一种基于FRET原理的便携式检测设备制造技术

一种基于FRET原理的便携式检测设备属于食品水质安全检验技术领域，目的在于解决现有技术存在的成本昂贵、操作复杂和准确性低的问题。本实用新型专利技术包括激光光源、聚光系统、样品池、信号采集系统Ⅰ、信号采集系统Ⅱ、信号检测系统和数据处理系统；激光光源发出的光经聚光系统聚焦后照射到样品池中，促使FRET过程发生，FRET体系发射出的荧光信号分别由信号采集系统Ⅰ和信号采集系统Ⅱ采集并转换为电信号，所述电信号输入到信号检测系统，经信号检测系统转换成数字信号并输入到数据处理系统中，所述数字信号经数据处理系统处理获得所测物质的含量信息以及荧光共振能力转移的转化效率及误差分析信息。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于食品水质安全检验
，具体涉及一种基于FRET原理的便携式检测设备。
技术介绍
我国食品安全的状况并不乐观，添加剂的误用、滥用、各种工业、环境污染物的存在，水质污染严重，这些都对人民群众的身体健康带来严重威胁。因此，对食品中添加剂的含量、污染水源中重金属离子含量的检测显得尤为必要。目前，市面上存在的食品安全检测仪器是根据待测样品的吸光度对食品中的有害物质的浓度含量进行检测，无法精确测定有害物质的种类。同样，常用的重金属离子检测仪，采用的测量方法是阳极溶出伏安法，这种方法存在着一定的局限性，如检测的水源中含有矿物质，可能会与水中的其它污染物发生一些化学反应，会给用户带来误判，准确性低。两种仪器的成本都较为昂贵，且无法在同一台仪器下实现对食品中的添加剂和污染水源中的重金属离子进行检测。因此，一种操作简便、价格低廉的多功能便携式检测仪，才是为日常生活提供便捷服务的最有力工具，真正被人们所需要。焚光共振能量转移(FluorescenceResonance Energy Transfer, FRET)是一种非辐射能量跃迀，通过分子间的电偶极相互作用，将能量从供体激发态转移到受体激发态的过程，具体表现为供体荧光强度降低而受体荧光强度增强或猝灭。近年来，基于荧光共振能量转移(FRET)原理的检测手段已取得了一定的进展，尽管仍处于实验室阶段，且所用的检测设备较为昂贵，成型的便携式检测装置尚未出现，由荧光共振能量转移技术所构建的生物传感器已广泛应用于无机离子的测定、食品药物安全性、检测蛋白质分析、癌症研宄等诸多领域。
技术实现思路
本技术的目的在于提出一种基于FRET原理的便携式检测设备，解决现有技术存在的成本昂贵、操作复杂和准确性低的问题。为实现上述目的，本技术的一种基于FRET原理的便携式检测设备包括激光光源、聚光系统、样品池、信号采集系统1、信号采集系统I1、信号检测系统和数据处理系统；所述样品池分别与信号采集系统I和信号采集系统II连接，信号采集系统I和信号采集系统II分别与信号检测系统连接，所述信号检测系统与所述数据处理系统连接；激光光源发出的光经聚光系统聚焦后照射到样品池中，促使FRET过程发生，FRET体系发射出的荧光信号分别由信号采集系统I和信号采集系统II采集并转换为电信号，所述电信号输入到信号检测系统，经信号检测系统转换成数字信号并输入到数据处理系统中，所述数字信号经数据处理系统处理获得所测物质的含量信息以及荧光共振能力转移的转化效率及误差分析信息。所述激光光源采用波长为407nm，功率为5mW的蓝紫色激光二极管。所述聚光系统为平凸透镜。所述信号采集系统I包括滤光片A和硅光电池A，所述信号采集系统II包括滤光片B和硅光电池B。所述滤光片A为透光范围为532nm-655nm的高波通型滤光片，所述滤光片B采用低波通型滤光片和单通滤光片的组合，所述硅光电池A和硅光电池B的响应波段均为300_1000nm。所述样品池镀有金属膜。所述金属膜为金膜或银膜，金属膜的厚度为50nm。所述信号检测系统包括单片机主控系统、电压采集模块和串口通信模块；单片机主控系统通过电压采集模块接收信号采集系统I和信号采集系统II输出的电信号并转换成数字信号，所述数字信号通过串口通信模块传输到数据处理系统。所述数据处理系统由数据库和操控面板两部分组成，操控面板控制测量过程和调用、修改数据库，并实时检测荧光强度、待测样品浓度，将测得的浓度与国家标准作对比并在浓度超标时报警。本技术的有益效果为:采用本技术的一种基于FRET原理的便携式检测设备检测时，将检测物质及根据所需检测物质的类型选取合适的FRET体系的供受体，滴入样品池内，激光光源发出的光经平凸透镜照射在样品上促使FRET过程发生，信号采集系统I和信号采集系统II分别对供受体光进行采集，硅光电池A和硅光电池B将荧光信号转换成电信号输入单片机主控系统中，最后采用数据处理系统对经单片机主控系统获得的数字信号进行处理，获得所测物质的含量信息，并同时给出荧光共振能量转移的转化效率及误差分析等有用信息。本技术很好的弥补了传统检测中检测物质单一、检测成本昂贵、灵敏度低、无法精确确定所检测物质浓度等缺点。本技术无需采用激光器作为激发光源，光谱仪或分光光度计作为检测设备，直接将样品的光信号转化成数字信号输入计算机中，自动化完成对未知样品的测试。本技术提供的一种基于FRET原理的便携式检测设备，结合了荧光共振能量转移技术、光电信号的转换与探测技术以及数字信号的处理技术，采用自行制备的量子点纳米材料构建FRET体系，以其荧光强度高、荧光寿命长、稳定性强的优势，通过合理选择试剂实现对食品中有害添加剂、污染水中重金属离子等物质含量的快速检测。本技术结构设计简单、巧妙，操作简便、成本低廉、灵敏度高、准确性高，可批量成产，将在食品安全检验领域中得到长足发展。【附图说明】图1为本技术的一种基于FRET原理的便携式检测设备结构框图；图2为本技术的一种基于FRET原理的便携式检测设备结构示意图；图3为本技术的一种基于FRET原理的便携式检测设备的检测流程图；其中:1、娃光电池B，2、滤光片B，3、样品池，4、平凸透镜，5、滤光片A，6、娃光电池A0【具体实施方式】下面结合附图对本技术的实施方式作进一步说明。实施例一参见附图1和附图2，本技术的一种基于FRET原理的便携式检测设备包括激光光源、聚光系统、样品池3、信号采集系统1、信号采集系统I1、信号检测系统和数据处理系统；所述样品池3分别与信号采集系统I和信号采集系统II连接，信号采集系统I和信号采集系统II分别与信号检测系统连接，所述信号检测系统与所述数据处理系统连接；激光光源发出的光经聚光系统聚焦后照射到样品池3中，促使FRET过程发生，FRET体系发射出的荧光信号分别由信号采集系统I和信号采集系统II采集并转换为电信号，所述电信号输入到信号检测系统，经信号检测系统转换成数字信号并输入到数据处理系统中，所述数字信号经数据处理系统处理获得所测物质的含量信息以及荧光共振能力转移的转化效率及误差分析信息。所述激光光源采用波长为407nm，功率为5mW的蓝紫色激光二极管，其输出的光经过聚焦系统的平凸透镜4聚焦后，照射在样品池3上促使FRET过程发生。所述聚当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于FRET原理的便携式检测设备，其特征在于：包括激光光源、聚光系统、样品池(3)、信号采集系统Ⅰ、信号采集系统Ⅱ、信号检测系统和数据处理系统；所述样品池(3)分别与信号采集系统Ⅰ和信号采集系统Ⅱ连接，信号采集系统Ⅰ和信号采集系统Ⅱ分别与信号检测系统连接，所述信号检测系统与所述数据处理系统连接；激光光源发出的光经聚光系统聚焦后照射到样品池(3)中，促使FRET过程发生，FRET体系发射出的荧光信号分别由信号采集系统Ⅰ和信号采集系统Ⅱ采集并转换为电信号，所述电信号输入到信号检测系统，经信号检测系统转换成数字信号并输入到数据处理系统中，所述数字信号经数据处理系统处理获得所测物质的含量信息以及荧光共振能力转移的转化效率及误差分析信息。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：冯悦姝，刘丽炜，王永奔，李威，彭鑫，王嘉露，曲正，胡思怡，
申请(专利权)人：长春理工大学，
类型：新型
国别省市：吉林;22