牛奶中青霉素酶超标监测电路的制作方法

文档序号:11316582阅读:447来源:国知局

本实用新型属于食品安全领域。



背景技术:

随着奶牛饲养业的发展,青霉素在预防和治疗奶牛疾病方面得到广泛的应用,这导致了动物性食品中的青霉表残留现象。牛乳中抗生素的残留问题越来越多的引起国际社会的关注,随着国家对乳及乳制品抗生素残留监管力度的增加,一些不法商贩在牛奶中非法添加青霉素酶,使牛乳在检测中达到合格标准。青霉素酶的过度使用会使人体产生过敏反应,更可能引起抗生素的滥用。

现有的青霉素酶的检测方法有碘量法、酸度法、高效液相色谱法、酶联免疫法、头孢硝噻吩显色法以及杯碟法等。但是这些方法都有着诸如操作繁琐,检测灵敏度不高等缺点。特别是作为确证方法的杯碟法,操作过程需要进行微生物培养,然后将系列浓度梯度的标准品加入牛津杯,检测时间不少于3~5天,通量性极低。



技术实现要素:

本实用新型目的是为了解决现有检测牛奶中青霉素含量需要时间长,通量性极低的问题,提供了一种牛奶中青霉素酶超标监测电路。

本实用新型所述牛奶中青霉素酶超标监测电路包括青霉素测量单元、信号处理单元和结果输出单元;青霉素测量单元对牛奶中的青霉素浓度进行测量,该青霉素浓度信号经过信号处理单元后,由结果输出单元给出是否超标的指示;

所述青霉素测量单元包括测量电极VTEST、参比电极VREF、比较器A1、比较器A2、电阻R1~R4和+12V直流电源;测量电极VTEST和参比电极VREF共同置于牛奶内;

所述信号处理单元包括电压跟随器A3、差动放大器A4、同相放大器A5、电阻R5~R11和滑动变阻器Rp1~Rp2;

所述结果输出单元包括比较器A6~A10、电阻R12~R22、发光二极管LED1~LED5和+5V直流电源;

+12V直流电源的正极同时连接测量电极VTEST的源极和参比电极VREF的源极;测量电极VTEST的漏极同时连接电阻R1的一端、电阻R2的一端和比较器A1的反相输入端;参比电极VREF的漏极连接比较器A2的反相输入端,比较器A2的输出端同时连接电阻R2的另一端和电阻R3的一端,电阻R3的另一端连接电阻R4的一端,电阻R4的另一端同时连接比较器A1的输出端、电阻R1的另一端和滑动变阻器Rp1的一个固定端及其活动端;+12V直流电源的负极同时连接比较器A2的同相输入端、比较器A1的同相输入端、电压跟随器A3的同相输入端和电阻R5的一端;电阻R5的另一端接地;

电压跟随器A3的反相输入端连接其自身输出端;电压跟随器A3的输出端通过电阻R6连接差动放大器A4的同相输入端相连;

差动放大器A4的同相输入端还通过电阻R8接地;差动放大器A4的反相输入端与输出端之间串联电阻R10;差动放大器A4的反相输入端还连接电阻R9的一端;电阻R9的另一端同时连接电阻R7的一端和滑动变阻器Rp1的另一个固定端;电阻R7的另一端接地;差动放大器A4的输出端通过电阻R11连接同相放大器A5的同相输入端;

同相放大器A5的同相输入端与输出端之间串联滑动变阻器Rp2;同相放大器A5的反相输入端接地;同相放大器A5的输出端同时连接比较器A6、比较器A7、比较器A8和比较器A9的同相输入端;

电阻R12、电阻R13、电阻R14、电阻R15、电阻R16和电阻R17依次串联在+5V直流电源和地之间,R12接+5V直流电源,电阻R17接地;

电阻R12和电阻R13的公共节点连接比较器A6的反相输入端;

电阻R13和电阻R14的公共节点连接比较器A7的反相输入端;

电阻R14和电阻R15的公共节点连接比较器A8的反相输入端;

电阻R15和电阻R16的公共节点连接比较器A9的反相输入端;

电阻R16和电阻R17的公共节点连接比较器A30的反相输入端;

比较器A6的输出端通过串联的电阻R18和发光二极管LED1接地;

比较器A7的输出端通过串联的电阻R19和发光二极管LED2接地;

比较器A8的输出端通过串联的电阻R20和发光二极管LED3接地;

比较器A9的输出端通过串联的电阻R21和发光二极管LED4接地;

比较器A30的输出端通过串联的电阻R22和发光二极管LED5接地。

优选地,测量电极VTEST和参比电极VREF均采用MOSFET半导体管加生物膜制成,参比电极VREF的生物膜为不含青霉素酶清蛋白膜。

本实用新型的优点:本实用新型所述牛奶中青霉素酶超标监测电路结构简单,现场收奶时,工作人员可以随时利用本实用新型设备插入待测牛奶中,清楚明确的指示出该待测牛奶中青霉素含量处于什么量级,给出其是否超标的明确结果,若要测出其精确含量则需要带回待测牛奶去实验室去完成。本实用新型电路的优点是能立刻给出是否超标的指示结果,有利于现场收奶时广泛应用。且因其采用分立的模拟元件搭建,摒弃易损的可编程逻辑器件,不但成本低,而且后续维修率低。

附图说明

图1是本实用新型所述牛奶中青霉素酶超标监测电路的电路原理图。

具体实施方式

下面结合图1说明所述牛奶中青霉素酶超标监测电路的工作原理。测量电极VTEST和参比电极VREF均采用MOSFET半导体管加生物膜制成,将普通MOSFET的栅极拆掉,增加生物膜,将化学信号转换成电信号。参比电极VREF的生物膜为不含青霉素酶清蛋白膜。

青霉素测量单元的输出端Out+、Out-输出牛奶中青霉素的浓度信号,随着青霉素的浓度的变化,青霉素测量单元输出的电压值发生变化,Out+接信号处理单元的Rp1,Out-接信号处理单元的A3同相输入端;

A3进行电压跟随,A4将青霉素浓度信号与参考电压差进行放大,A5进行同相放大,其放大增益由滑动变阻器Rp2调节改变,即调A6~A10同相输入端的电压值,根据LED1~LED5亮的数量来判断牛奶中青霉素浓度的高低,亮的数量多,青霉素浓度越高,这样,能直观的提示人们牛奶中青霉素浓度的高低,是否超标,电路简单,成本低,非常实用,现场即刻出结果,不用带回实验做精确的实验就能立即获得想要的青霉是否超标的结果。

下面举具体数据进行说明,令R12~R17的阻值相同,当测试青霉素深度某个牛奶试样A5输出的电压为2V,即A6的同相输入端的电压为3V,而A6的反相输入端的电压为则A6的输出端为低电平,LED1不发光,同理,A7输出低电平;A8输出低电平;A9输出高电平,LED4亮;A10输出高电平,LED5亮,即两个灯亮,三个灯不亮,表征此时青霉素浓度在允许范围内,若A5输出电压为4.5V,则五个灯全亮,表征此时青霉素浓度已严重超标。

至于几个灯亮来表征何种程度的浓度,可通过调整Rp2来改变A5的增益来改变浓度表征状态。

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