一种黄曲霉毒素检测装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种黄曲霉毒素检测装置，包括：照明系统，发出的紫外光激发待测物料中的黄曲霉毒素产生荧光信号；反射系统，对荧光信号进行反射；反射光栅，将反射系统反射过来的荧光信号剪切为多个光束；光电探测单元，采集多个光束干涉形成的干涉图；以及处理单元，连接于光电探测单元，处理单元根据干涉图获取多个光束对应的多个方向的差分位相，并根据多个差分位相得到待测位相信息以确定待测物料中是否含有黄曲霉毒素。通过干涉成像获得待测样品的相位图像，与紫外荧光成像技术相比可以提高图像对比度，提高检测准确性；还通过采用多个方向差分波面获得待测物料的位相信息，进一步提高了位相检测的准确度。

【技术实现步骤摘要】
一种黄曲霉毒素检测装置
本技术涉及光学检测
，具体来说，涉及一种黄曲霉毒素检测装置。
技术介绍
黄曲霉毒素(Aflatoxin，简称AF)是由黄曲霉和寄生曲霉产生一种真菌有毒代谢产物，也是迄今发现的毒性最强的一类真菌毒素。黄曲霉毒素主要有AFB1(黄曲霉素B1)、AFB2、AFG1、AFG2、AFM1这5类。其中，AFB1的毒性最强，其毒性为氰化钾的10倍，为砒霜的68倍，为三聚氰胺的416倍。而且，AFB1致癌能力是二甲基硝胺的75倍，1993年国际肿瘤研究机构(InternationalAgencyforResearchonCancer，IARC)就已将其列为I类致癌物，其它4类被列为II类致癌物。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技术主要包括有损检测和无损检测两类。有损检测技术主要为基于物化原理(如：高效液相色谱法、液相色谱－质谱/质谱法等)，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。而无损检测技术具有对检测对象非破坏性的优点，成为人们研究的热点。目前报道的无损检测技术通常是利用紫外荧光强度像的检测技术，其主要利用长波紫外照射待测对象激发可见荧光，并结合相机获得可见荧光强度像。目前利用此技术进行黄曲霉毒素检测的有公开号CN105044062A的专利公开了一种黄曲霉毒素在线检测装置及采用该装置的物料分选设备)和公开号CN103234945A的专利公开了一种黄曲霉毒素检测及分选装置等。由于此技术直接获取的是可见荧光图片，但通常紫外激发产生的荧光很弱，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。此外，干涉位相测量技术是利用光波干涉形成强度相干叠加的干涉图，进而从干涉图中获取待测对象物理量相关的位相分布。与前述光学成像技术相比，干涉位相测量技术具有大量程、高灵敏度和高精度的特点，已在精密光学检测领域得到广泛应用。2009年，PierreBon1等人在OpticsExpress发表论的题为“Quadriwavelateralshearinginterferometryforquantitativephasemicroscopyoflivingcells”论文中，报道了利用二维透射光栅剪切干涉仪获得弱光下活体生物的相位图像。其相对与直接获取图像，相位图像进一步提高了图像对比度。然而，此文中所报道检测装置光路整体采用透射式布局结构，其在一定程度了降低了光波传输透射强度，影响到干涉图强度分布，限制了位相测量精度的进一步提高。针对相关技术中的上述问题，目前尚未提出有效的解决方案。
技术实现思路
针对相关技术中的上述问题，本技术提出一种黄曲霉毒素检测装置，通过干涉成像获得待测样品的相位图像，可以提高图像对比度，提高检测准确性。本技术的技术方案是这样实现的：根据本技术的一个方面，提供了一种黄曲霉毒素检测装置，包括：照明系统，照明系统发出的紫外光激发待测物料中的黄曲霉毒素产生荧光信号；反射系统，对荧光信号进行反射；反射光栅，将反射系统反射过来的荧光信号剪切为多个光束；光电探测单元，采集多个光束干涉形成的干涉图；以及处理单元，连接于光电探测单元，处理单元根据干涉图获取多个光束对应的多个方向的差分位相，并根据多个差分位相得到待测位相信息以确定待测物料中是否含有黄曲霉毒素。优选地，处理单元包括顺序连接的：频谱分布获取子单元，对干涉图进行傅里叶变换得到多个方向对应的多个频谱分布；中心坐标获取子单元，获取多个频谱分布对应的1级频谱的多个中心坐标；频谱分布移动子单元，根据多个中心坐标分别将多个频谱分布移动至坐标原点处；包裹位相获取子单元，对移动后的多个频谱分布进行逆傅里叶变换，得到多个方向的包裹位相。其中，处理单元还包括：差分位相获取子单元，连接于包裹位相获取子单元，差分位相获取子单元利用位相展开对多个方向的包裹位相进行解包裹处理，以获取多个方向的差分位相。优选地，反射光栅将反射系统反射过来的荧光信号剪切为四个光束。优选地，处理单元包括：待测位相获取子单元，利用位相重构技术对多个方向的差分位相进行重构以得到待测位相信息。优选地，处理单元包括：对比子单元，将待测位相信息与预设位相信息进行对比，其中，预设位相信息为无感染黄曲霉素物料的位相信息；判断子单元，将对比结果与预设的差异阈值比较，以确定待测物料中是否含有黄曲霉毒素。优选地，反射光栅包括：基底；以及在基底的纵向和横向上阵列排布的反射部分和相位延迟反射部分，反射部分和相位延迟反射部分沿着纵向和横向相邻设置，相邻的反射部分和相位延迟反射部分之间设置有非反射非透光部分，其中，反射部分和非反射非透光部分设置在基底上方，相位延迟反射部分是对基底进行蚀刻形成的凹槽。其中，反射部分和相位延迟反射部分均呈正方形，反射部分和相位延迟反射部分的尺寸相同；对基底进行蚀刻以形成凹槽的蚀刻深度为荧光信号的平均波长的四分之一。本技术通过干涉成像获得待测样品的相位图像，相对于现有的紫外荧光成像技术可以提高图像对比度，提高检测准确性；还通过采用多个方向差分波面获得待测物料的位相信息，进一步提高了位相检测的准确度。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是根据本技术实施例的黄曲霉毒素检测装置的示意图；图2是根据本技术一个实施例的反射式二维位相光栅I的平面示意图；图3(a)和图3(b)分别是图2中反射式二维位相光栅I的波面干涉示意图及其频谱图；图4示是本技术另一个实施例的反射式二维位相光栅II的平面示意图；图5(a)和图5(b)是图4中反射式二维位相光栅II的波面干涉示意图及其频谱图。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。根据本技术的实施例，提供了一种黄曲霉毒素检测装置。如图1所示，根据本技术实施例的黄曲霉毒素检测装置包括：包括：照明系统(201A，201B)，照明系统(201A，201B)发出的紫外光激发待测物料102中的黄曲霉毒素产生荧光信号；反射系统202，对荧光信号进行反射；反射光栅203，将反射系统202反射过来的荧光信号剪切为多个光束；光电探测单元204，采集多个光束干涉形成的干涉图；以及处理单元205，连接于光电探测单元204，处理单元205根据干涉图获取多个光束对应的多个方向的差分位相，并根据多个差分位相得到待测位相信息以确定待测物料102中是否含有黄曲霉毒素。优选地，处理单元205包括顺序连接的：频谱分布获取子单元，对干涉图进行傅里叶变换得到多个方向对应的多个频谱分布；中心坐标获取子单元，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种黄曲霉毒素检测装置，其特征在于，包括：照明系统，所述照明系统发出的紫外光激发待测物料中的黄曲霉毒素产生荧光信号；反射系统，对所述荧光信号进行反射；反射光栅，将所述反射系统反射过来的荧光信号剪切为多个光束；光电探测单元，采集所述多个光束干涉形成的干涉图；以及处理单元，连接于所述光电探测单元，所述处理单元根据所述干涉图获取所述多个光束对应的多个方向的差分位相，并根据所述多个差分位相得到待测位相信息以确定所述待测物料中是否含有黄曲霉毒素。

【技术特征摘要】
1.一种黄曲霉毒素检测装置，其特征在于，包括：照明系统，所述照明系统发出的紫外光激发待测物料中的黄曲霉毒素产生荧光信号；反射系统，对所述荧光信号进行反射；反射光栅，将所述反射系统反射过来的荧光信号剪切为多个光束；光电探测单元，采集所述多个光束干涉形成的干涉图；以及处理单元，连接于所述光电探测单元，所述处理单元根据所述干涉图获取所述多个光束对应的多个方向的差分位相，并根据所述多个差分位相得到待测位相信息以确定所述待测物料中是否含有黄曲霉毒素。2.根据权利要求1所述的黄曲霉毒素检测装置，其特征在于，所述处理单元包括顺序连接的：频谱分布获取子单元，对所述干涉图进行傅里叶变换得到多个方向对应的多个频谱分布；中心坐标获取子单元，获取所述多个频谱分布对应的1级频谱的多个中心坐标；频谱分布移动子单元，根据所述多个中心坐标分别将所述多个频谱分布移动至坐标原点处；包裹位相获取子单元，对移动后的所述多个频谱分布进行逆傅里叶变换，得到多个方向的包裹位相。3.根据权利要求2所述的黄曲霉毒素检测装置，其特征在于，所述处理单元还包括：差分位相获取子单元，连接于所述包裹位相获取子单元，所述差分位相获取子单元利用位相展开对所述多个方向的包裹位相进行解包裹处理，以获取所述多个方向的差分位相。4.根据权利要求1所述的黄曲霉毒素检测装...

【专利技术属性】
技术研发人员：颜天信，汪海，汪洪波，
申请(专利权)人：合肥泰禾光电科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：安徽,34