一种液体中黄曲霉毒素检测装置的制作方法

本发明涉及光学检测技术领域，具体来说，涉及一种液体中黄曲霉毒素检测装置。

背景技术：

黄曲霉毒素aft(aflatoxin)是由真菌类如黄曲霉菌、寄生曲霉菌产生的一类有毒的次级代谢产物，主要包括afb1、afb2、afg1、afg2、afm1、afm2这6类。黄曲霉毒素被世界卫生组织划定为1类致癌物，毒性比砒霜大68倍，仅次于肉毒霉素，是目前已知霉菌中毒性最强的。据悉，黄曲霉毒素的危害性在于对人及动物肝脏组织有破坏作用，严重时可导致肝癌甚至死亡。黄曲霉毒素不仅毒性大、含量低，且污染范围广，在粮、油、茶、干果、乳、饲料、酱油等100多种农产品及食品中均发现有黄曲霉毒素污染。因此，开展黄曲霉毒素检测技术研究十分重要。

目前关于黄曲霉毒素的检测方法很多，主要有薄层层析法(tlc)、荧光光度法、高效液相色谱法(hplc)以及高效液相色谱-串联质谱法(hplc-ms/ms)。tlc法易受杂质干扰，灵敏度、精密度和重现度不好。荧光光度法具有灵敏度高、选择性好、样品用量少和操作简便等优点。目前利用此技术进行黄曲霉检测的有专利公开206862897u的专利公开的一种黄曲霉毒素检测装置。但是紫外激发的荧光很弱，且易受其他荧光物质干扰，导致强度图像的分辨率较低和信噪比较差，其会影响检测的准确性。hplc法具有分析效果好、灵敏度高、分析速度快、选择性好等优点，hplc法是在黄曲霉毒素的检测中应用最为广泛的。目前利用此技术进行黄曲霉检测的有专利公开号205484221u的专利公开的黄曲霉毒素液相色谱检测器。但是hplc法通常使用荧光检测器(fld)，而b1和g1分子二呋喃结构中碳碳双键吸电子诱导效应，致使分子荧光强度减弱，影响方法灵敏度。虽然可以通过衍生增强荧光强度，但仍存在衍生分析时间长、步骤多、干扰较多，易出现假阳性的不足。hplc-ms/ms法是一种集高效分离及多组分定性、定量于一体的联用技术，其对样品具有破坏性，进行净化预处理等，检测时间长，不适用于大批量工业在线检测。而利用拉曼光谱检测技术对样品进行分析，弥补了以上检测技术的不足之处。拉曼光谱检测技术除了具有测试样品非接触性、非破坏性外，还具有检测迅速、结果准确、需要样品数量少、样品无需制备等特点。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的上述问题，本发明提出一种液体中黄曲霉毒素检测装置，其目的在于优化检测步骤，缩短检测时间，提高检测效率，同时使检测结果更为准确。

为解决以上问题，本发明采用如下技术方案：

一种液体中黄曲霉毒素检测装置，由分离系统(1)、恒温控制系统(2)、sers检测系统(3)、废液瓶(4)、stm32单片机(5)、上位机(6)以及液晶屏(7)组成；分离系统(1)位于恒温控制系统(2)左侧，sers检测系统(3)位于恒温控制系统(2)右侧，废液瓶(4)位于sers检测系统(3)的下方，stm32单片机(5)位于恒温控制系统(2)的左侧和分离系统(1)的下方，液晶屏(7)通过io口固定在stm32单片机(5)上，上位机(6)位于stm32单片机(5)下方，两者通过数据线相连；其中分离系统(1)包括进液瓶(101)、输液泵(102)和进样阀(103)，所述进液瓶(101)位于进样阀(103)的左侧，并通过输液泵(102)连接到进样阀(103)；恒温控制系统(2)包括柱温箱(201)、温控板(202)和制冷热片和风扇(203)，所述的柱温箱(201)为一个柱状封闭的铝合金箱体，内部放置c18色谱柱，温控板(202)和制冷热片和风扇(203)位于柱温箱(201)的下方；sers检测系统(3)包含激光器(301)、玻盒(302)、sers基底(303)、拉曼探头(304)和拉曼光谱仪(305)；所述的激光器(301)位于玻盒(302)的左侧，sers基底(303)为附着纳米银颗粒的硅片，位于玻盒(302)内，激发光源的光路与拉曼信号的光路呈90°并垂直射入拉曼探头(304)的检测口，拉曼探头(304)连接到拉曼光谱仪(305)。

本发明的有益效果为：

本发明的一种液体中黄曲霉毒素检测装置采用了分离系统，能够准确地分离不同种类的黄曲霉素(例如：afb1、afb2、afg1、afg2等)；

采用恒温控制系统，将色谱柱温度控制在25℃(±1℃)，控制c18色谱柱对aft的分离效果，提升检测结果的准确性；

利用各种黄曲霉毒素分子的振动频率与其拉曼散射性质的对应关系，极大地提高了检测效率和检测结果的准确性；

采用st公司的stm32f103rct6单片机，它的最大工作时钟为72mhz，拥有256kflash，48ksram，5个串口，8个16位定时器，spi通信功能。能够接收上位机的下发指令，上传泵压力，柱温箱温度等数据；接收上位机的控制指令、进样阀的同步信息，控制泵、激光光源的开与关，设定泵的流量、柱温箱的温度。

附图说明

下面结合附图及实施方式对本发明做进一步说明。

图1是本发明的一种液体中黄曲霉毒素检测装置的结构示意图。

图2是本发明的sers检测系统的结构示意图。

图中(1)是分离系统、(2)是恒温控制系统、(3)是sers检测系统、(4)是废液瓶、(5)是stm32单片机、(6)是上位机、(7)是液晶屏、(101)是进液瓶、(102)是输液泵、(103)是进样阀、(201)是柱温箱、(202)是温控板、(203)是制冷热片和风扇、(301)是激光器、(302)是玻盒、(303)是sers基底、(304)是拉曼探头、(305)是拉曼光谱仪。

具体实施方式

如图1、2所示，一种液体中黄曲霉毒素检测装置，由分离系统(1)、恒温控制系统(2)、sers检测系统(3)、废液瓶(4)、stm32单片机(5)、上位机(6)以及液晶屏(7)组成；分离系统(1)位于恒温控制系统(2)左侧，sers检测系统(3)位于恒温控制系统(2)右侧，废液瓶(4)位于sers检测系统(3)的下方，stm32单片机(5)位于恒温控制系统(2)的左侧和分离系统(1)的下方，液晶屏(7)通过io口固定在stm32单片机(5)上，上位机(6)位于stm32单片机(5)下方，两者通过数据线相连；其中分离系统(1)包括进液瓶(101)、输液泵(102)和进样阀(103)，所述进液瓶(101)位于进样阀(103)的左侧，并通过输液泵(102)连接到进样阀(103)；恒温控制系统(2)包括柱温箱(201)、温控板(202)和制冷热片和风扇(203)，所述的柱温箱(201)为一个柱状封闭的铝合金箱体，内部放置c18色谱柱，温控板(202)和制冷热片和风扇(203)位于柱温箱(201)的下方；sers检测系统(3)包含激光器(301)、玻盒(302)、sers基底(303)、拉曼探头(304)和拉曼光谱仪(305)；所述的激光器(301)位于玻盒(302)的左侧，sers基底(303)为附着纳米银颗粒的硅片，位于玻盒(302)内，激发光源的光路与拉曼信号的光路呈90°并垂直射入拉曼探头(304)的检测口，拉曼探头(304)连接到拉曼光谱仪(305)。

一种液体中黄曲霉毒素检测装置的工作原理：将样品加入进液瓶(101)中，仪器上电后由stm32单片机(5)接收上位机(6)的下发指令，通过串口发送指令控制输液泵(102)工作。输液泵(102)工作加压，待测aft样品通过进样阀(103)加入，期间stm32单片机(5)通过串口定时查询泵的压力值，并将压力值通过串口传给上位机(6)以及液晶屏(7)显示，并且单片机(5)通过串口接收进样阀(103)的同步信号，控制恒温控制系统(2)的工作，控制柱温箱(201)中的色谱柱温度在25℃(±1℃)。单片机(5)通过串口定时查询柱温箱(201)的温度，并将温度通过串口传给上位机(6)及液晶屏(7)显示。随后待测aft样品经过进样阀(103)随流动相进入柱温箱(201)内的c18色谱柱中，各aft在亲和色谱作用下被分离，依次进入检测器内置的玻盒(302)中的sers基底(303)上。与此同时，单片机(5)通过io电平控制激光器(301)发射激光，激光照射样品发生表面增强拉曼效应，拉曼探头(304)检测产生的拉曼信号并且传输给拉曼光谱仪(304)，拉曼光谱仪(304)对拉曼光谱信号做进一步的分析和处理，利用黄曲霉毒素分子的振动频率与其拉曼散射性质的对应关系衡量分析待测物的含量，通过分析物质拉曼光谱中相应特征峰，进一步确定样品中黄曲霉的种类和分布，将处理结果通过串口传入单片机(5)后通过液晶屏(7)显示，待测样品测完后直接排入废液瓶(4)。