谷物重金属快速检测仪及其检测方法技术

本发明专利技术公开了谷物重金属快速检测仪，包括支撑模块、检测模块、样品池、底液池、清洗模块、信号采集模块、控制模块、显示屏和警报器，检测模块包括检测探针和位移结构，检测探针与位移结构相固定连接，支撑模块包括直线运动结构和壳体，直线运动结构位于壳体内部，检测模块、清洗模块、样品池和底液池均位于壳体上方，检测模块与直线运动结构相固定连接，样品池和底液池位于检测探针下方，信号采集模块与控制模块均安装于壳体内部，控制模块分别与位移结构、信号采集模块、电磁阀、直线运动结构、警报器和显示屏相信号连接，信号采集模块与检测探针相信号连接，显示屏和警报器均嵌装于壳体上。本发明专利技术适用于对粮食中汞、铅、镉等重金属含量检测。测。测。

【技术实现步骤摘要】
谷物重金属快速检测仪及其检测方法


[0001]本专利技术涉及重金属检测
，特别是涉及谷物重金属快速检测仪及其检测方法。

技术介绍

[0002]镉、汞、铅、砷等重金属污染物通过食物链进入人体后，可使人体内蛋白质发生不可逆转的变性，从而导致消化系统、呼吸系统、神经系统、血液循环系统及生殖系统的组织和器官损伤，严重危害人体健康。近年来，为缩短通关时长，突出贸易便利化水平，更好地服务进出口企业，海关系统规划建设了一定数量的口岸初筛实验室，构建“口岸查验+口岸初筛室检验鉴定”的短流程，但是目前口岸初筛主要集中在动植物检疫方面，而食品农产品检验的口岸初筛，由于缺少便携、准确、高效的仪器设备尚未真正得到开展。粮食中重金属检测前处理耗时长，所用检测仪器多为原子吸收光谱分析仪、原子荧光光谱分析仪或电感耦合等离子体发射光谱仪，仪器价格昂贵、运行费用高、耗时长，不适用于现场测定，不满足口岸初筛的要求。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供谷物重金属快速检测仪及其检测方法。
[0004]根据本专利技术的一个方面，提供了谷物重金属快速检测仪，包括支撑模块、检测模块、样品池、底液池、清洗模块、信号采集模块、控制模块、显示屏和警报器，检测模块包括检测探针和位移结构，检测探针与位移结构相固定连接，支撑模块包括直线运动结构和壳体，直线运动结构位于壳体内部，检测模块、清洗模块、样品池和底液池均位于壳体上方，检测模块与直线运动结构相固定连接，样品池和底液池位于检测探针下方，信号采集模块与控制模块均安装于壳体内部，控制模块分别与位移结构、信号采集模块、电磁阀、直线运动结构、警报器和显示屏相信号连接，信号采集模块与检测探针相信号连接，显示屏和警报器均嵌装于壳体上。
[0005]本专利技术的有益效果：本专利技术通过设置位移结构带动检测探针伸入底液池和样品池内，底液池内承装底液，用于对酶传感器的电流信号检测，酶传感器对样品池内待检样品液进行重金属含量检测，直线运动结构带动检测模块前后运动，清洗模块对酶传感器进行清洗，便于酶传感器复位，用于下次检测，酶传感器可以快速、灵敏地对待检样品液中的重金属进行检测，信号采集模块将检测探针的信号转换后，发送给控制模块进行处理，并通过控制模块对位移结构、直线运动结构、电磁阀进行控制，显示屏显示检测结果。本专利技术利用酶传感器对样品进行重金属含量检测，具有高灵敏度、应答时间短、样品用量少、可反复多次使用的优点，适用于对粮食中的汞、铅、镉等重金属的含量检测，对进口粮食中重金属残留的口岸筛查、快速通关以及保障粮食质量安全具有重要意义。
[0006]在一些实施方式中，检测探针包括工作电极、参比电极和辅助电极，工作电极设有酶传感器和主体，酶传感器包括脲酶传感器、辣根过氧化物酶传感器和碱性磷酸酯酶传感
器，脲酶传感器、辣根过氧化物酶传感器和碱性磷酸酯酶传感器均安装于主体的顶端。工作电极、参比电极和辅助电极构成三电极系统，将脲酶传感器、辣根过氧化物酶传感器和碱性磷酸酯酶传感器在同一种基材即同一主体上建立检测阵列，相对应地用于样品液中汞、铅、镉三种重金属的含量检测。
[0007]在一些实施方式中，脲酶传感器从内向外依次包括基板、溅射层、氧化层、高分子材料层和脲酶固定层，基板为三氧化二铝陶瓷基板，溅射层为金 /三氧化二铝溅射层或铅/三氧化二铝溅射层中的一种，氧化层为阳极氧化铝层，高分子材料层为聚苯胺层、聚吡咯层或聚噻吩层中的一种。
[0008]在一些实施方式中，辣根过氧化物酶传感器为梳状电极，辣根过氧化物酶传感器从内向外依次包括基板、溅射层、纳米材料层和辣根过氧化物酶固定层，基板为三氧化二铝陶瓷基板，溅射层为铅/三氧化二铝溅射层或金/三氧化二铝溅射层中的一种，纳米材料层为石墨烯层或碳纳米管层中的一种。
[0009]在一些实施方式中，碱性磷酸酯酶传感器从内向外依次包括基板、溅射层、导电层、共聚物层和碱性磷酸酯酶层，基板为三氧化二铝陶瓷基板，溅射层为铅/三氧化二铝溅射层或金/三氧化二铝溅射层中的一种，导电层为离子液体层，共聚物层为全氟磺酸型聚合物层。
[0010]在一些实施方式中，信号采集模块包括第一信号转换器、第二信号转换器、第三信号转换器和恒电位仪，第一信号转换器、第二信号转换器和第三信号转换器分别与脲酶传感器、辣根过氧化物酶传感器和碱性磷酸酯酶传感器相一一对应电性连接，恒电位仪与辅助电极与参比电极相电性连接。第一信号转换器、第二信号转换器、第三信号转换器分别对应采集到脲酶传感器、辣根过氧化物酶传感器和碱性磷酸酯酶传感器对汞、铅、镉的检测信号，然后将信号进行转换，并发送给控制模块的微处理器进行数据处理，得到检测结果。恒电位仪用于维持辅助电极与参比电极的电位恒定。
[0011]在一些实施方式中，控制模块包括控制器和微处理器，微处理器的输出端与控制器的输入端相电性连接，控制器的输出端与显示屏和警报器相电性连接，微处理器的输入端与第一信号转换器、第二信号转换器和第三信号转换器相电性连接，恒电位仪与控制器相电性连接。微处理器将处理后的数据发送给控制器，控制器将数据发送给显示屏，进行显示。当重金属汞、铅、镉中任一种含量超标时，控制器相警报器发出信号，警报器发出报警提示。
[0012]在一些实施方式中，检测模块还包括支架，位移结构包括气缸和伸缩杆，气缸与支架相固定连接，伸缩杆的一端与气缸相轴连接，另一端与检测探针相固定连接，气缸与控制器相电性连接，清洗模块还包括支撑架，储液罐固定安装于支撑架上，电磁阀的一端与储液罐相连联通，另一端与冲洗管相联通。气缸工作时伸缩杆伸出，将检测探针向下移动伸入样品液中，进行检测；检测完毕后，伸缩杆收回，将检测探针向上移动离开样品液。储液罐内储备清洗液，电磁阀受控制器控制打开或关闭。打开时，清洗液通过冲洗管流出，冲洗检测探针。关闭时，清洗液不流出。
[0013]在一些实施方式中，直线运动结构包括电机、固定座、滚珠丝杆、滚珠丝套和限位块，电机安装于固定座上，滚珠丝套套设于滚珠丝杆上，滚珠丝杆的一端与电机相轴连接，另一端与限位块相固定连接，滚珠丝套与支架相固定连接，电机与控制器相电性连接。电机
受控制器控制启动，带动滚珠丝杆转动，滚珠丝套沿滚珠丝杆前后直线运动，将支架与检测模块一起带动前后直线移动。在检测完毕后，带动检测探针移动到冲洗管一侧，便于冲洗管对检测探针进行清洗。
[0014]在一些实施方式中，谷物重金属快速检测仪的检测方法，包括以下步骤：
[0015]S1，对谷物样品进行前处理，制备得到待测样品液，将所述待测样品液放入样品池内；
[0016]S2，使用所述谷物重金属快速检测仪的检测探针对底液池内的底液进行第一次检测，采集抑制前的电流信号；
[0017]S3，将检测探针取出，进行冲洗后，放入所述待测样品液中等待10分钟，便于对脲酶、辣根过氧化物酶和碱性磷酸酯酶的活性被抑制，取出检测探针并放入底液中进行第二次检测，采集谷物中重金属抑制后的电流信号；
[0018]S4，微处理器对两次电流信号进行处理，控制器将检测结果本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.谷物重金属快速检测仪，其特征在于，包括支撑模块、检测模块、样品池、底液池、清洗模块、信号采集模块、控制模块、显示屏和警报器，所述检测模块包括检测探针和位移结构，所述检测探针与所述位移结构相固定连接，所述支撑模块包括直线运动结构和壳体，所述直线运动结构位于所述壳体内部，所述检测模块、清洗模块、样品池和底液池均位于所述壳体上方，所述检测模块与所述直线运动结构相固定连接，所述样品池和底液池位于所述检测探针下方，所述信号采集模块与控制模块均安装于所述壳体内部，所述控制模块分别与所述位移结构、信号采集模块、电磁阀、直线运动结构、警报器和显示屏相信号连接，所述信号采集模块与所述检测探针相信号连接，所述显示屏和警报器均嵌装于所述壳体上。2.根据权利要求1所述的谷物重金属快速检测仪，其特征在于，所述检测探针包括工作电极、参比电极和辅助电极，所述工作电极设有酶传感器和主体，所述酶传感器包括脲酶传感器、辣根过氧化物酶传感器和碱性磷酸酯酶传感器，所述脲酶传感器、辣根过氧化物酶传感器和碱性磷酸酯酶传感器均安装于所述主体的顶端。3.根据权利要求2所述的谷物重金属快速检测仪，其特征在于，所述脲酶传感器从内向外依次包括基板、溅射层、氧化层、高分子材料层和脲酶固定层，所述基板为三氧化二铝陶瓷基板，所述溅射层为金/三氧化二铝溅射层或铅/三氧化二铝溅射层中的一种，所述氧化层为阳极氧化铝层，所述高分子材料层为聚苯胺层、聚吡咯层或聚噻吩层中的一种。4.根据权利要求2所述的谷物重金属快速检测仪，其特征在于，所述辣根过氧化物酶传感器为梳状电极，所述辣根过氧化物酶传感器从内向外依次包括基板、溅射层、纳米材料层和辣根过氧化物酶固定层，所述基板为三氧化二铝陶瓷基板，所述溅射层为铅/三氧化二铝溅射层或金/三氧化二铝溅射层中的一种，所述纳米材料层为石墨烯层或碳纳米管层中的一种。5.根据权利要求2所述的谷物重金属快速检测仪，其特征在于，所述碱性磷酸酯酶传感器从内向外依次包括基板、溅射层、导电层、共聚物层和碱性磷酸酯酶层，所述基板为三氧化二铝陶瓷基板，所述溅射层为铅/三氧化二铝溅射层或金/三氧化二铝溅射层中的一种，所述导电层为离子液体层，所述共聚物层为全氟磺酸型聚合物层。6.根据权利要求2所述的谷物重金属快速检测仪，其特征在于，所述所述信...

【专利技术属性】
技术研发人员：周衡刚，朱克卫，杨雪娇，徐正华，刘文龙，郑思珩，刘正华，王静静，何红想，董莹，陈国秋，王伟，
申请(专利权)人：黄埔海关技术中心，
类型：发明
国别省市：