本發(fā)明涉及電化學發(fā)光檢測技術，尤其涉及一種基于手機音頻口激發(fā)的電化學發(fā)光生化檢測平臺及方法。

背景技術：

電化學發(fā)光技術是一種很成熟的分析技術，它具有靈敏度高、儀器設備簡單、結果易觀察等特點，在生物檢測領域應用廣泛。目前---同時結合手機，將檢測設備小型化、便攜化，大大提高了檢測系統(tǒng)的移動性和便攜性，降低研發(fā)成本。目前也未見到文獻報道基于手機的電化學發(fā)光檢測系統(tǒng)。尼古丁是一種液態(tài)生物堿，占煙草中生物堿總量的98％。此外，尼古丁具有劇毒性，可引起人體中風、腎功能衰竭和肺癌等多種疾病。阿托品則是一種具有藥用價值的生物堿，可用于痙攣、有機農藥中毒以及心跳過緩等病癥的治療。因此，實現(xiàn)對尼古丁和阿托品的靈敏測定在臨床診斷和藥品分析等領域都具有十分重要的價值。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術的不足，提供一種基于手機音頻口激發(fā)的電化學發(fā)光生化檢測平臺及方法。

本發(fā)明的目的是通過以下技術方案來實現(xiàn)的：一種基于手機音頻口激發(fā)的電化學發(fā)光生化檢測平臺，它包括手機、耳機線、獲能電路和電化學發(fā)光反應系統(tǒng)；所述手機包括音頻口插口和攝像頭；耳機線與手機音頻口插口相連；耳機線內部分為四根子線，分別為：左聲道線、右聲道線、麥克風線和地線；通過手機在音頻口插口處產生電壓激勵，左聲道線和地線均與獲能電路的線圈相連，作為獲能電路的電壓輸入；線圈的輸出依次連接由四個場效應管組成的整流橋和穩(wěn)壓二極管，穩(wěn)壓二極管的輸出電壓和地線通過兩個連接線與電化學發(fā)光反應系統(tǒng)相連，作為電化學發(fā)光反應的電壓激勵；所述電化學發(fā)光反應系統(tǒng)包括兩片ito導電電極和銅膠帶，ito導電電極材料為普通玻璃上貼附一層導電的氧化銦錫薄膜；待測樣品置于兩片ito導電電極兩個導電面之間。

進一步地，所述手機的界面設置開始按鈕、激勵頻率按鈕、激勵強度按鈕和成像區(qū)域；通過開始按鈕，音頻口插口產生電壓激勵；通過激勵頻率按鈕對電壓激勵的頻率進行調節(jié)；通過激勵強度按鈕對電壓激勵的強度進行調節(jié)；通過攝像頭拍照將反應的圖片顯示在成像區(qū)域。

進一步地，通過手機在音頻口插口產生1.8v的交流電壓激勵，通過左聲道線和地線，經過1:25的升壓線圈進行升壓，再通過場效應管組成的整流橋將交流電整流成直流電，最后通過穩(wěn)壓二極管輸出更高的電壓激勵，作為電化學發(fā)光反應系統(tǒng)的電壓激勵。

進一步地，通過控制手機音頻口的電壓激勵強度和激勵頻率來調控電化學發(fā)光反應系統(tǒng)的電壓大小，對標準樣品進行電化學發(fā)光實驗，并將檢測的結果進行發(fā)光強度的對比，將發(fā)光強度最大時對應的最小電壓為最優(yōu)電壓。

一種利用上述平臺進行電化學發(fā)光生化檢測的方法，該方法包括以下步驟：

(1)檢測標準樣品：配置不同濃度梯度的標準樣品溶液。

(2)獲取發(fā)光強度值：將整個反應體系置于暗室條件下，然后將標準樣品滴在下方ito導電電極的導電面，并與另一片ito導電電極的導電面接觸，由于溶液的表面張力，溶液會均勻覆蓋ito導電電極而兩片電極之間不接觸；通過手機在音頻口插口產生的電壓激勵經過獲能電路的放大并作用于電化學發(fā)光反應系統(tǒng)，反應產生發(fā)光現(xiàn)象由攝像頭捕捉，并由手機顯示并計算發(fā)光強度值；

(3)建立標準樣品濃度－發(fā)光強度的標準曲線：使用電化學發(fā)光平臺重復步驟2的測量過程，直至完成所有濃度梯度的標準樣品的測量，得到不同濃度下的發(fā)光強度值；每個濃度重復測量若干次，建立標準樣品濃度－發(fā)光強度的標準曲線。

(4)將待測溶液重復步驟2的測量過程，得到發(fā)光強度，帶入步驟3建立的標準曲線，得到待測溶液的濃度。

本發(fā)明相對于現(xiàn)有的電化學發(fā)光檢測系統(tǒng)具有以下有益效果：本發(fā)明提供了一種基于手機音頻口激發(fā)的電化學發(fā)光生化檢測平臺，可實現(xiàn)對尼古丁、阿托品等生物藥劑的檢測。采用移動終端作為裝置控制、分析以及顯示的平臺，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的電壓激勵施加方式，大大簡化了檢測裝置的設計和成本，提高了裝置的便攜性，克服了商用儀器價格昂貴、體積龐大、不便于推廣應用等缺點。電化學發(fā)光技術本身具有靈敏度高、反應穩(wěn)定、實驗設計簡單等特點，結合手機作為其移動終端，使得本發(fā)明具有使用過程簡單、成本低廉、便于攜帶等優(yōu)點。根據(jù)以上優(yōu)點，本發(fā)明的平臺可廣泛用于電化學發(fā)光技術方面的檢測。

附圖說明

圖1是本發(fā)明所使用手機的界面展示圖；

圖2是本發(fā)明電化學發(fā)光檢測系統(tǒng)的整體框架圖；

圖3是本發(fā)明獲能電路各電路模塊示意圖；

圖4是本發(fā)明手機產生電壓激勵的各優(yōu)化值；

圖5是本發(fā)明待測物三丙胺在不同濃度梯度下的發(fā)光強度圖；

圖6是本發(fā)明三丙胺的濃度線性梯度圖；

圖7是本發(fā)明待測物尼古丁在不同濃度梯度下的發(fā)光強度圖；

圖8是本發(fā)明尼古丁的濃度線性梯度圖；

圖9是本發(fā)明待測物阿托品在不同濃度梯度下的發(fā)光強度圖；

圖10是本發(fā)明阿托品的濃度線性梯度圖；

圖中，手機1、耳機線2、獲能電路3、連接線4、電化學發(fā)光系統(tǒng)5、待測溶液6、音頻口插口11、攝像頭12、成像區(qū)域13、激勵頻率按鈕14、激勵強度按鈕15、開始按鈕16、左聲道線21、右聲道線22、麥克風線23、地線24、線圈31、p型場效應管32、n型場效應管33、穩(wěn)壓二極管34、ito導電電極51、銅膠帶52、待測樣品53。

具體實施方式

以下結合附圖及具體實施例對本發(fā)明作詳細描述，但并不是限制本發(fā)明。

如圖1、2所示，本發(fā)明提供的一種基于手機音頻口激發(fā)的電化學發(fā)光生化檢測平臺，包括：手機1、耳機線2、獲能電路3和電化學發(fā)光反應系統(tǒng)5；所述手機1包括音頻口插口11和攝像頭12；耳機線2與手機1音頻口插口11相連；耳機線內部分為四根子線，分別為：左聲道線21、右聲道線22、麥克風線23和地線24；如圖3所示，通過手機1在音頻口插口11處產生電壓激勵，左聲道線21和地線24均與獲能電路3的線圈31相連，作為獲能電路3的電壓輸入；線圈31的輸出依次連接由四個場效應管組成的整流橋和穩(wěn)壓二極管34，穩(wěn)壓二極管34的輸出電壓和地線通過兩個連接線4與電化學發(fā)光反應系統(tǒng)5相連，作為電化學發(fā)光反應的電壓激勵，四個場效應管包括兩個p型場效應管32和兩個n型場效應管33；所述電化學發(fā)光反應系統(tǒng)5包括兩片ito導電電極51和銅膠帶52，ito導電電極51材料為普通玻璃上貼附一層導電的氧化銦錫薄膜；待測樣品53置于兩片ito導電電極51兩個導電面之間。

進一步地，如圖1所示，所述手機1的界面設置開始按鈕16、激勵頻率按鈕14、激勵強度按鈕15和成像區(qū)域13；通過開始按鈕16，音頻口插口11產生電壓激勵；通過激勵頻率按鈕14對電壓激勵的頻率進行調節(jié)；通過激勵強度按鈕15對電壓激勵的強度進行調節(jié)；通過攝像頭12拍照將反應的圖片顯示在成像區(qū)域13。

進一步地，通過手機1在音頻口插口11產生1.8v的交流電壓激勵，通過左聲道線21和地線24，經過1:25的升壓線圈31進行升壓，再通過場效應管組成的整流橋將交流電整流成直流電，最后通過穩(wěn)壓二極管34輸出更高的電壓激勵，作為電化學發(fā)光反應系統(tǒng)5的電壓激勵。

進一步地，通過控制手機1音頻口的電壓激勵強度和激勵頻率來調控電化學發(fā)光反應系統(tǒng)5的電壓大小，對標準樣品進行電化學發(fā)光實驗，并將檢測的結果進行發(fā)光強度的對比，將發(fā)光強度最大時對應的最小電壓為最優(yōu)電壓。

一種上述平臺進行電化學發(fā)光生化檢測的方法，該方法包括以下步驟：

(1)檢測標準樣品：配置不同濃度梯度的標準樣品溶液。

(2)獲取發(fā)光強度值：將整個反應體系置于暗室條件下，然后將標準樣品滴在下方ito導電電極51的導電面，并與另一片ito導電電極51的導電面接觸，由于溶液的表面張力，溶液會均勻覆蓋ito導電電極51而兩片電極之間不接觸；通過手機1在音頻口插口11產生的電壓激勵經過獲能電路3的放大并作用于電化學發(fā)光反應系統(tǒng)5，反應產生發(fā)光現(xiàn)象由攝像頭12捕捉，并由手機1顯示并計算發(fā)光強度值；

(3)建立標準樣品濃度－發(fā)光強度的標準曲線：使用電化學發(fā)光平臺重復步驟2的測量過程，直至完成所有濃度梯度的標準樣品的測量，得到不同濃度下的發(fā)光強度值；每個濃度重復測量若干次，建立標準樣品濃度－發(fā)光強度的標準曲線。

(4)將待測溶液重復步驟2的測量過程，得到發(fā)光強度，帶入步驟3建立的標準曲線，得到待測溶液的濃度。

實施例

本實施例中，采用ito導電電極51的長寬高分別為5cm*3cm*0.7mm，應用本發(fā)明平臺對三丙胺、尼古丁和阿托品進行檢測的步驟如下：

(1)對手機1進行軟件編程，實現(xiàn)音頻口產生電壓激勵，通過對手機1界面進行控制，通過激勵頻率按鈕14對電壓激勵的頻率進行調節(jié)，通過激勵強度按鈕15對電壓激勵的強度進行調節(jié)，并通過攝像頭12拍照將反應的圖片顯示在成像區(qū)域13；

(2)手機音頻口可以產生1.8v的交流電壓激勵，通過左聲道線21和地線24，經過1:25的升壓線圈31進行升壓，再通過場效應管32、33組成的整流橋將交流電整流成直流電，最后通過穩(wěn)壓二極管34輸出更高的電壓激勵，作為電化學發(fā)光反應系統(tǒng)5的電壓激勵；

(3)最優(yōu)電壓值的確定：通過控制手機1音頻口的電壓激勵強度和激勵頻率來調控電化學發(fā)光反應系統(tǒng)5的電壓大小，對標準樣品進行電化學發(fā)光實驗，并將檢測的結果進行發(fā)光強度的對比，然后將發(fā)光強度最大時對應的最小電壓為最優(yōu)電壓，如圖4所示。

(4)檢測標準樣品：配置0.1μm,1μm,5μm,10μm,10μm,50μm,100μm,1000μm的7個濃度梯度的標準樣品溶液，將整個反應體系置于暗室條件下，然后將標準樣品滴在下方ito導電電極51的導電面，并與另一片ito導電電極51的導電面接觸，由于溶液的表面張力，溶液會均勻覆蓋ito導電電極51而兩片電極之間不接觸；當點擊手機界面的開始按鈕16，音頻口產生的電壓激勵經過獲能電路3的放大并作用于電化學發(fā)光反應系統(tǒng)5，反應產生發(fā)光現(xiàn)象由攝像頭12捕捉，并由手機1計算并顯示，如圖5，7，9所示；

(5)如圖6，8，10所示，建立標準樣品濃度－發(fā)光強度的標準曲線：使用電化學發(fā)光平臺重復步驟4的測量過程，直至完成7個濃度梯度的標準樣品的測量，得到不同濃度下的發(fā)光強度值；每個濃度重復測量5次，其中，三丙胺濃度與發(fā)光強度的關系曲線y＝30.30×log(x)+34.30，尼古丁濃度與發(fā)光強度的關系曲線y＝30.92×log(x)+14.54，阿托品濃度與發(fā)光強度的關系曲線y＝29.90×log(x)+25.27；x分別為三丙胺、尼古丁和阿托品的濃度，y為發(fā)光強度的灰度值；

(6)檢測未知三丙胺、尼古丁溶液和阿托品溶液的濃度：將待測溶液重復步驟4的測量過程，得到發(fā)光強度，帶入步驟5的曲線公式，計算得到待測溶液的濃度，實現(xiàn)對三丙胺、尼古丁和阿托品的濃度檢測。