基于磁致伸缩生物传感的真菌毒素检测装置，包括待检测液体密封容器、蠕动泵、微控制系统、上位机、级联式真菌毒素测试容器和废液收集器，待检测液体密封容器内存放未知真菌毒素液体或已知真菌毒素液体，级联式真菌毒素测试容器内设置有若干个左右间隔的测试腔，待检测液体密封容器、蠕动泵、各个测试腔和废液收集器通过导管和双向直通变径快插接头依次串联连接，各个测试腔内均设置有磁致伸缩传感器，微控制系统分别与蠕动泵、上位机和各个磁致伸缩传感器信号连接。本发明专利技术设计科学，利用抗原抗体特异性结合的专一性，建立在相同条件下真菌毒素类型/浓度与磁致伸缩微悬臂梁谐振频率信号偏移值之间的对应关系，实现对多种真菌毒素浓度的同时检测。素浓度的同时检测。素浓度的同时检测。
【技术实现步骤摘要】
基于磁致伸缩生物传感的真菌毒素检测装置及其检测方法
[0001]本专利技术涉及真菌毒素检测
，具体的说，涉及一种基于磁致伸缩生物传感的真菌毒素检测装置及其检测方法。
技术介绍
[0002]在粮食储藏过程中，粮食自身和储粮环境中携带的各种细菌、霉菌等微生物容易导致粮食产生霉变，并代谢产生具有极强毒性和致癌性的各类真菌毒素，对粮食储藏安全带来极大的危害。每年因真菌毒素造成的粮食污染带来直接损失就高达680亿元以上，其原因是未能及时发现储粮存在真菌毒素污染。现有的真菌毒素检测装置和方法，虽然能够获得很高的真菌毒素检测精度，但是普遍存在需要大型仪器和专业人员参与，检测过程复杂，检测时间长，对标准试剂消耗量大，单次检测费用较高，难以满足粮库现场快速检测的需要。为此，迫切需要研究一种新的低成本、高精度适合粮库现场真菌毒素快速检测需求的检测理论与方法。
技术实现思路
[0003]本专利技术的目的是提供一种基于磁致伸缩生物传感的真菌毒素检测装置及其检测方法，本专利技术设计科学，利用抗原抗体特异性结合的专一性，建立在相同条件下真菌毒素类型/浓度与磁致伸缩微悬臂梁谐振频率信号偏移值之间的对应关系，实现对多种真菌毒素浓度的同时检测。
[0004]为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：基于磁致伸缩生物传感的真菌毒素检测装置，包括待检测液体密封容器、蠕动泵、微控制系统、上位机、级联式真菌毒素测试容器和废液收集器，待检测液体密封容器内存放未知真菌毒素液体或已知真菌毒素液体，待检测液体密封容器的顶部设置有含单向阀的液体注射器，级联式真菌毒素测试容器内设置有若干个左右间隔的测试腔，待检测液体密封容器、蠕动泵、各个测试腔和废液收集器通过导管和双向直通变径快插接头依次串联连接，废液收集器连接的导管上设置止流阀，各个测试腔内均设置有磁致伸缩传感器，微控制系统分别与蠕动泵、上位机和各个磁致伸缩传感器信号连接。
[0005]微控制系统包括微控制器、按键、显示屏、函数发生器和信号功率放大器，微控制器分别与上位机、蠕动泵、各个磁致伸缩传感器、按键、显示屏、函数发生器和信号功率放大器信号连接。
[0006]级联式真菌毒素测试容器包括玻璃晶片，各个左右间隔的测试腔通过微流控加工方法加工在玻璃晶片上。
[0007]磁致伸缩传感器包括磁致伸缩微悬臂梁、平面激励线圈和平面感应线圈，磁致伸缩微悬臂梁固定设置在其中一个测试腔内，磁致伸缩微悬臂梁上设置有磁致伸缩薄膜，磁致伸缩薄膜的表面包被有特定毒素抗体，平面激励线圈和平面感应线圈分别固定连接在测试腔前侧和后侧的玻璃晶片上，信号功率放大器与平面激励线圈信号连接，平面激励线圈
与磁致伸缩薄膜信号连接，磁致伸缩薄膜与平面感应线圈信号连接，平面感应线圈通过谐振检测电路与微控制器信号连接。
[0008]基于磁致伸缩生物传感的真菌毒素检测装置的检测方法，具体包括以下步骤：第一步，确定磁致伸缩微悬臂梁的最佳共振频率，并建立在相同条件下真菌毒素类型/浓度与磁致伸缩微悬臂梁谐振频率信号偏移值之间的对应关系，建立不同类型/浓度真菌毒素检测的标准；第二步，根据对特定真菌毒素检测的要求，配置级联式真菌毒素测试容器、磁致伸缩传感器的个数，在微控制器的控制指令驱动下，将待检测液体（含多种真菌毒素）通过蠕动泵注入各测试腔中，在30min后，微控制器记录各个磁致伸缩微悬臂梁谐振频率数值，若某个测试腔内的磁致伸缩微悬臂梁谐振频率发生了偏移，则判断出待检测液体中含有相应的真菌毒素；依据事先建立好的真菌毒素类型/浓度与磁致伸缩微悬臂梁谐振频率信号偏移值之间的对应关系，再确定待检测液体中相应的真菌毒素浓度，实现对多种真菌毒素浓度的同时检测；第三步，通过微控制器将检测的谐振信号数据进行实时记录传输给上位机，在便携式计算机上打印形成检测报告。
[0009]步骤（一）具体为：将特定液体（无真菌毒素）通过液体注射器注入到待检测液体密封容器中，关闭止流阀，启动蠕动泵，微控制器控制蠕动泵向各测试腔注入特定液体，关闭蠕动泵，根据微控制器内获取最佳共振频率算法调节确定函数发生器的信号类型、激振频率、功率放大器的功率，实现系统参数标定，微控制器的控制命令通过按键或上位机进行发出，微控制器控制函数发生器产生交变励磁信号，经过信号功率放大器后，施加在平面激励线圈上，平面激励线圈产生交变磁场，包被有特定毒素抗体的磁致伸缩薄膜在交变磁场中产生周期性形变，磁致伸缩微悬臂梁受迫振动，当交变磁场频率等于磁致伸缩薄膜谐振频率时，则磁致伸缩薄膜形变量最大，磁致伸缩微悬臂梁产生谐振，磁致伸缩微悬臂梁的谐振信号传至平面感应线圈，平面感应线圈通过谐振检测电路将谐振信号传至微控制器，微控制器处理谐振信号得到磁致伸缩微悬臂梁的谐振频率，如此确定磁致伸缩微悬臂梁最佳共振频率，并在显示屏上显示，打开止流阀，使各个测试腔中的特定液体流入废液收集器中，以此为基础，通过蠕动泵分别向各个测试腔中注入不同类型/浓度真菌毒素的标准试剂，并分别测得磁致伸缩微悬臂梁的谐振频率信号偏移值，建立在相同条件下真菌毒素类型/浓度与磁致伸缩微悬臂梁谐振频率信号偏移值之间的对应关系，建立不同类型/浓度真菌毒素检测的标准，完成测试后需要将测试后的液体排出到废液收集器中，并使用清水对待检测液体密封容器和各个测试腔进行清洗。
[0010]本专利技术相对现有技术具有突出的实质性特点和显著的进步，具体地说，本专利技术利用抗原抗体特异性结合的专一性，设置多个测试腔，测试腔中设置磁致伸缩传感器，磁致伸缩传感器的磁致伸缩微悬臂梁上设置有磁致伸缩薄膜，磁致伸缩薄膜的表面包被有特定毒素抗体，首先确定磁致伸缩微悬臂梁的最佳共振频率，并建立在相同条件下真菌毒素类型/浓度与磁致伸缩微悬臂梁谐振频率信号偏移值之间的对应关系，建立不同类型/浓度真菌毒素检测的标准，将待检测液体（含多种真菌毒素）通过蠕动泵注入各测试腔中，在30min后，微控制器记录各个磁致伸缩微悬臂梁谐振频率数值，若某个测试腔内的磁致伸缩微悬臂梁谐振频率发生了偏移，则判断出待检测液体中含有相应的真菌毒素；依据事先建立好
的真菌毒素类型/浓度与磁致伸缩微悬臂梁谐振频率信号偏移值之间的对应关系，再确定待检测液体中相应的真菌毒素浓度，实现对多种真菌毒素浓度的同时检测。
[0011]本专利技术设计科学，利用抗原抗体特异性结合的专一性，建立在相同条件下真菌毒素类型/浓度与磁致伸缩微悬臂梁谐振频率信号偏移值之间的对应关系，实现对多种真菌毒素浓度的同时检测。
附图说明
[0012]图1是本专利技术的整体装置结构示意图。
[0013]图2是本专利技术的各部件控制框图。
[0014]图3是本专利技术对黄曲霉毒素B1、玉米赤霉烯酮、赭曲霉毒素、伏马毒素、脱氧雪腐镰刀菌烯醇同时检测的工作原理框图。
具体实施方式
[0015]以下结合附图进一步说明本专利技术的实施例。
[0016]如图1
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3所示，基于磁致伸缩生物传感的真菌毒素检测装置，包括待检测液体密封容器1、蠕动泵2、微控制系统3、上位机4、级联式真菌毒素测试容器5和废液本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.基于磁致伸缩生物传感的真菌毒素检测装置，其特征在于：包括待检测液体密封容器、蠕动泵、微控制系统、上位机、级联式真菌毒素测试容器和废液收集器，待检测液体密封容器内存放未知真菌毒素液体或已知真菌毒素液体，待检测液体密封容器的顶部设置有含单向阀的液体注射器，级联式真菌毒素测试容器内设置有若干个左右间隔的测试腔，待检测液体密封容器、蠕动泵、各个测试腔和废液收集器通过导管和双向直通变径快插接头依次串联连接，废液收集器连接的导管上设置止流阀，各个测试腔内均设置有磁致伸缩传感器，微控制系统分别与蠕动泵、上位机和各个磁致伸缩传感器信号连接。2.根据权利要求1所述的基于磁致伸缩生物传感的真菌毒素检测装置，其特征在于：微控制系统包括微控制器、按键、显示屏、函数发生器和信号功率放大器，微控制器分别与上位机、蠕动泵、各个磁致伸缩传感器、按键、显示屏、函数发生器和信号功率放大器信号连接。3.根据权利要求2所述的基于磁致伸缩生物传感的真菌毒素检测装置，其特征在于：级联式真菌毒素测试容器包括玻璃晶片，各个左右间隔的测试腔通过微流控加工方法加工在玻璃晶片上。4.根据权利要求3所述的基于磁致伸缩生物传感的真菌毒素检测装置，其特征在于：磁致伸缩传感器包括磁致伸缩微悬臂梁、平面激励线圈和平面感应线圈，磁致伸缩微悬臂梁固定设置在其中一个测试腔内，磁致伸缩微悬臂梁上设置有磁致伸缩薄膜，磁致伸缩薄膜的表面包被有特定毒素抗体，平面激励线圈和平面感应线圈分别固定连接在测试腔前侧和后侧的玻璃晶片上，信号功率放大器与平面激励线圈信号连接，平面激励线圈与磁致伸缩薄膜信号连接，磁致伸缩薄膜与平面感应线圈信号连接，平面感应线圈通过谐振检测电路与微控制器信号连接。5.如权利要求4所述的基于磁致伸缩生物传感的真菌毒素检测装置的检测方法，其特征在于：具体包括以下步骤：第一步，确定磁致伸缩微悬臂梁的最佳共振频率，并建立在相同条件下真菌毒素类型/浓度与磁致伸缩微悬臂梁谐振频率信号偏移值之间的对应关系，建立不同类型/浓度真菌毒素检测的标准；第二步，根据对特定真菌毒素检测的要求，配置级联式真菌毒素测试容器、磁致伸缩传感器的个数，在微控制器的控制指...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵志科，吴才章，胡良，卫黄河，黄文昊，
申请(专利权)人：河南工业大学，
类型：发明
国别省市：
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