本發(fā)明涉及一種全自動小麥粉理化特性檢測裝置，具體來說涉及一種全自動沉降值測定儀及可溶指數(shù)測定方法。

背景技術(shù)：

小麥沉降值是反映面筋蛋白質(zhì)數(shù)量及質(zhì)量的一個綜合指標(biāo)。沉降值越大，表明面筋強度越大。目前沉降值的測定根據(jù)測定時所采用溶劑的不同，被分為兩種測定方法，即Zeleny沉降值和SDS沉降值，這兩種方法均被列為AACC標(biāo)準(zhǔn)方法和我國國家標(biāo)準(zhǔn)。Zeleny沉降值是Zeleny于1947年首先提出的，其原理是：將待檢小麥在規(guī)定的粉碎和篩分條件下制成的試驗面粉，懸浮于含有異丙醇的弱酸性乳酸水溶液中，在振蕩中異丙醇使蛋白質(zhì)與其它成份分離，促使蛋白質(zhì)水化作用。經(jīng)固定時間的振蕩和靜止后，測定由于面粉顆粒沉降所形成的沉積物的體積，其被測物為面粉。沉降值的大小因小麥中面筋蛋白質(zhì)的水合率和水合能力的大小而不同。SDS沉降值是Axford等(1979)提出的，其原理是：小麥在規(guī)定的粉碎和篩分條件下制粉，后制成十二烷基硫酸鈉(SDS)懸乳液，經(jīng)固定時間的振搖和靜止后，懸浮液中的面粉面筋與表面活性劑SDS結(jié)合，在酸的作用下發(fā)生膨脹，形成絮狀沉積物，然后測定沉積物的體積，其被測物為全麥粉或面粉。尤其適于對育種的早期世代材料進行品質(zhì)評價，因此，自SDS沉降試驗問世以來，在全世界的很多小麥育種計劃中得到廣泛應(yīng)用。

傳統(tǒng)的小麥沉降值測定方法為人工方法，即用3.2～6克小麥粉樣置于帶刻度的100mL特制具塞量筒內(nèi)，加入50mL溴酚藍水溶液（或SDS溶液），用秒表計時，手搖15秒停止振搖靜置到2分鐘時，再振搖15秒并靜置至4分鐘再加入50mLSDS乳酸混合液振搖15秒并豎直靜置。開始計時，到時間（Zeleny沉降值5分鐘，SDS沉降值是全麥粉20分鐘、小麥粉即面粉40分鐘）后，依據(jù)量筒刻度尺讀出數(shù)值，記錄作為結(jié)果。該方法屬人工計時，手工振搖操作，目視測量，結(jié)果誤差大、精度低、操作復(fù)雜，多個樣品不能同時測量，還受實驗室溫度、人為因素、振動、具塞量筒管內(nèi)徑、清潔度、放置位置等多種因素的影響，結(jié)果的準(zhǔn)確性無法充分保證，且檢測所需時間長，不利于育種品質(zhì)的判斷。因此實現(xiàn)小麥沉降值檢測自動化迫在眉睫。

上世紀(jì)80年代北京農(nóng)業(yè)大學(xué)（現(xiàn)中國農(nóng)業(yè)大學(xué)）仿制德國布拉斑德振搖器代替了手工振搖，振搖角度和頻率固定；90年代末鄭州良源分析儀器有限公司研制了LYZY-1、LYZY-2型沉降值測定儀，振搖角度和頻率可調(diào)，提高了振搖的測試范圍和精度，沉降后沉積物體積數(shù)值仍為目測讀出。近幾年來，小麥沉降值的測定在小麥育種上的意義顯得更為重要的，所以農(nóng)業(yè)育種科研部門和大專院校采用了LYZY-2型沉降值測定儀。

目前，國內(nèi)對小麥粉沉降值的測定方式主要有LYZY-2型沉降值測定儀和中國農(nóng)業(yè)大學(xué)振搖器都統(tǒng)一了具塞量筒管內(nèi)徑、高度，振搖頻率和角度等環(huán)節(jié)，沉降液面觀測靠目測記錄，自動化水平低。對于小麥育種者而言，無論是測量精度還是測量效率都已經(jīng)無法適合現(xiàn)代科技的發(fā)展要求，因此，開發(fā)測量精度和自動化程度較高的、適用于大批量檢測的新型全自動化沉降值測定儀器裝置，是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)和食品科學(xué)技術(shù)發(fā)展必需。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

目前國標(biāo)通用的、AACC56-63、AACC56-70方法和我國國標(biāo)GB/T 21119-2007、GB/T 15685-2011都是沿用振搖器，由于用粉樣量多，沉降時放置室溫自然沉降，目視觀察時間長，受粉樣壓積的影響大，而且受室溫及其它很多人為因素的影響，同一樣品不同實驗室測定結(jié)果有較大偏差。為了標(biāo)準(zhǔn)化小麥粉沉降率操作，減少影響因素，同時縮短檢測時間，本發(fā)明采用儀器自動化計時，微機自動控制定時掃描檢測沉降界面的位置的原理來檢測沉降值，并以時間與沉降界面的位置計算出沉降速率，提高測量速度與精度，使大批量的育種篩選工作變得快捷，使得沉降速率的測定變得容易了，測定的工作量大大減少，不僅可用于沉降值測定，配合離心部件即可用于小麥粉溶劑保持力(SRC)測定，即構(gòu)成為全自動小麥粉溶劑保持力(SRC)檢測儀。其檢測結(jié)果不受溫度、人為因素、振動、具塞量筒管內(nèi)徑等因素干擾，提高了小麥粉沉降值的檢測精確度，同時還測定了與小麥蛋白質(zhì)聚合體關(guān)系密切的沉降速率，且與電泳法的結(jié)果相關(guān)性很好。

本發(fā)明的全自動沉降值測定儀，包括專用沉降管、管架、多通道快速移液加液槍、沉降管快速加塞機構(gòu)、定時振蕩機構(gòu)、檢測系統(tǒng)、控制及數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)；專用沉降管放置在管架上，多通道快速移液加液槍用于對專用沉降管進行加液，沉降管快速加塞機構(gòu)用于對專用沉降管進行加塞密封，沉降管快速加塞機構(gòu)設(shè)在管架上方，定時振蕩機構(gòu)用于對專用沉降管進行振蕩，管架安裝在定時振蕩機構(gòu)上，檢測系統(tǒng)分為沉降界面測試系統(tǒng)和上清液的散射光強度測試系統(tǒng)，沉降界面測試系統(tǒng)用于測量專用沉降管中沉降界面位置；上清液的散射光強度測試系統(tǒng)用于測定專用沉降管中沉降上清液的散射光強度，定時振蕩機構(gòu)和檢測系統(tǒng)分別與控制及數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)連接。

所述專用沉降管為5~50mL帶刻度玻璃或透明塑料試管，沉降管高度為100~200mm，沉降管內(nèi)徑為5.00~10.00mm±0.02mm，上下誤差小于2％，沉降管最小刻度為0.1~0.01mL。

所述多通道快速移液加液槍上設(shè)有多個槍頭，每個槍頭一側(cè)均設(shè)有連接板，連接板上設(shè)有小孔，槍頭另一側(cè)設(shè)有卡板，卡板下端設(shè)有卡口，卡板的位置高于連接板，卡口為箭頭型或Y型或U型卡口，多個槍頭通過卡口連接成一排。

所述沉降管快速加塞機構(gòu)是沉降管自動快速加塞機構(gòu)，包括內(nèi)部設(shè)有復(fù)位彈簧的牽引電磁鐵和試管口壓緊板，試管口壓緊板位于管架正上方，試管口壓緊板包括上壓緊板和下壓緊板，上壓緊板和下壓緊板之間設(shè)有多個彈簧，牽引電磁鐵和上壓緊板固定連接，下壓緊板底部設(shè)有彈性的硅膠板。

所述沉降管快速加塞機構(gòu)是沉降管手動快速加塞機構(gòu)，包括固定板和試管口壓緊板，試管口壓緊板位于管架正上方，試管口壓緊板包括上壓緊板和下壓緊板，上壓緊板和下壓緊板之間設(shè)有多個彈簧，固定板和上壓緊板之間設(shè)有多個復(fù)位彈簧，下壓緊板上設(shè)有2個手拉環(huán)，下壓緊板底部設(shè)有彈性的硅膠板。

所述定時振蕩機構(gòu)包括搖擺盤、搖擺盤旋轉(zhuǎn)支架、搖擺桿和角度調(diào)節(jié)器，搖擺盤鉸接在搖擺盤旋轉(zhuǎn)支架上，搖擺盤上固定安裝管架，搖擺桿垂直固定在搖擺盤上，搖擺桿上設(shè)有條形孔，角度調(diào)節(jié)器包括刻度驅(qū)動盤、帶驅(qū)動軸的小板和滾花螺桿，驅(qū)動軸穿過條形孔，刻度驅(qū)動盤上設(shè)有角度限位凹口，小板一端鉸接在刻度驅(qū)動盤上，另一端通過滾花螺桿固定在角度限位凹口上，刻度驅(qū)動盤與高精度步進電機連接。

所述定時振蕩機構(gòu)包括往復(fù)振蕩支架、滑槽往復(fù)運動桿和電控驅(qū)動的直線步進電機，往復(fù)振蕩支架為2個，2個往復(fù)振蕩支架之間通過滑槽往復(fù)運動桿連接，滑槽往復(fù)運動桿垂直安裝在滑軸上，滑軸與直線步進電機相連，每個往復(fù)振蕩支架上均安裝沉降管架固定板，沉降管架固定板上端與往復(fù)振蕩支架鉸接，沉降管架固定板下端通過蝶型螺母與帶有刻度的弧形角度調(diào)節(jié)器固定連接，管架通過定位銷固定在沉降管架固定板上。

所述沉降界面測試系統(tǒng)包括移動板，移動板上設(shè)有多個與專用沉降管相配合的U型槽，移動板上設(shè)有紅外線發(fā)射器和紅外線接收器，紅外線發(fā)射器和紅外線接收器分別設(shè)在U型槽相對兩側(cè)壁上，移動板滑動設(shè)在垂直導(dǎo)軌上，移動板與同步帶連接，同步帶連接步進電機。

所述沉降界面測試系統(tǒng)包括CCD掃描器或CCD數(shù)碼相機、信號采集系統(tǒng)、分析處理系統(tǒng)和數(shù)據(jù)結(jié)果存儲系統(tǒng)組成，信號采集系統(tǒng)和分析處理系統(tǒng)分別與CCD掃描器或CCD數(shù)碼相機連接，信號采集系統(tǒng)和分析處理系統(tǒng)連接，分析處理系統(tǒng)連接數(shù)據(jù)結(jié)果存儲系統(tǒng)。

所述上清液的散射光強度測試系統(tǒng)包括雙LED光源、2個聚光鏡、成像鏡和高分辨率彩色線陣CCD，LED光源分別從兩側(cè)通過聚光鏡射向?qū)Ｓ贸两倒?，從專用沉降管散射出的光?jīng)過成像鏡射到高分辨率彩色線陣CCD上。

所述檢測系統(tǒng)為沉降界面測試系統(tǒng)和上清液的散射光強度測試系統(tǒng)的組合系統(tǒng)，包括三個LED光源、光欄、2個聚光鏡、成像鏡和高分辨率彩色線陣CCD，其中兩個LED光源分別從兩側(cè)通過聚光鏡射向?qū)Ｓ贸两倒?，從專用沉降管散射出的光?jīng)過成像鏡射到高分辨率彩色線陣CCD上，另一個LED光源從另一側(cè)通過光欄射向?qū)Ｓ贸两倒堋?/p>

所述控制及數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)由控制器、步進電機驅(qū)動器、溫度控制系統(tǒng)、掃描控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)運算存儲器、液晶顯示屏和打印機組成，定時振蕩機構(gòu)和檢測系統(tǒng)均與控制器連接，控制器分別連接步進電機驅(qū)動器、溫度控制系統(tǒng)、掃描控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)運算存儲器、液晶顯示屏和打印機，掃描控制系統(tǒng)用于控制檢測系統(tǒng)得到沉降界面高度，數(shù)據(jù)運算存儲器用于計算沉降速度，并存儲在數(shù)據(jù)運算存儲器中。

一種基于全自動沉降值測定儀的可溶指數(shù)測定方法，包括以下步驟：

（1）取10mL專用沉降管，將0.32~0.5g小麥粉放入沉降管中；

（2）將沉降管固定在管架上，用多通道移液槍向沉降管中加入50mL溴酚藍水溶液或SDS溶液；

（3）用沉降管快速加塞機構(gòu)對沉降管進行密封；

（4）將管架安裝在定時振蕩機構(gòu)上進行振蕩處理；

（5）用沉降界面測試系統(tǒng)和上清液的散射光強度測試系統(tǒng)的組合系統(tǒng)得到酸溶性小麥蛋白質(zhì)在250 nm 處的散射光強度A_P250、酸溶性小麥多糖在350 nm 處的散射光強度A_G350和沉降上清液中膠體物質(zhì)在620 nm 處的吸光度A_S；

（6）通過可溶指數(shù)的計算公式：可溶指數(shù)CI=（A_P250-A_G350）×100/A_S。

本發(fā)明的全自動沉降值測定儀操作簡便，結(jié)果準(zhǔn)確，樣品隨時可做，方便實用，既可測出沉降值數(shù)據(jù)，又可測出沉降速率動態(tài)曲線圖，還可測定小麥粉的蛋白質(zhì)可溶指數(shù)，為小麥品質(zhì)的診斷提供了新的依據(jù)。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)框圖。

圖2是多通道快速移液加液槍的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是多通道快速移液加液槍的槍頭結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4是圖3的俯視圖。

圖5是沉降管快速加塞機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖1。

圖6是沉降管快速加塞機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖2。

圖7是定時振蕩機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖1。

圖8是定時振蕩機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖2。

圖9是沉降界面測試系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖1。

圖10是圖9的側(cè)視圖。

圖11是圖9的俯視圖。

圖12是沉降界面測試系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖2。

圖13是上清液的散射光強度測試系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖14是檢測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖與具體實施方式對本發(fā)明作進一步詳細(xì)描述。

如圖1~圖14所示的全自動沉降值測定儀，包括專用沉降管1、管架2、多通道快速移液加液槍1-1、沉降管快速加塞機構(gòu)、定時振蕩機構(gòu)、檢測系統(tǒng)、控制及數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)；專用沉降管1放置在管架2上，多通道快速移液加液槍1-1用于對專用沉降管1進行加液，沉降管快速加塞機構(gòu)用于對專用沉降管進行加塞密封，沉降管快速加塞機構(gòu)設(shè)在管架2上方，定時振蕩機構(gòu)用于對專用沉降管1進行振蕩，管架2安裝在定時振蕩機構(gòu)上，檢測系統(tǒng)分為沉降界面測試系統(tǒng)和上清液的散射光強度測試系統(tǒng)，沉降界面測試系統(tǒng)用于測量專用沉降管1中沉降界面位置；上清液的散射光強度測試系統(tǒng)用于測定專用沉降管1中沉降上清液的散射光強度，定時振蕩機構(gòu)和檢測系統(tǒng)分別與控制及數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)連接。

所述專用沉降管1為5~50mL帶刻度玻璃或透明塑料試管，沉降管高度為100~200mm，沉降管內(nèi)徑為5.00~10.00mm±0.02mm，上下誤差小于2％，沉降管最小刻度為0.1~0.01mL。

所述多通道快速移液加液槍1-1上設(shè)有多個槍頭1-2，每個槍頭1-2一側(cè)均設(shè)有連接板1-3，連接板1-3上設(shè)有小孔，槍頭1-2另一側(cè)設(shè)有卡板1-4，卡板1-4下端設(shè)有卡口1-5，卡板1-4的位置高于連接板1-3，卡口1-5為箭頭型或Y型或U型卡口，一個槍頭的卡口1-5卡在另一個槍頭的連接板1-3的小孔內(nèi)，從而使得多個槍頭連接成一排。槍頭可與多通道移液槍快速對接，結(jié)構(gòu)簡單實用，解決了槍頭插裝不緊導(dǎo)致的吸不上液體或不能準(zhǔn)確吸取液體的缺陷，而且可避免現(xiàn)有技術(shù)中由于槍頭之間間距不同引發(fā)的實驗效率降低、最終影響實驗結(jié)果的現(xiàn)象。

所述沉降管快速加塞機構(gòu)是沉降管自動快速加塞機構(gòu)，包括內(nèi)部設(shè)有復(fù)位彈簧的牽引電磁鐵2-1和試管口壓緊板2-2，試管口壓緊板2-2位于管架2正上方，試管口壓緊板2-2包括上壓緊板和下壓緊板，上壓緊板和下壓緊板之間設(shè)有多個彈簧，牽引電磁鐵2-1和上壓緊板固定連接，下壓緊板底部設(shè)有彈性的硅膠板2-3，硅膠板2-3在對應(yīng)管口的位置有凸起，能夠起到更好的密封效果。多個專用沉降管1放置在管架2上，牽引電磁鐵2-1的線圈通電時，牽引電磁鐵2-1向上運動，帶動上壓緊板和下壓緊板向上運動，開啟沉降管口，方便向沉降管加液，加完液后，牽引電磁鐵2-1的線圈斷電，牽引電磁鐵2-1在復(fù)位彈簧的作用下向下運動，使下壓緊板上的硅膠板2-3密封著沉降管口，完成沉降管自動快速加塞功能。上壓緊板和下壓緊板之間有彈簧，能夠自動調(diào)節(jié)壓緊力，下壓緊板與管架2頂板之間有足夠的空間，方便操作人員清潔每次測試后可能留在硅膠板上的殘液。

另一種沉降管快速加塞機構(gòu)是沉降管手動快速加塞機構(gòu)，包括固定板3-1和試管口壓緊板2-2，試管口壓緊板2-2位于管架正上方，試管口壓緊板2-2包括上壓緊板和下壓緊板，上壓緊板和下壓緊板之間設(shè)有多個彈簧，固定板3-1和上壓緊板之間設(shè)有多個復(fù)位彈簧，下壓緊板上設(shè)有2個手拉環(huán)3-2，下壓緊板底部設(shè)有彈性的硅膠板2-3，硅膠板2-3在對應(yīng)管口的位置有凸起，能夠起到更好的密封效果。多個沉降管放置在管架2上，向上拉動2個手拉環(huán)3-2，開啟沉降管口，方便向沉降管加液，加完液后，松開2個手拉環(huán)3-2，下壓緊板在復(fù)位彈簧的作用下使硅膠板2-3密封著沉降管口，完成沉降管手動快速加塞功能。上壓緊板和下壓緊板之間有彈簧，能夠自動調(diào)節(jié)壓緊力，下壓緊板與管架2頂板之間有足夠的空間，方便操作人員清潔每次測試后可能留在硅膠板2-3上的殘液。

所述定時振蕩機構(gòu)包括搖擺盤4-1、搖擺盤旋轉(zhuǎn)支架4-5、搖擺桿4-3和角度調(diào)節(jié)器，搖擺盤4-1鉸接在搖擺盤旋轉(zhuǎn)支架4-5上，搖擺盤4-1上固定安裝管架2，搖擺桿4-3垂直固定在搖擺盤4-1上，搖擺桿4-3上設(shè)有條形孔，角度調(diào)節(jié)器包括刻度驅(qū)動盤4-2、帶驅(qū)動軸4-6的小板4-4和滾花螺桿，驅(qū)動軸4-6穿過條形孔，刻度驅(qū)動盤4-2上設(shè)有角度限位凹口，小板4-4一端鉸接在刻度驅(qū)動盤4-2上，另一端通過滾花螺桿固定在角度限位凹口上，刻度驅(qū)動盤4-2與高精度步進電機連接，高精度步進電機連接由控制器控制轉(zhuǎn)速和開停時間。高精度步進電機帶動刻度驅(qū)動盤4-2轉(zhuǎn)動，帶驅(qū)動軸4-6的小板4-4隨之轉(zhuǎn)動，驅(qū)動軸4-6帶動搖擺桿4-3和搖擺盤4-1轉(zhuǎn)動，從而對管架2上的沉降管進行振蕩處理。松開滾花螺桿，可以將小板4-4轉(zhuǎn)動到角度限位凹口之內(nèi)的任意位置，從而調(diào)節(jié)驅(qū)動軸4-6與電機軸之間的相對位置，從而調(diào)節(jié)搖擺盤4-1的搖擺角度，角度調(diào)節(jié)范圍為10~40度，約2度一檔有級可調(diào)。

另一種定時振蕩機構(gòu)包括往復(fù)振蕩支架5-3、滑槽往復(fù)運動桿5-2和電控驅(qū)動的直線步進電機5-1，往復(fù)振蕩支架5-3為2個，2個往復(fù)振蕩支架5-3之間通過滑槽往復(fù)運動桿5-2連接，滑槽往復(fù)運動桿5-2垂直安裝在滑軸上，滑軸與直線步進電機5-1相連，每個往復(fù)振蕩支架5-3上均安裝沉降管架固定板5-4，沉降管架固定板5-4上端與往復(fù)振蕩支架5-3鉸接，沉降管架固定板5-4下端通過蝶型螺母5-5與帶有刻度的弧形角度調(diào)節(jié)器5-6固定連接，管架2通過定位銷固定在沉降管架固定板5-4上，管架2的定位孔與沉降管架固定板5-4上的定位銷配合，使管架2定位精確，夾持恰到好處，往復(fù)振蕩時快速平穩(wěn)不會漏液。直線步進電機5-1帶動滑槽往復(fù)運動桿5-2做上下直線運動，從而對沉降管進行振蕩處理。松開蝶型螺母5-5，能夠使得沉降管架固定板5-4沿著弧形角度調(diào)節(jié)器5-6轉(zhuǎn)動，從而調(diào)節(jié)沉降管架固定板5-4的傾斜角度，使得沉降管即可垂直振蕩，又可傾斜振蕩，且傾斜角度可調(diào)。角度調(diào)節(jié)范圍為0~30度，約2度一檔有級可調(diào)。定時振蕩機構(gòu)通過控制器控制轉(zhuǎn)速和開停時間。兩個往復(fù)振蕩支架5-3通過滑槽往復(fù)運動桿5-2聯(lián)接構(gòu)成平衡機構(gòu)，且有快開密封門及恒溫裝置，使之可同時振蕩兩組沉降管，具有結(jié)構(gòu)緊湊、運轉(zhuǎn)靈活、振蕩頻率和振蕩角度可調(diào)、使用方便快捷、安全可靠等特點。

直線步進電機是一種通過內(nèi)置螺桿將角位移轉(zhuǎn)換為線性運動的步進電機，由于誤差不累積，因此無論短行程還是長行程都可以保證良好精度，電機在整步、半步或微步模式下運行，精度更高，力矩更大并且運行更安靜。直線步進往復(fù)電機結(jié)構(gòu)簡單，定位精度高，反應(yīng)速度快、靈敏度高，隨動性好，工作安全可靠、壽命長。

所述沉降界面測試系統(tǒng)包括移動板6-5，移動板6-5上設(shè)有多個與專用沉降管1相配合的U型槽，移動板6-5上設(shè)有紅外線發(fā)射器6-3和紅外線接收器6-4，紅外線發(fā)射器6-3和紅外線接收器6-4分別設(shè)在U型槽相對兩側(cè)壁上，移動板6-5滑動設(shè)在垂直導(dǎo)軌6-2上，移動板6-5與同步帶6-1連接，同步帶6-1連接步進電機6-6，通過步進電機6-6、同步帶6-1使移動板6-5沿垂直導(dǎo)軌6-2上下均勻移動，對沉降管進行掃描檢測沉降界面；如果紅外線不能到達接收器，說明紅外線被高密度的沉降物阻擋，一旦紅外線能穿過沉降管上清液到達接收器，接收器的信號就引導(dǎo)檢測系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)計算界面移動的距離。通過對沉降管中沉降實際過程的記錄，以及采用非線性最小二乘擬合方法，可得蛋白質(zhì)和淀粉等大分子物質(zhì)的沉降曲線。

另一種沉降界面測試系統(tǒng)包括CCD掃描器或CCD數(shù)碼相機、信號采集系統(tǒng)、分析處理系統(tǒng)和數(shù)據(jù)結(jié)果存儲系統(tǒng)組成，信號采集系統(tǒng)和分析處理系統(tǒng)分別與CCD掃描器或CCD數(shù)碼相機連接，信號采集系統(tǒng)和分析處理系統(tǒng)連接，分析處理系統(tǒng)連接數(shù)據(jù)結(jié)果存儲系統(tǒng)。通過CCD掃描器或CCD數(shù)碼相機掃描的圖像轉(zhuǎn)化為電信號并通過分析處理系統(tǒng)得到沉降界面和沉降速度，可以達到0.01mm的精度。

所述上清液的散射光強度測試系統(tǒng)包括雙LED光源7-1、2個聚光鏡7-2、成像鏡7-3和高分辨率彩色線陣CCD7-4，LED光源7-1分別從兩側(cè)通過聚光鏡7-2射向?qū)Ｓ贸两倒?，從專用沉降管1散射出的光經(jīng)過成像鏡7-3射到高分辨率彩色線陣CCD7-4上，根據(jù) LED 的發(fā)光特性，雙LED光源7-1采用特定波長的紫色和藍色 LED 陣列作為光源，設(shè)計了適合細(xì)長沉降管檢測的光源陣列；以高分辨率彩色線陣 CCD7-4 作為探測元件采集紫光下散射光強度和藍光下散射光強度，通過USB將測定數(shù)據(jù)上傳至上位計算機，可以在 Excel文件格式存儲數(shù)據(jù)，用來計算沉降界面高度和沉降速率。

所述檢測系統(tǒng)為沉降界面測試系統(tǒng)和上清液的散射光強度測試系統(tǒng)的組合系統(tǒng)，包括三個LED光源7-1、光欄7-5、2個聚光鏡7-2、成像鏡7-3和高分辨率彩色線陣CCD7-4，其中兩個LED光源7-1分別從兩側(cè)通過聚光鏡7-2射向?qū)Ｓ贸两倒?，從專用沉降管1散射出的光經(jīng)過成像鏡7-3射到高分辨率彩色線陣CCD7-4上，另一個LED光源7-1從另一側(cè)通過光欄7-5射向?qū)Ｓ贸两倒?。間隔時間檢測樣品的沉降過程中上清液散射光強度和沉降界面高度，在上清液散射光強度測定的雙光源檢測系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增加一組細(xì)長型LED光源陣列來測定沉降界面。采用了雙光源檢測系統(tǒng)，根據(jù) LED 的發(fā)光特性，采用特定波長的紫色和藍色 LED 陣列作為光源，設(shè)計了適合細(xì)長沉降管檢測的細(xì)長型光源陣列；以高分辨率彩色線陣 CCD 作為探測元件采集紫光下散射光強度和藍光下散射光強度。沉降管上清液中直徑介于5～100納米分散的膠體粒子，在入射光的垂直方向產(chǎn)生散射光，由高分辨率彩色線陣 CCD7-4測定散射光強度；另增加一組細(xì)長型光源陣列，使通過沉降管的透射光由高分辨率彩色線陣 CCD測定透射光強度和吸光度，由于沉降界面下是不透光的膠體，所以，以一定時間間隔測定可得沉降過程中沉降速率及5分鐘、20分鐘、40分鐘時的沉降值。通過USB將測定數(shù)據(jù)上傳至上位計算機，可以在 Excel文件格式存儲數(shù)據(jù)，對存儲數(shù)據(jù)作圖得沉降曲線，也可在儀器屏幕上顯示可溶指數(shù)CI結(jié)果。

全自動化沉降值測定儀的控制及數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)由控制器、步進電機驅(qū)動器、溫度控制系統(tǒng)、掃描控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)運算存儲器、液晶顯示屏和打印機組成，定時振蕩機構(gòu)和檢測系統(tǒng)均與控制器連接，控制器分別連接步進電機驅(qū)動器、溫度控制系統(tǒng)、掃描控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)運算存儲器、液晶顯示屏和打印機，掃描控制系統(tǒng)控制檢測系統(tǒng)得到沉降界面高度，數(shù)據(jù)運算存儲器根據(jù)沉降速度（沉降速度=ΔV/ t=ΔL×πD2/4 t，式中：ΔV—沉降上清液的體積變化量；ΔL—被測量液固界面的變化量；D—沉降管的內(nèi)徑；t—界面變化的時間間隔。）計算公式計算沉降速度，并存儲在數(shù)據(jù)運算存儲器中。

當(dāng)測定溫度不為標(biāo)準(zhǔn)時，儀器可通過混合液粘度的溫度系數(shù)自動換算成在標(biāo)準(zhǔn)20℃沉降值的結(jié)果。這樣可使不同溫度條件下檢測結(jié)果具有可比性，可同時對 10 個沉降管進行測試，20或40 min 后在液晶顯示屏上顯示結(jié)果，通過打印機可自動打印報告，從而避免了傳統(tǒng)SDS法或Zeleny法的各種人為因素和不穩(wěn)定因素造成的誤差，提高沉降值結(jié)果的準(zhǔn)確性。數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的存儲器具有USB接口下載數(shù)據(jù)，無需安裝驅(qū)動程序，方便研究者使用測定結(jié)果。

小麥沉降實驗過程中，測試管的上層清液中含有少量的酸性可溶性蛋白質(zhì)(大部分為中性到堿性可溶性蛋白質(zhì))、酸性可溶性糖和酸性可溶性鹽類等。在暗室中，如果讓一束聚集的光線通過膠體溶液，則在入射光的垂直方向可看到一個發(fā)光的圓錐體，這種現(xiàn)象叫做丁達爾效應(yīng)。丁達爾效應(yīng)與分散粒子的大小及投射光線的波長有關(guān)。入射光的波長越短，散射作用越強。同時，散射光強度與粒子的濃度成正比。不同可溶物質(zhì)的最大吸收波長和散射光強度不同，為此本發(fā)明提出了可溶指數(shù)的測定方法?？扇苤笖?shù)的計算公式為：可溶指數(shù)CI=（A_P250-A_G350）×100/A_S，式中A_P250為酸溶性小麥蛋白質(zhì)在250 nm 處的散射光強度；A_G350為酸溶性小麥多糖在350 nm 處的散射光強度；A_S為沉降上清液中膠體物質(zhì)在620 nm 處的吸光度。

一種基于全自動沉降值測定儀的可溶指數(shù)測定方法，包括以下步驟：

（1）取10mL專用沉降管，將0.32~0.5g小麥粉放入沉降管中；

（2）將沉降管固定在管架上，用多通道移液槍向沉降管中加入50mL溴酚藍水溶液或SDS溶液；

（3）用沉降管快速加塞機構(gòu)對沉降管進行密封；

（4）將管架安裝在定時振蕩機構(gòu)上進行振蕩處理；

（5）用沉降界面測試系統(tǒng)和上清液的散射光強度測試系統(tǒng)的組合系統(tǒng)得到酸溶性小麥蛋白質(zhì)在250 nm 處的散射光強度A_P250、酸溶性小麥多糖在350 nm 處的散射光強度A_G350和沉降上清液中膠體物質(zhì)在620 nm 處的吸光度A_S；

（6）通過可溶指數(shù)的計算公式：可溶指數(shù)CI=（A_P250-A_G350）×100/A_S。