一种基于分子特异性识别的生乳中氧氟沙星快速检测方法技术

本发明专利技术公开了一种基于分子特异性识别的生乳中氧氟沙星快速检测方法。搭建检测装置，装置包括盛有清洗溶液的溶液箱和盛有被测生乳样品的溶液箱；控制第一微量泵间隔滴下清洗溶液，再控制第二微量泵间隔滴下已知氧氟沙星含量的生乳样本溶液，接着通过电化学工作站检测到电极芯片的电流密度信号，间隔采样获得采样值排列构成检测信号；输入到非线性双稳模型中，处理获得第一、第二模型参数计算获得模型相关系数，构建出谱图并选取谱图特征峰，线性拟合得到氧氟沙星定量检测模型；重复步骤获得被测溶液的检测信号输入到模型中获得含量。本发明专利技术在丝网印刷碳电极上修饰氧氟沙星特异性敏感物质，实现了氧氟沙星的定性和定量检测，克服了现有生乳中所含抗生素无法全定量测量的问题。

A rapid method for molecular detection of ofloxacin in raw milk based on the specific recognition

The invention discloses a method for rapid molecular detection of ofloxacin in raw milk based on the specific recognition. Build a detection device, device comprises a solution tank filled with cleaning solution and the solution box tested milk samples; control of the first micro pump interval drip cleaning solution, raw milk sample solution to control the content of ofloxacin second known micro pump interval drops, the current density signal followed by electrochemical workstation to detect electrode chip, interval sampling arrangement of a detection signal sampling value; input to a nonlinear bistable model, calculating the correlation coefficient of the model was obtained, the first second parameters of the model, construct the spectrum and select the spectrum peaks obtained ofloxacin quantitative detection model of linear fitting; repeated steps to obtain the detection signal input to obtain the measured solution content model. The present invention modifies specific substances in ofloxacin sensitive screen printed carbon electrode, the qualitative and quantitative detection of ofloxacin, overcomes all antibiotics cannot quantitative measurement with the existing problems in raw milk.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及了一种抗生素检测装置，尤其是涉及了生乳中抗生素测量
的一种基于分子特异性识别的生乳中氧氟沙星快速检测装置。
技术介绍
电化学检测技术已广泛用于食品安全品质检测，有研究表明，该技术可用于生乳中污染物的检测。然而，受仪器条件以及传感器电极特异性和灵敏度等条件的影响，电化学检测技术在生乳污染物检测的应用未能得到发展。目前，在实际检测中，现有技术有采用非特异性传感器或者半定量式传感器的方法，很难能得到较为理想的结果，检测效率较低，不利于实际应用；虽然如电极表面特异性修饰等方法有利于增强检测信号，减小检测误差，然而这些方法仅仅考虑了电极表面修饰物对检测结果的影响，不能有效实现全定量检测的目标，所测得的实验结果并不能真实反映生乳中抗生素类污染物的定性定量信息。
技术实现思路
为了解决
技术介绍
中存在的问题，本专利技术的目的在于提供了一种基于分子特异性识别的生乳中氧氟沙星快速检测方法。本专利技术采用的技术方案：方法包括以下步骤：搭建检测装置，装置包括电化学工作站、流通池、盛有清洗溶液的第一溶液箱和盛有被测生乳前处理样品的第二溶液箱，流通池内置有基板，基板上设有电极芯片，第一溶液箱、第二溶液箱分别经第一微量泵、第二微量泵与流通池相连，第一微量泵和第二微量泵分别位于流通池上表面两侧，第一溶液箱与第一微量泵之间以及第二溶液箱和第二微量泵之间均通过塑胶导液管相连，第一微量泵和第二微量泵出口连接导液管；电极芯片包括与电化学工作站连接的对电极、参比电极和工作电极，工作电极上修饰有氧氟沙星特异性敏感物质，第一溶液箱和第二溶液箱的外底面均设有带加热器的磁力搅拌器和温度传感器，带加热器的磁力搅拌器和导液管均位于工作电极的正上方，流通池下部设有出液口，电化学工作站、第一微量泵、第二微量泵、磁力搅拌器和温度传感器均与计算机电连接；电化学工作站包括放大器、滤波器、电流检测器和信号调理电路，参比电极和工作电极连接到放大器，放大器经滤波器与电流检测器连接，电流检测器连接到计算机，对电极和工作电机经信号调理电路连接到计算机；然后：1)温度传感器检测两个溶液箱的温度，并设置有标准温度区间[TL,TH]，当两个溶液箱的温度均≥TH时控制磁力搅拌器停止工作；当两个溶液箱的温度均≤TL时磁力搅拌器开始工作；2)先控制第一微量泵以每间隔时间T1滴下0.05ml的清洗溶液，第一微量泵滴液5至15分钟后停止滴液；3)接着控制第二微量泵以每间隔时间T2滴下0.05ml的已知氧氟沙星含量的生乳前处理样本溶液，第二微量泵滴液5至15分钟后，通过电化学工作站检测到电极芯片的电流密度信号S(t)，在电流密度信号S(t)中以时间间隔为Δt进行间隔采样获得各个采样值，各个采样值按照时间先后顺序排列构成检测信号ES(t)；4)将样本溶液的检测信号ES(t)输入到非线性双稳模型中，通过非线性双稳模型处理获得第一模型参数a和第二模型参数b，再代入以下公式计算获得模型相关系数COE，用以表征生乳前处理样品中氧氟沙星的含量： C O E = 2 ( Δ U 4 a 3 / 27 b D ) 2 e - ( Δ U ) 2 / D - - - ( 1 ) ]]>其中，COE表示模型相关系数，ΔU为诱发参数变化值，D表示诱发参数强度，a和b分别表示第一、第二模型参数；5)构建出激励噪声信号的模型相关系数COE谱图，选取谱图特征峰的模型相关系数COE峰值，通过origin软件工具进行线性拟合得到氧氟沙星定量检测模型；6)将生乳前处理被测溶液重复上述步骤1～3)获得被测溶液的检测信号ES(t)，输入到氧氟沙星定量检测模型中，获得生乳前处理被测溶液中的氧氟沙星含量。所述的清洗溶液采用去离子水。所述电极芯片作为传感器的输出信号经前置放大器放大滤波后，进一步可通过锁相放大器的再次放大、低通滤波和相敏检测后，最后由电流检测器采集获得电流密度信号。所述通过非线性双稳模型处理获得第一、第二模型系数具体采用以下过程：所述的非线性双稳模型用布朗粒子描述，其动力学方程用以下公式表示的Langevin方程表示：dx/dt＝-U′(x)+ES(t)+Γ(t) (2)式中，ES(t)为检测信号，U’(x)表示布朗粒子x轴运动的非线性势函数的一阶导数，Г(t)是诱发参数强度D的高斯白噪声，t表示时间，x表示非线性双稳模型中布朗粒子x轴的运动位置。所述布朗粒子x轴运动的非线性势函数的一阶导数U’(x)表示通过求导布朗粒子x轴运动的非线性势函数U(x)求导获得，布朗粒子x轴运动的非线性势函数U(x)采用以下公式计算： U ( x ) = 1 4 x 4 - 1 2 μx 2 - - - ( 3 ) ]]>式中，μ为系统参数，x表示非线性双稳模型中布朗粒子x轴的运动位置。作为优选，所述的氧氟沙星特异性敏感物质主要是在电极的碳材料表面形成一层对氧氟沙星分子敏感薄膜，作为氧氟沙星的选择性检测电极。所述的温度控制传感器，其检测准确率至少为99％。本专利技术具有的有益效果是：本专利技术在丝网印刷碳电极上修饰氧氟沙星特异性敏感物质，实现了氧氟沙星的定性和定量检测。本专利技术方法采用分子特异识别型传感器和电化学阻抗技术，通过采集电化学阻抗谱检测数据，克服
技术介绍
中生乳所含抗生素无法全定量测量的问题。附图说明图1是本专利技术装置的结构示意图。图2是本专利技术实施例样本溶液采用常规的归一化预处理获得电化学阻抗谱数据图。图3是本专利技术实施例结果的氧氟沙星浓度和信噪比极大值之间的线性拟合曲线图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明。本专利技术的实施例如下：搭建检测装置，装置包括电化学工作站、流通池、盛有清洗溶液的第一溶液箱和盛有被测牛奶样品的第二溶液箱，流通池内置有基板，基板上设有电极芯片，第一溶液箱、第二溶液箱分别经第一微量泵、第二微量泵与流通池相连，第一微量泵和第二微量泵分别位于流通池上表面两侧，第一溶液箱与第一微量泵之间以及第二溶液箱和第二微量泵之间均通过塑胶导液本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于分子特异性识别的生乳中氧氟沙星快速检测方法，包括以下步骤：先搭建检测装置：装置包括电化学工作站、流通池、盛有清洗溶液的第一溶液箱和盛有被测生乳前处理样品的第二溶液箱，流通池内置有基板，基板上设有电极芯片，第一溶液箱、第二溶液箱分别经第一微量泵、第二微量泵与流通池相连，第一微量泵和第二微量泵分别位于流通池上表面两侧，第一溶液箱与第一微量泵之间以及第二溶液箱和第二微量泵之间均通过塑胶导液管相连，第一微量泵和第二微量泵出口连接导液管；电极芯片包括与电化学工作站连接的对电极、参比电极和工作电极，工作电极上修饰有氧氟沙星特异性敏感物质，第一溶液箱和第二溶液箱的外底面均设有带加热器的磁力搅拌器和温度传感器，带加热器的磁力搅拌器和导液管均位于工作电极的正上方，流通池下部设有出液口，电化学工作站、第一微量泵、第二微量泵、磁力搅拌器和温度传感器均与计算机电连接；电化学工作站包括放大器、滤波器、电流检测器和信号调理电路，参比电极和工作电极连接到放大器，放大器经滤波器与电流检测器连接，电流检测器连接到计算机，对电极和工作电机经信号调理电路连接到计算机；然后：1)温度传感器检测两个溶液箱的温度，并设置有标准温度区间[TL,TH]，当两个溶液箱的温度均≥TH时控制磁力搅拌器停止工作；当两个溶液箱的温度均≤TL时磁力搅拌器开始工作；2)先控制第一微量泵以每间隔时间T1滴下0.05ml的清洗溶液，第一微量泵滴液5至15分钟后停止滴液；3)接着控制第二微量泵以每间隔时间T2滴下0.05ml的已知氧氟沙星含量的生乳前处理样本溶液，第二微量泵滴液5至15分钟后，通过电化学工作站检测到电极芯片的电流密度信号S(t)，在电流密度信号S(t)中以时间间隔为Δt进行间隔采样获得各个采样值，各个采样值按照时间先后顺序排列构成检测信号ES(t)；4)将样本溶液的检测信号ES(t)输入到非线性双稳模型中，通过非线性双稳模型处理获得第一模型参数a和第二模型参数b，再代入以下公式计算获得模型相关系数COE，用以表征生乳前处理样品中氧氟沙星的含量：COE=2(ΔU4a3/27bD)2e-(ΔU)2/D---(1)]]>其中，COE表示模型相关系数，ΔU为诱发参数变化值，D表示诱发参数强度，a和b分别表示第一、第二模型参数；5)构建出激励噪声信号的模型相关系数COE谱图，选取谱图特征峰的模型相关系数COE峰值，进行线性拟合得到氧氟沙星定量检测模型；6)将生乳前处理被测溶液重复上述步骤1～3)获得被测溶液的检测信号ES(t)，输入到氧氟沙星定量检测模型中，获得生乳前处理被测溶液中的氧氟沙星含量。...

【技术特征摘要】
1.一种基于分子特异性识别的生乳中氧氟沙星快速检测方法，包括以下步骤：先搭建检测装置：装置包括电化学工作站、流通池、盛有清洗溶液的第一溶液箱和盛有被测生乳前处理样品的第二溶液箱，流通池内置有基板，基板上设有电极芯片，第一溶液箱、第二溶液箱分别经第一微量泵、第二微量泵与流通池相连，第一微量泵和第二微量泵分别位于流通池上表面两侧，第一溶液箱与第一微量泵之间以及第二溶液箱和第二微量泵之间均通过塑胶导液管相连，第一微量泵和第二微量泵出口连接导液管；电极芯片包括与电化学工作站连接的对电极、参比电极和工作电极，工作电极上修饰有氧氟沙星特异性敏感物质，第一溶液箱和第二溶液箱的外底面均设有带加热器的磁力搅拌器和温度传感器，带加热器的磁力搅拌器和导液管均位于工作电极的正上方，流通池下部设有出液口，电化学工作站、第一微量泵、第二微量泵、磁力搅拌器和温度传感器均与计算机电连接；电化学工作站包括放大器、滤波器、电流检测器和信号调理电路，参比电极和工作电极连接到放大器，放大器经滤波器与电流检测器连接，电流检测器连接到计算机，对电极和工作电机经信号调理电路连接到计算机；然后：1)温度传感器检测两个溶液箱的温度，并设置有标准温度区间[TL,TH]，当两个溶液箱的温度均≥TH时控制磁力搅拌器停止工作；当两个溶液箱的温度均≤TL时磁力搅拌器开始工作；2)先控制第一微量泵以每间隔时间T1滴下0.05ml的清洗溶液，第一微量泵滴液5至15分钟后停止滴液；3)接着控制第二微量泵以每间隔时间T2滴下0.05ml的已知氧氟沙星含量的生乳前处理样本溶液，第二微量泵滴液5至15分钟后，通过电化学工作站检测到电极芯片的电流密度信号S(t)，在电流密度信号S(t)中以时间间隔为Δt进行间隔采样获得各个采样值，各个采样值按照时间先后顺序排列构成检测信号ES(t)；4)将样本溶液的检测信号ES(t)输入到非线性双稳模型中，通过非线性双稳模型处理获得第一模型参数a和第二模型参数b，再代入以下公式计算获得模型相关系数COE，用以表征生乳前处理样品中氧氟沙星的含量： C O E = 2 ( Δ U 4 a 3 / 27 b D ) 2 e - ( Δ U...

【专利技术属性】
技术研发人员：应义斌，惠国华，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33