一种电化学生物传感器农药残留的快速检测系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种电化学检测食品安全装置，具体的说是一种电化学生物传感器农药残留的快速检测系统。一种电化学生物传感器农药残留的快速检测系统。所述的仪器支架与分析仪器之间通过数据交换串口相铰接；仪器支架底端夹持有条状生物传感器，条状生物传感器上设有仪器分析端口；仪器分析端口与微流透析膜相匹配；微流透析膜与仪器分析端口之间通过仪器升降导轨相链接。本实用新型的解决了对食品添加剂、有毒有害物质检测操作复杂，且需要花费时间长的问题，提供了一种容易制备且测试操作简单方便、灵敏度高、特异性强、响应时间短、可定量检测食品添加剂、有毒有害物质含量的微流体混合器芯片。
【专利说明】一种电化学生物传感器农药残留的快速检测系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种电化学检测食品安全装置，具体的说是一种电化学生物传感器农药残留的快速检测系统。
【背景技术】
[0002]农药残留是农药使用后一个时期内没有被分解而残留于生物体、收获物、土壤、水体、大气中的微量农药原体、有毒代谢物、降解物和杂质的总称。施用于作物上的农药，其中一部分附着于作物上，一部分散落在土壤、大气和水等环境中，环境残存的农药中的一部分又会被植物吸收。残留农药直接通过植物果实或水、大气到达人、畜体内，或通过环境、食物链最终传递给人、畜。农残剥离器可以降解水果蔬菜表面的农药残留。
[0003]而食品安全指食品无毒、无害，符合应当有的营养要求，对人体健康不造成任何急性、亚急性或者慢性危害。根据世界卫生组织的定义，食品安全是“食物中有毒、有害物质对人体健康影响的公共卫生问题”。食品安全也是探讨在食品加工、存储、销售等过程中确保食品卫生及食用安全，降低疾病隐患，防范食物中毒的一个跨学科领域。“民以食为天”，专业研究人们的日常生活关系最密切的饮食问题，其作用不可低估。食品科学与工程研究食品工业生产中所用的加工方法、过程和装置，她是食品生产工艺和设备的设计基础，涉及化学、物理、农学、生物化学、微生物学、化学工程、生化工程、机械工程、人体营养与食品卫生学、环境治理与工程等各门学科。食品科学与工程的一个重要方面是引入和运用化工单元操作，并发展形成食品工程单元操作，从而促进食品工业向大规模、连续化和自动化的方向发展。食品科学与工程的发展同化学工程、生物工程紧密相关，它的发展方向是新包装手段和装备改善食品包装技术，提高食品保藏性能和货架寿命；完善蒸煮技术、无菌包装技术；研究合理的节能装置以降低冷冻食品的成本；食品工程单元操作的最优化、自动化及计算机的应用。食品科学与工程虽然是年轻的技术学科，但她在现代社会早已成为经济发展、文明程度提高的主要标志。未来的发展趋势是借鉴基因技术的发展成果，研制出营养更加丰富、味道更加鲜美、保质期更科学的食品。
[0004]因此快速有效的检测食品中不达标的添加剂以及有毒有害的物质是目前对于整个食品安全业的重要发展课题。
【发明内容】
[0005]本实用新型的目的是提供一种电化学生物传感器农药残留的快速检测系统，从而填补目前市场中对于电化学检测食品添加剂、有毒有害物质的一些弊端。
[0006]本实用新型解决其上述的技术问题所采用以下的技术方案:一种电化学生物传感器农药残留的快速检测系统，其主要构造有:分析仪器、仪器支架、数据交换串口、仪器升降导轨、仪器分析端口、条状生物传感器、微流透析膜、条状生物传感器端口、传感器芯片、样本取样器、纳米透析板、样本吸入口、阴极端头、阳极端头、比对液渗透膜、样本比对液混合膜、微流芯片、芯片基板，所述的仪器支架与分析仪器之间通过数据交换串口相铰接；仪器支架底端夹持有条状生物传感器，条状生物传感器上设有仪器分析端口 ；仪器分析端口与微流透析膜相匹配；微流透析膜与仪器分析端口之间通过仪器升降导轨相链接；
[0007]所述的条状生物传感器其顶端设有条状生物传感器端口，底端设有样本取样器，其内部设有传感器芯片；
[0008]所述的传感器芯片是由纳米透析板复合芯片基板所组成；所述的传感器芯片与芯片基板之间依次夹有比对液渗透膜、样本比对液混合膜；
[0009]所述的芯片基板上设有二电极端头，分别为阴极端头、阳极端头；阴极端头、阳极端头分别接入于微流芯片上。
[0010]上述的仪器支架设有数据输出端口。
[0011]上述的条状生物传感器为一次性可抛材料。
[0012]本实用新型的有益效果:解决了对食品添加剂、有毒有害物质检测操作复杂，且需要花费时间长的问题，提供了一种容易制备且测试操作简单方便、灵敏度高、特异性强、响应时间短、可定量检测食品添加剂、有毒有害物质含量的微流体混合器芯片，实现了对食品添加剂、有毒有害物质含量的直接检测。本实用新型在食品工业和环境保护领域均具有十分重要的意义。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1为本实用新型一种电化学生物传感器农药残留的快速检测系统整体结构示意图。
[0014]图2为本实用新型一种电化学生物传感器农药残留的快速检测系统条状生物传感器的结构示意图。
[0015]图3为本实用新型一种电化学生物传感器农药残留的快速检测系统传感器芯片的结构示意图。
[0016]图4为本实用新型一种电化学生物传感器农药残留的快速检测系统实施例1样本注入后的电信号/时间图表。
[0017]图5为本实用新型一种电化学生物传感器农药残留的快速检测系统实施例2样本注入后的电信号/时间图表。
[0018]图6为本实用新型一种电化学生物传感器农药残留的快速检测系统实施例3样本注入后的电信号/时间图表。
[0019]图中 1-分析仪器，2-仪器支架，3-数据交换串口，4-仪器升降导轨，5-仪器分析端口，6-条状生物传感器，7-微流透析膜，8-条状生物传感器端口，9-传感器芯片，10-样本取样器，11-纳米透析板，12-样本吸入口，13-阴极端头，14-阳极端头，15-比对液渗透膜，16-样本比对液混合膜，17-微流芯片，18-芯片基板。
【具体实施方式】
[0020]下面结合附图1-6对本实用新型的【具体实施方式】做一个详细的说明。
[0021]实施例:一种电化学生物传感器农药残留的快速检测系统，其主要构造有:分析仪器1、仪器支架2、数据交换串口 3、仪器升降导轨4、仪器分析端口 5、条状生物传感器6、微流透析膜7、条状生物传感器端口 8、传感器芯片9、样本取样器10、纳米透析板11、样本吸入口 12、阴极端头13、阳极端头14、比对液渗透膜15、样本比对液混合膜16、微流芯片17、芯片基板18，所述的仪器支架2与分析仪器I之间通过数据交换串口 3相铰接；仪器支架2底端夹持有条状生物传感器6，条状生物传感器6上设有仪器分析端口 5 ;仪器分析端口5与微流透析膜7相匹配；微流透析膜7与仪器分析端口 5之间通过仪器升降导轨4相链接；
[0022]所述的条状生物传感器6其顶端设有条状生物传感器端口 8，底端设有样本取样器10，其内部设有传感器芯片9 ；
[0023]所述的传感器芯片9是由纳米透析板11复合芯片基板18所组成；所述的传感器芯片9与芯片基板18之间依次夹有比对液渗透膜15、样本比对液混合膜16 ；
[0024]所述的芯片基板18上设有二电极端头，分别为阴极端头13、阳极端头14 ;阴极端头13、阳极端头14分别接入于微流芯片17上。
[0025]所述的仪器支架2设有数据输出端口。
[0026]所述的条状生物传感器6为一次性可抛材料。
[0027]下面针对比对液渗透膜15中的比对液应用测试做出一个详细的说明:
[0028]比对液应用测试实施例1:
[0029]该方法之一是，在聚对苯二甲酸乙二醋或聚碳酸醋等材料中预先混入界面活性剂等具有界面活性作用的化学物质而形成比对液渗透膜15，由此提高纳米透析板11侧壁的浸润性，可以把从样本吸入口 12所采取的血液迅速而可靠地弓I入纳米透析板11内。作为混入前述比对液渗透膜15材料，可望有上述效果的界面活性剂的种类(作为亲水基的分类)，可以举出致酸盆、磺酸盐、磷酸醋盆等阴离子型界面活性剂，第I级胺盆、第2级胺盆、第3级胺盆、第4级按盆等阳离子型界面活性剂，氨基酸型或甜菜碱型等两性界面活性剂，以及聚乙二醇型或多价乙醇型等非离子界面活性剂等。此外，作为能够混入前述界面活性剂的样本比对液混合膜16，除上述外，可以举出聚时苯二甲酸丁二醇醋、聚醚胺、聚氯乙烯、聚氯亚乙烯、聚醚亚胺、尼龙等。如果像以上这样用本第I实施形态，则由于通过在样本比对液混合膜16的材料本身中混入界面活性剂等具有界面活性作用的化学物质，朝向血液引入的纳米透析板11的侧壁，也就是样本比对液混合膜16的朝向纳米透析板11的部分，具有亲水性，所以可以使纳米透析板11的侧壁的浸润性提高，使从样本吸入口 12所采取的血液迅速而可靠地引入纳米透析板11内。此外与此同时，可以去掉试剂层上的界面活性剂层，可以简化生物传感器的制造过程。再者，把界面活性剂混入成为样本比对液混合膜16的绝缘性基材产生的血液吸引促进效果，在界面活性剂的添加量为0.01重量％以上时就可以充分觉察到。图4展示了样本注入过程中单位时间内其生物传感器的电信号变化的线性图。
[0030]比对液应用测试实施例2:
[0031]虽然在第I实施形态中，把界面活性剂混入前述样本比对液混合膜16的材料本身，由此使该样本比对液混合膜16的朝向纳米透析板11的部分具有亲水性，但是在本第2实施形态中，在成为样本比对液混合膜16的基材的聚对苯二甲酸乙二醋或聚碳酸醋等绝缘性薄膜上涂布在第I实施形态中举出的界面活性剂，或者层压表面上具有亲水性极性基的树脂来覆盖前述绝缘性薄膜，以便样本比对液混合膜16的朝向纳米透析板11的部分具有亲水性。这里，作为有前述亲水性极性基的树脂，可以举出丙烯类、聚乙烯类、聚氛醋类等。此外，在成为样本比对液混合膜16的绝缘性基材的表面上形成亲水性被膜的场合，前述基材的材料中，不限于上述的聚对苯二甲酸乙二醋或聚碳酸醋等绝缘性薄膜，也可以使用聚对苯二甲酸丁二醇醋、聚酞胺、聚氯乙烯、聚氯亚乙烯、聚酩亚胺、尼龙等。再者，用有机钦类化合物、聚乙烯亚胺类化合物、异氰酸醋类化合物等对成为样本比对液混合膜16的基材的聚对苯二甲酸乙二醋或聚破酸醋等绝缘性薄膜上进行底层涂料处理，由此也提高前述纳米透析板11侧壁的亲水性，可使浸润性提高。如果像以上这样用本第2实施形态，则由于在成为样本比对液混合膜16的基材的绝缘性薄膜上，涂布界面活性剂，或者层压表面上具有亲水性极性基的树脂而覆盖前述样本比对液混合膜16的表面，朝向血液所引入的纳米透析板11的侧壁，也就是样本比对液混合膜16的朝向纳米透析板11的部分制成具有亲水性，所以可以使纳米透析板11侧壁的浸润性提高，使从样本吸入口 12所采取的血液迅速而可靠地引入纳米透析板11内。此外与此同时，可以去掉试剂层上的界面活性剂层，可以简化生物传感器的制造过程。
[0032]再者，虽然涂布在成为前述样本比对液混合膜16基材的绝缘性薄膜上的界面活性剂的厚度，或者层压的具有亲水性极性基的树脂层的厚度如果超过几十埃就可以觉察到促进血液吸引的效果，但是为了使前述效果长时间持续，最好是几百埃以上。图5展示了样本注入过程中单位时间内其生物传感器的电信号变化的线性图。
[0033]比对液应用测试实施例3:
[0034]虽然在第I实施形态中，把界面活性剂混入前述样本比对液混合膜16的材料本身，由此使前述样本比对液混合膜16朝向纳米透析板11的部分具有亲水性，但是在本第3实施形态中，对朝向纳米透析板11的样本比对液混合膜16的表面施行化学表面处理、力口工，使样本比对液混合膜16朝向纳米透析板11的部分具有亲水性。作为对前述样本比对液混合膜16朝向纳米透析板11的部分进行化学表面处理、加工的具体方法，可以举出例如以等离子体放电处理为代表的电晕放电处理或辉光放电处理，在朝向纳米透析板11的样本比对液混合膜16的表面上形成轰基、乡基、淡基等亲水性功能基，使前述样本比对液混合膜16的材料表面化学改性，使表面浸润性提高。此外，作为能够进行化学处理的的样本比对液混合膜16的材料，除了上述那种聚对苯二甲酸乙二醋或聚碳酸醋之外，还可以使用聚对苯二甲酸丁二醇醋、聚酩胺、聚氯乙烯、聚氯亚乙烯、聚酩亚胺、尼龙等。如果像以上这样用本第3实施形态，则由于在朝向血液所引入的容腔12的样本比对液混合膜16的表面上，通过施行化学的表面处理、加工而化学改性，使前述样本比对液混合膜16朝向纳米透析板11的部分具有亲水性，所以可以使纳米透析板11侧壁的浸润性提高，使从样本吸入口 12所采取的血液迅速而可靠地引入纳米透析板11内。此外与此同时，可以去掉试剂层上的界面活性剂层，可以简化生物传感器的制造过程。再者，作为使表面性状化学改性的处理除了等离子体放电处理以外，还有偶合反应处理、臭氧处理、紫外线处理等，在用任何处理方法的场合都可以得到前述同样的效果。图6展示了样本注入过程中单位时间内其生物传感器的电信号变化的线性图。
【权利要求】
1.一种电化学生物传感器农药残留的快速检测系统，其主要构造有:分析仪器(I)、仪器支架(2)、数据交换串口(3)、仪器升降导轨(4)、仪器分析端口(5)、条状生物传感器(6)、微流透析膜(7)、条状生物传感器端口(8)、传感器芯片(9)、样本取样器(10)、纳米透析板(11)、样本吸入口(12)、阴极端头(13)、阳极端头(14)、比对液渗透膜(15)、样本比对液混合膜(16)、微流芯片(17)、芯片基板(18)，其特征在于:仪器支架(2)与分析仪器(I)之间通过数据交换串口(3)相铰接；仪器支架(2)底端夹持有条状生物传感器(6)，条状生物传感器(6)上设有仪器分析端口(5);仪器分析端口(5)与微流透析膜(7)相匹配；微流透析膜(7)与仪器分析端口(5)之间通过仪器升降导轨(4)相链接； 所述的条状生物传感器(6)其顶端设有条状生物传感器端口(8)，底端设有样本取样器(10)，其内部设有传感器芯片(9)； 所述的传感器芯片(9)是由纳米透析板(11)复合芯片基板(18)所组成；所述的传感器芯片(9)与芯片基板(18)之间依次夹有比对液渗透膜(15)、样本比对液混合膜(16)； 所述的芯片基板(18)上设有二电极端头，分别为阴极端头(13)、阳极端头(14);阴极端头(13)、阳极端头(14)分别接入于微流芯片(17)上。
2.根据权利要求1所述的一种电化学生物传感器农药残留的快速检测系统，其特征在于所述的仪器支架(2)设有数据输出端口。
3.根据权利要求1所述的一种电化学生物传感器农药残留的快速检测系统，其特征在于所述的条状生物传感器(6)为一次性可抛材料。
【文档编号】G01N27/26GK203519546SQ201320577352
【公开日】2014年4月2日 申请日期:2013年9月17日 优先权日:2013年9月17日
【发明者】徐云鹏, 燕春晖 申请人:徐云鹏