和氨基甲酸酯類農藥殘毒快速檢測方法》研製，六通道檢測技術，能快速檢測農產品的農藥殘留情況。農藥殘毒快速檢測方法是安排在基層第一線的檢測技術。符合這種篩選的檢測技術，必須簡單易行，現有的上述產品在功能上僅僅注重於檢測的快速性，普遍採用的生物法反應體系複雜，易受環境溫度、酶的活性、介質和共存組分的影響，分析信號本身的可靠性和重現性存在較嚴重不足；在實驗室的檢測往往採用色譜和質譜檢測器等，給儀器微型化帶來極大困難。
發明內容
本發明的目的是提供一種檢測精度高、檢測速度快、操作簡便的基於光電轉換法的農藥殘毒快速檢測方法。本發明的目的是這樣來達到的，一種基於光電轉換法的農藥殘毒快速檢測方法， 其特徵在於將2g預處理樣品切碎，加入IOmL超純水，引入進樣閥，通過加入2ml的離子液體正丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸對樣品進行富集和提取，得到提取液經過分離柱分離，分離液與3ml氧化劑魯米諾-過氧化氫體系發生化學發光反應，經光電倍增管電路實現光電轉換，由放大電路對輸入電信號放大，進入單片機電路，與單片機內儲存的資料庫對數據進行分析、辨識，將分析結果經LCD控制電路後在LCD接口電路中的彩屏上顯示。
由於採用了以上技術方案，使得對殘留在蔬菜、水果等農產品上的農藥殲毒進行分析檢測非常方便快捷和準確、操作簡便。
圖1本發明的流程圖。
圖2本發明的電路部分的原理框圖。
圖3本發明的單片機電路圖。
圖4本發明的電源電路圖。
圖5本發明的時鐘晶片電路圖。
圖6本發明的串口電路圖。
圖7本發明的LCD控制電路圖。
圖8本發明的IXD接口電路圖。
圖9本發明的光電倍增管電路圖。
圖10本發明的放大電路圖。
圖11本發明的SD卡電路圖。
具體實施例方式參見圖1，由於大部分農藥是由有機磷農藥、氨基甲酸酯類及部分目前已禁用的有機氯類等農藥單獨或復配製成的，包括有機磷類的甲拌磷、內吸磷、對硫磷、敵百蟲、樂果、 敵敵畏；有機氯類的狄氏劑、異狄氏劑、滴滴涕、氯丹等。將含有以上各類農藥產品的蔬菜、 水果的樣品切碎，加入IOml超純水通過進樣閥與加入2ml的室溫離子液體正丁基_3_甲基咪唑四氟硼酸混合，對樣品進行富集和提取，得到提取液經過分離柱分離，分離液與3ml氧化劑魯米諾-過氧化氫體系引發化學發光反應產生強烈的發光現象，產生的光信號通過光電倍增管電路實現光電轉換，由放大電路對輸入電信號放大，進入單片機電路的單片機，運用數據融合和智能優化技術，用C語言編程實現對數據的分析、辨識，與單片機中存有的數十種常見農藥的相關參數資料庫通過比對的方式智能地分析、辨識待測果蔬樣品中的農藥殘毒種類及溶度，再將分析結果經LCD控制電路後在LCD接口電路中的彩屏上顯示。參見圖2，本發明的電路部分包括單片機電路、電源電路、時鐘晶片電路、串口電路、LCD控制電路、LCD接口電路、放大電路、光電倍增管電路和SD卡電路，電源電路提供各電路電源，單片機電路與時鐘晶片電路、串口電路、LCD控制電路、放大電路和SD卡電路連接，LCD接口電路與LCD控制電路連接，光電倍增管電路和放大電路連接。農藥殘毒溶液經提取、分離後與氧化劑引發化學發光反應產生強烈的發光現象， 產生的光信號通過光電倍增管電路實現光電轉換，經放大電路輸入單片機電路，單片機電路中存有數十種常見農藥的相關參數資料庫，通過比對的方式智能化地分析待測果蔬樣品中的農藥殘毒種類及濃度，再將分析結果經LCD控制電路輸入LCD接口電路在晶片Al上顯示。通過時鐘晶片電路、串口電路為掉電保護電源提供可編程的充電功能，並且可以關閉充電功能。SD卡與單片機連接後，可以將採樣信息和農藥樣品對比庫全部存儲在可以熱插拔的SD卡中，實現農藥殘毒樣品對比庫的更新升級。參見圖3，單片機電路包括單片機A2、晶振Y2、電阻R22和電容C17-C19，電阻R22 和電容C19的一端與單片機A2的31腳連接，電容C19的另一端接電源VCC，電容C17、晶振 Y2的一端接單片機A2的3腳，電容C18的一端和晶振Y2的另一端接單片機A2的4腳，單片機A2的觀腳接電壓VCC，電阻R22、電容C17、C18的另一端和單片機A2的12腳共同接地。A2為宏晶科技公司的STC12CM10AD單片機。參見圖4，電源電路由電容C2、電解電容C1、C3、C15、C16、二極體D1、單閘開關S5、 插孔Pl和晶片U1、U7組成，插孔Pl與電池連接，單閘開關S5的一端接插孔Pl的1腳，單閘開關S5的另一端接二極體Dl的陽極，二極體Dl的陰極接電解電容C3的正極和晶片Ul 的1腳，晶片Ul的2腳與電容C2的一端、電解電容C1、C16的正極和晶片U7的1腳連接後輸出電壓VCC，晶片U7的2腳與電解電容C15的正極連接後輸出電壓VD3. 3，電容C2的另一端、電解電容C1、C3、C15、C16的負極、晶片U1、U7的3腳和插孔Pl的2腳共同接地。Ul 為MC7805T穩壓晶片，U7為HT1033穩壓晶片。參見圖5，時鐘晶片電路由電阻Rl、R20、R21、電容C4、晶振Yl和晶片U2組成，晶片U2的8腳接電阻R1、電容C4的一端，電阻Rl的另一端接電池BTl的正極，晶片U2的7 腳與電阻R20的一端和單片機A2的6腳連接，晶片U2的6腳與電阻R21的一端和單片機 A2的19腳連接，電阻R20、R21的另一端和晶片U2的1腳接電壓VCC，晶片U2的5腳接單片機A2的22腳，晶振Yl的兩端分別與晶片U2的2、3腳連接，電容C4的另一端、電池BTl 的負極和晶片U2的4腳共同接地。U2為DS1302時鐘晶片。參見圖6，串口電路由電容C5、C7-C10、晶片U3和插孔Jl組成，電容C5、C7的一端和晶片U3的16腳接電壓VCC，電容C5的另一端接晶片U3的2腳，電容C8的兩端分別接晶片U3的1、3腳，電容C9的兩端分別接晶片U3的4、5腳，電容ClO的一端接晶片U3的 6腳，晶片U3的13、14腳分別接插孔Jl的3、2腳，晶片U3的11、12腳分別與單片機A2的 1、32腳連接，電容C7、C10的另一端、晶片U3的15腳共同接地。U3為MAX232通信晶片，通過插孔Jl與上位機進行通信。參見圖7，IXD控制電路由晶片A3組成，晶片A3的11、12、14、15、16腳分別與單片機A2的5、21、20、18、17腳連接，晶片A3的1、10腳接電壓VD3. 3，晶片A3的2、3、4、5腳接 IXD接口電路，晶片A3的6腳接地。A3為ADS7843觸控螢幕晶片。參見圖8，IXD接口電路由電阻R9-R14、三極體Q1、晶片Al和接插件JPl組成，電阻R9的一端、接插件JPl的1腳和晶片Al的2、3腳接VD3.3，晶片Al的35、36腳接電壓 VCC,晶片Al的5、6、7、8腳分別接接插件JPl的20、21、22、24腳，晶片Al的4腳接接插件 JPl的19,30腳，晶片Al的9-24腳分別接接插件JPl的3-18腳，晶片Al的26-29腳分別接晶片A3的5-2腳，電阻R10、R11、R12、R13、R14的一端分別接晶片Al的30、31、32、33、34 腳，電阻RIO、RlU R12、R13、R14的另一端接三極體Ql的集電極，三極體Ql的基極和電阻 R9的另一端接接插件JPl的23腳，三極體Ql的發射極、接插件JPl的2腳和晶片Al的1、 25,37腳共同接地。Al為ILI9325觸控螢幕驅動晶片。參見圖9，光電倍增管電路由晶片TO、電阻R7、滑動變阻器R8組成，電阻R7的一端接晶片TO的2腳，電阻R7的另一端接滑動變阻器R8的一端，滑動變阻器R8的滑動端接晶片TO的3腳，晶片TO的4腳接電壓VCC，晶片TO的7腳接放大電路，滑動變阻器R8的另一端和晶片U5的5、6腳共同接地。U5為H9858晶片，芯TO的外殼上有接收光信號的孔，實現光電轉換。參見圖10，放大電路由電阻R4-R6、滑動變阻器R3、電容C14、C13和晶片TO組成， 電阻R4的一端接光電倍增管電路中晶片U5的7腳，電阻R4的另一端接電阻R5、電容C14 的一端，電阻R5的另一端接滑動變阻器R3、電容C13的一端和晶片U6的2腳，滑動變阻器 R3的滑動端、電容C13的另一端、電阻R6的一端接晶片U6的6腳，電阻R6的另一端接單片機A2的16腳，晶片U6的7腳接電壓VCC，電容C14的另一端和晶片U6的3、4腳共同接地。U6為0PA350晶片。參見圖11，SD卡電路由SD卡和電阻R25_I^9組成，SD卡的5腳和電阻R25-R29 的一端接電壓VCC，SD卡的1腳接電阻R25的另一端，SD卡的2腳和電阻R26的另一端接單片機A2的9腳，SD卡的3腳和電阻R27的另一端接單片機A2的23腳，SD卡的6腳接單片機A2的25腳，SD卡的8腳和電阻R28的另一端接單片機A2的M腳，SD卡的9腳接電阻R29的另一端，SD卡的4、7腳接地。
權利要求
1. 一種基於光電轉換法的農藥殘毒快速檢測方法，其特徵在於將2g預處理樣品切碎，加入IOmL超純水，引入進樣閥，通過加入2ml的離子液體正丁基_3_甲基咪唑四氟硼酸對樣品進行富集和提取，得到提取液經過分離柱分離，分離液與3ml氧化劑魯米諾-過氧化氫體系發生化學發光反應，經光電倍增管電路實現光電轉換，由放大電路對輸入電信號放大，進入單片機電路，與單片機內儲存的資料庫對數據進行分析、辨識，將分析結果經LCD 控制電路後在IXD接口電路中的彩屏上顯示。
全文摘要
一種基於光電轉換法的農藥殘毒快速檢測方法，屬於食品農藥殘毒檢測方式技術領域。特點將2g預處理樣品切碎，加入10mL超純水，引入進樣閥，通過加入2ml的離子液體正丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸對樣品進行富集和提取，得到提取液經過分離柱分離，分離液與3ml氧化劑魯米諾-過氧化氫體系發生化學發光反應，經光電倍增管電路實現光電轉換，由放大電路對輸入電信號放大，進入單片機電路，與單片機內儲存的資料庫對數據進行分析、辨識，將分析結果經LCD控制電路後在LCD接口電路中的彩屏上顯示。優點由於採用了以上技術方案，使得對殘留在蔬菜、水果等農產品上的農藥殲毒進行分析檢測非常方便快捷和準確、操作簡便。
文檔編號G01N21/76GK102426167SQ20111026749
公開日2012年4月25日 申請日期2011年9月10日 優先權日2011年9月10日
發明者徐本連, 朱培逸, 李鑫, 毛麗民, 高珏 申請人:常熟理工學院