一種基于fret原理的便攜式檢測(cè)設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于食品水質(zhì)安全檢驗(yàn)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于FRET原理的便攜式檢測(cè)設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]我國(guó)食品安全的狀況并不樂(lè)觀，添加劑的誤用、濫用、各種工業(yè)、環(huán)境污染物的存在，水質(zhì)污染嚴(yán)重，這些都對(duì)人民群眾的身體健康帶來(lái)嚴(yán)重威脅。因此，對(duì)食品中添加劑的含量、污染水源中重金屬離子含量的檢測(cè)顯得尤為必要。
[0003]目前，市面上存在的食品安全檢測(cè)儀器是根據(jù)待測(cè)樣品的吸光度對(duì)食品中的有害物質(zhì)的濃度含量進(jìn)行檢測(cè)，無(wú)法精確測(cè)定有害物質(zhì)的種類。同樣，常用的重金屬離子檢測(cè)儀，采用的測(cè)量方法是陽(yáng)極溶出伏安法，這種方法存在著一定的局限性，如檢測(cè)的水源中含有礦物質(zhì)，可能會(huì)與水中的其它污染物發(fā)生一些化學(xué)反應(yīng)，會(huì)給用戶帶來(lái)誤判，準(zhǔn)確性低。兩種儀器的成本都較為昂貴，且無(wú)法在同一臺(tái)儀器下實(shí)現(xiàn)對(duì)食品中的添加劑和污染水源中的重金屬離子進(jìn)行檢測(cè)。因此，一種操作簡(jiǎn)便、價(jià)格低廉的多功能便攜式檢測(cè)儀，才是為日常生活提供便捷服務(wù)的最有力工具，真正被人們所需要。
[0004]焚光共振能量轉(zhuǎn)移(FluorescenceResonance Energy Transfer, FRET)是一種非輻射能量躍迀，通過(guò)分子間的電偶極相互作用，將能量從供體激發(fā)態(tài)轉(zhuǎn)移到受體激發(fā)態(tài)的過(guò)程，具體表現(xiàn)為供體熒光強(qiáng)度降低而受體熒光強(qiáng)度增強(qiáng)或猝滅。近年來(lái)，基于熒光共振能量轉(zhuǎn)移(FRET)原理的檢測(cè)手段已取得了一定的進(jìn)展，盡管仍處于實(shí)驗(yàn)室階段，且所用的檢測(cè)設(shè)備較為昂貴，成型的便攜式檢測(cè)裝置尚未出現(xiàn)，由熒光共振能量轉(zhuǎn)移技術(shù)所構(gòu)建的生物傳感器已廣泛應(yīng)用于無(wú)機(jī)離子的測(cè)定、食品藥物安全性、檢測(cè)蛋白質(zhì)分析、癌癥研宄等諸多領(lǐng)域。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型的目的在于提出一種基于FRET原理的便攜式檢測(cè)設(shè)備，解決現(xiàn)有技術(shù)存在的成本昂貴、操作復(fù)雜和準(zhǔn)確性低的問(wèn)題。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的一種基于FRET原理的便攜式檢測(cè)設(shè)備包括激光光源、聚光系統(tǒng)、樣品池、信號(hào)采集系統(tǒng)1、信號(hào)采集系統(tǒng)I1、信號(hào)檢測(cè)系統(tǒng)和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)；
[0007]所述樣品池分別與信號(hào)采集系統(tǒng)I和信號(hào)采集系統(tǒng)II連接，信號(hào)采集系統(tǒng)I和信號(hào)采集系統(tǒng)II分別與信號(hào)檢測(cè)系統(tǒng)連接，所述信號(hào)檢測(cè)系統(tǒng)與所述數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)連接；
[0008]激光光源發(fā)出的光經(jīng)聚光系統(tǒng)聚焦后照射到樣品池中，促使FRET過(guò)程發(fā)生，F(xiàn)RET體系發(fā)射出的熒光信號(hào)分別由信號(hào)采集系統(tǒng)I和信號(hào)采集系統(tǒng)II采集并轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，所述電信號(hào)輸入到信號(hào)檢測(cè)系統(tǒng)，經(jīng)信號(hào)檢測(cè)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)并輸入到數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中，所述數(shù)字信號(hào)經(jīng)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)處理獲得所測(cè)物質(zhì)的含量信息以及熒光共振能力轉(zhuǎn)移的轉(zhuǎn)化效率及誤差分析信息。
[0009]所述激光光源采用波長(zhǎng)為407nm，功率為5mW的藍(lán)紫色激光二極管。
[0010]所述聚光系統(tǒng)為平凸透鏡。
[0011]所述信號(hào)采集系統(tǒng)I包括濾光片A和硅光電池A，所述信號(hào)采集系統(tǒng)II包括濾光片B和硅光電池B。
[0012]所述濾光片A為透光范圍為532nm-655nm的高波通型濾光片，所述濾光片B采用低波通型濾光片和單通濾光片的組合，所述硅光電池A和硅光電池B的響應(yīng)波段均為300_1000nm。
[0013]所述樣品池鍍有金屬膜。
[0014]所述金屬膜為金膜或銀膜，金屬膜的厚度為50nm。
[0015]所述信號(hào)檢測(cè)系統(tǒng)包括單片機(jī)主控系統(tǒng)、電壓采集模塊和串口通信模塊；單片機(jī)主控系統(tǒng)通過(guò)電壓采集模塊接收信號(hào)采集系統(tǒng)I和信號(hào)采集系統(tǒng)II輸出的電信號(hào)并轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，所述數(shù)字信號(hào)通過(guò)串口通信模塊傳輸?shù)綌?shù)據(jù)處理系統(tǒng)。
[0016]所述數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)由數(shù)據(jù)庫(kù)和操控面板兩部分組成，操控面板控制測(cè)量過(guò)程和調(diào)用、修改數(shù)據(jù)庫(kù)，并實(shí)時(shí)檢測(cè)熒光強(qiáng)度、待測(cè)樣品濃度，將測(cè)得的濃度與國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)作對(duì)比并在濃度超標(biāo)時(shí)報(bào)警。
[0017]本實(shí)用新型的有益效果為:采用本實(shí)用新型的一種基于FRET原理的便攜式檢測(cè)設(shè)備檢測(cè)時(shí)，將檢測(cè)物質(zhì)及根據(jù)所需檢測(cè)物質(zhì)的類型選取合適的FRET體系的供受體，滴入樣品池內(nèi)，激光光源發(fā)出的光經(jīng)平凸透鏡照射在樣品上促使FRET過(guò)程發(fā)生，信號(hào)采集系統(tǒng)I和信號(hào)采集系統(tǒng)II分別對(duì)供受體光進(jìn)行采集，硅光電池A和硅光電池B將熒光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)輸入單片機(jī)主控系統(tǒng)中，最后采用數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)對(duì)經(jīng)單片機(jī)主控系統(tǒng)獲得的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行處理，獲得所測(cè)物質(zhì)的含量信息，并同時(shí)給出熒光共振能量轉(zhuǎn)移的轉(zhuǎn)化效率及誤差分析等有用信息。
[0018]本實(shí)用新型很好的彌補(bǔ)了傳統(tǒng)檢測(cè)中檢測(cè)物質(zhì)單一、檢測(cè)成本昂貴、靈敏度低、無(wú)法精確確定所檢測(cè)物質(zhì)濃度等缺點(diǎn)。本實(shí)用新型無(wú)需采用激光器作為激發(fā)光源，光譜儀或分光光度計(jì)作為檢測(cè)設(shè)備，直接將樣品的光信號(hào)轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號(hào)輸入計(jì)算機(jī)中，自動(dòng)化完成對(duì)未知樣品的測(cè)試。
[0019]本實(shí)用新型提供的一種基于FRET原理的便攜式檢測(cè)設(shè)備，結(jié)合了熒光共振能量轉(zhuǎn)移技術(shù)、光電信號(hào)的轉(zhuǎn)換與探測(cè)技術(shù)以及數(shù)字信號(hào)的處理技術(shù)，采用自行制備的量子點(diǎn)納米材料構(gòu)建FRET體系，以其熒光強(qiáng)度高、熒光壽命長(zhǎng)、穩(wěn)定性強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)，通過(guò)合理選擇試劑實(shí)現(xiàn)對(duì)食品中有害添加劑、污染水中重金屬離子等物質(zhì)含量的快速檢測(cè)。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、巧妙，操作簡(jiǎn)便、成本低廉、靈敏度高、準(zhǔn)確性高，可批量成產(chǎn)，將在食品安全檢驗(yàn)領(lǐng)域中得到長(zhǎng)足發(fā)展。
【附圖說(shuō)明】
[0020]圖1為本實(shí)用新型的一種基于FRET原理的便攜式檢測(cè)設(shè)備結(jié)構(gòu)框圖；
[0021]圖2為本實(shí)用新型的一種基于FRET原理的便攜式檢測(cè)設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖3為本實(shí)用新型的一種基于FRET原理的便攜式檢測(cè)設(shè)備的檢測(cè)流程圖；
[0023]其中:1、娃光電池B，2、濾光片B，3、樣品池，4、平凸透鏡，5、濾光片A，6、娃光電池A0
【具體實(shí)施方式】
[0024]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施方式作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0025]實(shí)施例一
[0026]參見(jiàn)附圖1和附圖2，本實(shí)用新型的一種基于FRET原理的便攜式檢測(cè)設(shè)備包括激光光源、聚光系統(tǒng)、樣品池3、信號(hào)采集系統(tǒng)1、信號(hào)采集系統(tǒng)I1、信號(hào)檢測(cè)系統(tǒng)和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)；
[0027]所述樣品池3分別與信號(hào)采集系統(tǒng)I和信號(hào)采集系統(tǒng)II連接，信號(hào)采集系統(tǒng)I和信號(hào)采集系統(tǒng)II分別與信號(hào)檢測(cè)系統(tǒng)連接，所述信號(hào)檢測(cè)系統(tǒng)與所述數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)連接；
[0028]激光光源發(fā)出的光經(jīng)聚光系統(tǒng)聚焦后照射到樣品池3中，促使FRET過(guò)程發(fā)生，F(xiàn)RET體系發(fā)射出的熒光信號(hào)分別由信號(hào)采集系統(tǒng)I和信號(hào)采集系統(tǒng)II采集并轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，所述電信號(hào)輸入到信號(hào)檢測(cè)系統(tǒng)，經(jīng)信號(hào)檢測(cè)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)并輸入到數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中，所述數(shù)字信號(hào)經(jīng)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)處理獲得所測(cè)物質(zhì)的含量信息以及熒光共振能力轉(zhuǎn)移的轉(zhuǎn)化效率及誤差分析信息。
[0029]所述激光光源采用波長(zhǎng)為407nm，功率為5mW的藍(lán)紫色激光二極管，其輸出的光經(jīng)過(guò)聚焦系統(tǒng)的平凸透鏡4聚焦后，照射在樣品池3上促使FRET過(guò)程發(fā)生。
[0030]所述聚