檢測(cè)貝類大田軟海綿酸毒素的便攜式分析系統(tǒng)設(shè)計(jì).pdf

1、良好的海洋環(huán)境無(wú)疑能為國(guó)家的發(fā)展帶來(lái)便利，但隨著工業(yè)和社會(huì)的發(fā)展，海洋的污染問題日益加劇，引發(fā)了一系列生態(tài)和經(jīng)濟(jì)問題。因此，實(shí)現(xiàn)對(duì)海洋環(huán)境的定期監(jiān)測(cè)十分必要。貝類水產(chǎn)品作為重要的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)物，受海洋污染的影響，時(shí)有貝類毒素超標(biāo)的情況發(fā)生，可能導(dǎo)致食物中毒和貿(mào)易損失:其中大田軟海綿酸毒素(OA)在我國(guó)的分布廣泛，危害較大。但傳統(tǒng)的大田軟海綿酸檢測(cè)方法專業(yè)性強(qiáng)，檢測(cè)周期長(zhǎng)，且實(shí)驗(yàn)室遠(yuǎn)離海岸線，無(wú)法滿足現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)的需要。所以，實(shí)現(xiàn)對(duì)大田軟海綿酸毒素

2、的便攜式檢測(cè)將極大地改善以上問題。
　　本文設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了用于大田軟海綿酸毒素的便攜式分析系統(tǒng)，包括貝類樣品便攜式前處理系統(tǒng)和基于智能手機(jī)的便攜式檢測(cè)系統(tǒng)。首先對(duì)海洋環(huán)境的現(xiàn)狀以及污染情況進(jìn)行了簡(jiǎn)要介紹，并介紹了與貝類毒素相關(guān)的背景知識(shí)，以及相應(yīng)的富集與檢測(cè)方法;然后分別從需求分析和系統(tǒng)設(shè)計(jì)對(duì)分析系統(tǒng)進(jìn)行了介紹;最后對(duì)儀器的相關(guān)性能指標(biāo)進(jìn)行了測(cè)定，通過貝肉的加標(biāo)樣品和實(shí)際樣品對(duì)分析系統(tǒng)進(jìn)行了驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)。該系統(tǒng)可應(yīng)用于大田軟海綿酸毒素的

3、現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)，為海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)和檢驗(yàn)檢疫提供了新的方法，有利于更好地監(jiān)測(cè)海洋環(huán)境。
　　論文完成的主要工作和創(chuàng)新點(diǎn)如下:
　　1、完成了貝肉樣品大田軟海綿酸毒素的便攜式現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)前處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)
　　為了減小因?qū)嶒?yàn)操作習(xí)慣對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果帶來(lái)的影響，提高現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)時(shí)貝肉樣品的前處理效率，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了便攜式前處理系統(tǒng)。依據(jù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)并結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)需求，確定了前處理流程;依據(jù)確定下的前處理流程，為每個(gè)前處理操作設(shè)計(jì)了相對(duì)應(yīng)功能模塊，并由微控制

4、器進(jìn)行控制;設(shè)計(jì)了上位機(jī)控制軟件并定義通信協(xié)議，用戶可從用戶端實(shí)現(xiàn)對(duì)前處理系統(tǒng)各模塊的工作控制并了解當(dāng)前前處理系統(tǒng)的工作狀態(tài)。最后測(cè)試了前處理系統(tǒng)的性能指標(biāo)，結(jié)果表明由前處理系統(tǒng)處理的貝肉樣品中OA的回收率與手工前處理一致，當(dāng)貝肉樣品中OA的加標(biāo)濃度為80μg/kg時(shí)，儀器的回收率為90.8％。
　　2、完成了基于智能手機(jī)結(jié)合ELISA方法的OA現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)
　　基于智能手機(jī)的集合ELISA試劑盒檢測(cè)系統(tǒng)提供了實(shí)現(xiàn)了OA

5、的光學(xué)檢測(cè)方法，提供了恒溫環(huán)境供試劑盒的孵育，實(shí)現(xiàn)ELISA試劑盒的檢測(cè)。在檢測(cè)系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)中，包含了適用于多孔板的結(jié)構(gòu)、窄帶光源和溫控系統(tǒng)。結(jié)合智能手機(jī)檢測(cè)軟件，通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了檢測(cè)系統(tǒng)與酶標(biāo)儀之間的一致性，同時(shí)也完成了對(duì)加標(biāo)樣品和實(shí)際樣品中OA含量的檢測(cè)，通過計(jì)算可以得出檢測(cè)系統(tǒng)的檢測(cè)下限為0.196μg/L，準(zhǔn)確度誤差不超過10％，精密度為5％。
　　3、完成了基于智能手機(jī)的多孔板圖像識(shí)別檢測(cè)算法及數(shù)據(jù)通訊
　　設(shè)計(jì)了

6、智能手機(jī)的檢測(cè)軟件，通過ELISA試劑盒的顯色反應(yīng)進(jìn)行檢測(cè)。使用手機(jī)的攝像頭拍攝反應(yīng)終止時(shí)刻的多孔板圖像，根據(jù)溶液的顏色的互補(bǔ)色選擇合適的顏色通道并分割多孔板圖像進(jìn)行分析。在使用空白校準(zhǔn)去除背景干擾后，可以根據(jù)一系列濃度的OA標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)溶液建立標(biāo)定曲線，利用標(biāo)定曲線對(duì)未知樣品中OA的濃度進(jìn)行計(jì)算和分析。所得的結(jié)果以文檔格式保存在手機(jī)內(nèi)，并通過郵件的方式進(jìn)行遠(yuǎn)程分享和歸檔。
　　4、完成了對(duì)加標(biāo)貝肉樣品和實(shí)際貝肉樣品中OA含量的檢測(cè)<