一种用于百草枯检测的便携式装置制造方法及图纸

一种用于百草枯检测的便携式装置，其特征在于：硒化镉量子点荧光探针表面修饰的半胱氨酸，具有对百草枯分子选择性识别的功能，发射光谱带为红色的硒化镉量子点荧光探针表面的半胱氨酸与绿色的百草枯分子在空间相互接近，发生荧光共振能量转移，所述的便携式装置包括传感器、样品池、显示模块、装置密闭检测模块、光源控制模块、系统开发板和电源模块，该装置将光学信号转换为数字信号，检测百草枯分子的荧光强度RGB值，随着百草枯浓度的增加，量子点荧光探针的荧光强度逐渐下降，通过荧光强度数值与目标分析物百草枯浓度的对应关系，实现对百草枯农药残留的检测，最低检测浓度为10

【技术实现步骤摘要】
一种用于百草枯检测的便携式装置
本专利技术涉及理化检测领域，特别是涉及一种用于百草枯定量测定的便携式检测装置。
技术介绍
农药残留是农药使用一个周期后没有被分解而残留于生物体、农作物、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。百草枯作为一种常用农药被人们广泛应用，然而，由于使用后的残留物可以通过皮肤，食道等途径进入人体体内引起慢性中毒，威胁人类健康，因此人们迫切地需要建立有效的农药残留检测方法。目前，主要的农药残留检测方法为分光光度法、气相色谱法、高效液相色谱法、毛细管电泳法、质谱联用法、酶联免疫吸附测定法、波伏安法和SERS方法等。其中毛细管电泳法是一类以毛细管为分离通道，以高压直流电场为驱动力的新型液相分离分析方法，利用液体介质中带电粒子在电场作用下迁移速度不同而进行分离的方法。这种方法准确性较差、检测限较高，检测的精密度及稳定性不好。陈姗姗等人发表论文（农药，2014，53(1)：4-6）陈述了百草枯检测方法的研究进展，提出目前提高检测灵敏度的方法有三种：一是采用特殊设计的毛细管和检测池，以增大检测光程；二是发展高灵敏度的检测器（如激光诱导检测器等）；三是采用样品浓缩技术和在线富集技术。但是在实际应用方面，这些方法都限制了百草枯检测的可行性及方便性。江南大学Li,Y.等人发表的学术论文“Preparingmonoclonalantibodiesanddevelopingimmunochromatographicstripsforparaquatdeterminationinwater”（FoodChem.2020,311,1-9），文中描述两种针对PQ的单克隆抗体，并利用免疫色谱法（ICA）来测定水样中PQ的浓度。结果表明，单克隆抗体1D6具有较高的亲和力和灵敏度，亲和常数为5.4×108mol/L，检测限低至0.02ng/mL，无需样品预处理，可见检测限为0.25～1ng/mL，截止限为1～5ng/mL，平均回收率在83.15%±1.9%和94.49%±2.45%之间，变异系数在1.40%～7.37%之间。重要的是，这些观察结果与液相色谱-串联质谱法一致。这些数据和结果表明，ICA法是一种可靠、便携、高通量测定水样中PQ残留量的方法。中国科学院生物医药与生物技术研究所的Chen,W.L.发表学术论文“Rapidandsensitivedetectionofpesticideresiduesusingdynamicsurface-enhancedRamanspectroscopy”（JRamanSpectrosc，2020,51(4):611-618.）。该研究采用动态表面增强拉曼光谱（dynamicsurfaceenhancedRamanspectroscopy，dynamicSERS）技术对农药进行了敏感检测。动态SERS方法在固定液滴中等离子体纳米颗粒的亚稳状态（挥发过程中处于湿态和干态之间的临界状态）提供了良好的检测灵敏度。以银纳米粒子（AgNPs）为增强剂，研究了四种农药百草枯、噻菌灵、三环唑和水胺硫磷的SERS性能。百草枯、噻苯咪唑、三环唑和水胺硫磷在浓度分别为1×10-9M、5×10-9M、5.28×10-9M和3.45×10-7M的浓度下可以检测到特征SERS光谱。在与标准溶液浓度相同的条件下，从添加农药的蔬菜提取物中也可以鉴别出农药，并由四种农药的特征峰强度和浓度的负对数得出线性关系。因此，简单快速的动态SERS方法在实际农药残留检测中显示出巨大的潜力。泰国Botta,R.等人发表的学术论文“3DstructuredlaserengravesdecoratedwithgoldnanoparticleSERSchipsforparaquatherbicidedetectioninenvironments”（SensorActuat.B-Chem.2020,304,1-12），陈述了一种新的表面增强拉曼散射活性基底的制备，该基底由生长在带有激光线的铝板上的金纳米结构（L-MarkSERS芯片）组成。利用环境重要的除草剂、百草枯和亚甲基蓝染料分子对这些SERS芯片的SERS活性进行了研究。利用密度泛函理论（DFT）对百草枯的分子结构和拉曼振动模式进行了理论研究。一个详细的讨论已经致力于均匀性，再现性，和实际应用的基板。特别是对土壤提取物中百草枯的检测进行了大量的讨论。结果表明，百草枯的超灵敏检测，在基底上均匀增强的信号，以及高重复性。该报告成功地证明了饮用水、自来水、农业用水、环境水和土壤提取物中百草枯的检测。液相色谱-质谱（HPLC-MS）测量也证明了SERS方法的可行性。基于L-MarkSERS芯片的百草枯检测方法简单、快速、灵敏。目前的传感器有潜力用于除草剂的检测和田间试验监测。西北大学Zhang,J.等人发表的学术论文“FabricatedElectrochemicalSensoryPlatformBasedontheBoronNitrideTernaryNanocompositeFilmElectrodeforParaquatDetection”（AcsOmega，2019,4,18398-18404.）。利用二硫化钼（MoS2）和金纳米粒子（Au-NPs）对六角氮化硼（BN）进行了功能化改性。然后，将所制备的纳米材料制成电化学百草枯传感器。采用固相合成与溶剂切割相结合的方法制备氮化硼。采用微分脉冲伏安法和循环伏安法研究了BN/MoS2/Au-NP基玻碳电极（GCE）的电化学性能。在0.1～100μM范围内对百草枯有良好的响应信号，检测限为0.074μM，重现性好（相对标准偏差=2.99%，n=5），具有良好的抗干扰能力。由于三种纳米材料之间的协同作用，改性GCE表现出优越的性能。利用该方法对果园草地样品中的百草枯进行了研究。电化学分析结果与实验结果一致，经高效液相色谱分析，其置信度为96.28%，具有较高的稳定性。因此，该传感器可作为百草枯含量测定的候选传感器。江南大学Shan,X.Q.等人发表的学术论文“AmolecularlyimprintedelectrochemicalsensorbasedonAunanocross-chitosancompositesfordetectionofparaquat”(JSolidStateElectr2019,23,1211-1220.)。在金纳米交联壳聚糖（AuNCs-CS）修饰的玻碳电极上构建了一种新型的百草枯（PQ）电化学传感器。在含有对氨基硫酚（P-ATP）和4,4-联吡啶（4,4-联吡啶）的聚合物溶液中，通过金-硫键和氢键相互作用，在改性GCE表面组装了对氨基硫酚（P-ATP）和4,4-联吡啶模板，然后在含有P-ATP、HAuCl4、四丁基高氯酸铵（TBAP）的聚合物溶液中通过电聚合形成聚合物膜，模板分子4,4-联吡啶。用差示脉冲伏安法（DPV）、透射电镜（TEM）和扫描电镜（SEM）对所构建的分子印迹传感器（MIP-AuNC-CS）进行了表征。这是首次将分子印迹聚合物技术与改性的AuNCs-CS相结合，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于百草枯检测的便携式装置，其特征在于：包括传感器、样品池、显示模块、装置密闭检测模块、光源控制模块、系统开发板和电源模块，该装置将光学信号转换为数字信号，检测百草枯分子的荧光强度RGB值，随着百草枯浓度的增加，量子点荧光探针的荧光强度逐渐下降，通过荧光强度数值与目标分析物百草枯浓度的对应关系，实现对百草枯农药残留的检测，该便携式装置的制备过程包括如下两个步骤：/n1.1第一步是用于百草枯检测的便携式装置的组建：首先，组建传感器，其次，组装样品池、显示模块、装置密闭检测模块、光源控制模块，最后是系统开发板和电源模块，其中传感器是摄像头，实现采集量子点荧光探针的荧光强度数据，样品池是由方形的硬纸板槽组成，用来盛放四面石英的比色皿，当便携式装置密闭且紫外灯照射下，待测溶液会产生荧光，液晶屏显示荧光强度RGB值与红外状态，装置密闭检测模块为红外装置，当前方出现遮挡物，发射端发出的红外线会在碰触到遮挡物时发生反射，此时接收端会收到红外信号，红灯亮起的同时在显示屏中显示normal，当前方无遮挡物，接收端无法接收到红外信号，绿灯亮起的同时在显示屏中显示wrong，光源控制模块是紫外线灯，在红外装置检测到便携式量子点荧光探针装置密闭时，继电器吸合并打开紫外灯，装置未密闭时，紫外灯关闭，系统开发板接收传感器和装置密闭检测模块的数据，并传输给显示模块，电源模块为一种用于百草枯检测的便携式装置提供电源；/n1.2第二步是便携式装置对百草枯的检测：量取2mL浓度为10mg/mL量子点荧光探针加入至石英比色皿中，然后用微量进样器量取200uL浓度为10...

【技术特征摘要】
1.一种用于百草枯检测的便携式装置，其特征在于：包括传感器、样品池、显示模块、装置密闭检测模块、光源控制模块、系统开发板和电源模块，该装置将光学信号转换为数字信号，检测百草枯分子的荧光强度RGB值，随着百草枯浓度的增加，量子点荧光探针的荧光强度逐渐下降，通过荧光强度数值与目标分析物百草枯浓度的对应关系，实现对百草枯农药残留的检测，该便携式装置的制备过程包括如下两个步骤：
1.1第一步是用于百草枯检测的便携式装置的组建：首先，组建传感器，其次，组装样品池、显示模块、装置密闭检测模块、光源控制模块，最后是系统开发板和电源模块，其中传感器是摄像头，实现采集量子点荧光探针的荧光强度数据，样品池是由方形的硬纸板槽组成，用来盛放四面石英的比色皿，当便携式装置密闭且紫外灯照射下，待测溶液会产生荧光，液晶屏显示荧光强度RGB值与红外状态，装置密闭检测模块为红外装置，当前方出现遮挡物，发射端发出的红外线会在碰触到遮挡物时发生反射，此时接收端会收到红外信号，红灯亮起的同时在显示屏中显示normal，当前方无遮挡物，接收端无法接收到红外信号，绿灯亮起的同时在显示屏中显示wrong，光源控制模块是紫外线灯，在红外装置检测到便携式量子点荧光探针装置密闭时，继电器吸合并打开紫外灯，装置未密闭时，紫外灯关闭，系统开发板接收传感器和装置密闭检测模块的数据，并传输给显示模块，电源模块为一种用于百草枯检测的便携式装置提供电源；
1.2第二步是便携式装置对百草枯的检测：量取2mL浓度为10mg/mL量子点荧光探针加入至石英比色皿中，然后用微量进样器量取200uL浓度为10-10mol•L-1百草枯溶液加入到上述石英比色皿中，摇匀后，将石英比色皿放置在便携式装置的样品池，在密闭的装置和紫外灯的照射下，打开摄像头采集此时溶液的RGB值，10-9mol•L-1，10-8mol•L-1，10-7mol•L-1和10-6mol•L-1的百草枯溶液...

【专利技术属性】
技术研发人员：高大明，倪才雨，储忠，赵家东，汪志辉，朱德春，陈红，赵晓晓，
申请(专利权)人：合肥学院，
类型：发明
国别省市：安徽;34