一種用于手持式的適配體生物傳感器抗生素分析裝備制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種用于手持式的適配體生物傳感器抗生素分析裝備，包括適配體傳感器，電子監(jiān)測單元，信號檢測與處理單元，恒電位電路、微處理器，輸出顯示單元以及電源單元。三電極單元采用殼聚糖、戊二醛與鐵氰化鉀復合物修飾的工作電極，使用納米金膠將適配器固定到電極表面，制備適配器體傳感器，系統(tǒng)通過檢測適配體傳感器接觸抗生素前后電流的變化來測定抗生素的濃度，微弱電流信號進過信號檢測與處理單元進行I/V換能轉(zhuǎn)換，實時檢測和動態(tài)修正以及A/D轉(zhuǎn)換最終將數(shù)字信號輸入到微處理器進行處理與控制，電子監(jiān)測單元對電路中COMS放大、組合濾波等電路進行故障監(jiān)測。本實用新型提出的分析設(shè)備可對檢測對象中的抗生素殘留量的濃度進行報警、顯示、儲存和打印，裝置結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉，適合對抗生素殘留濃度進行現(xiàn)場快速檢測的場合。
【專利說明】一種用于手持式的適配體生物傳感器抗生素分析裝備
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于農(nóng)產(chǎn)品安全快速檢測【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種用于手持式的適配體生物傳感器抗生素分析裝備。
【背景技術(shù)】
[0002]食品安全是事關(guān)人民健康和構(gòu)建和諧社會的重大戰(zhàn)略問題。近年來，因環(huán)境污染、農(nóng)獸殘超標、添加劑濫用、貯藏不當?shù)纫蛩貛淼氖称钒踩珕栴}受到人們的廣泛關(guān)注。食品安全檢測在保障食品的安全中發(fā)揮著越來越大的作用。依賴于大型儀器如質(zhì)譜、色譜的實驗室分析檢測技術(shù)準確、可靠，但存在著周期長、專業(yè)性強、費用高等不足，難以及時、快速地監(jiān)控食品的安全狀況，不適合進行大量樣品的篩選。
[0003]傳統(tǒng)的抗生素殘留檢測方法主要有:氣相色譜(GC)、高效液相色譜法(HPLC)、色譜/質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)(GC/LC-MS)、毛細管電泳法(CE)、熒光分析。這些方法雖然選擇性好、靈敏度高、準確度高，可同時檢測多種元素或化合物，但其需要昂貴的儀器設(shè)備，樣品前處理過程繁瑣、費時，并且對分析人員的技術(shù)水平要求很高，不適用于現(xiàn)場快速檢測。與傳統(tǒng)的分析方法相比，生物傳感器具有如下特點:(I)較高的選擇性，因此不需要對被測組分進行分離，既不用對樣品進行預處理。(2)結(jié)構(gòu)簡單，體積小，使用方便，特別是手持式設(shè)備。(3)可實現(xiàn)連續(xù)在線檢測，使食品加工過程的質(zhì)量變的簡潔。(4)相應速度快，樣品用量少，與其他大型分析儀器相比，免疫傳感器制作成本低，且可反復使用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷和不足，本實用新型的目的在于，提供一種用于手持式的適配體生物傳感器抗生素分析裝備，本實用新型的分析裝備具有攜帶方便、檢測快速準確、操作簡單、可實現(xiàn)抗生素殘留的在線定性定量測量等優(yōu)點。
[0005]為了實現(xiàn)上述任務(wù)，本實用新型采用如下的技術(shù)解決方案:一種用于手持式的適配體生物傳感器抗生素分析裝備，包括適配體傳感器、電子監(jiān)測單元、信號檢測與處理單元、恒電位電路、微處理器、輸出顯示單元以及電源單元；所述的適配體傳感器產(chǎn)生的微電流信號通過信號檢測與處理單元輸送到微處理器，微處理器將處理結(jié)果輸送到輸出顯示單元；所述的電子監(jiān)測單元同時與三電極單元和信號檢測與處理單元相連；恒電位電路向工作電極與參比電極之間提供300mv的穩(wěn)定工作電壓；所述的信號檢測與處理單元包括換能裝置、信號調(diào)理、A/D轉(zhuǎn)換模塊；所述的適配體傳感器使用納米材料修飾工作電極后，將特定的抗生素適配體固定到電極表面；所述的信號檢測與處理單元的微處理器為XC2238N型號的英飛凌高性能芯片；所述分析裝備使用的是免疫傳感器，在適配體傳感器工作電極表面固定了特定的抗生素適配體，因此該分析設(shè)備可實現(xiàn)特定性的測定樣品是否含有某種抗生素，實現(xiàn)樣品的抗生素殘留定性定量測量。
[0006]本實用新型的有益效果是:三電極單元將適配體傳感器接觸抗生素前后由于免疫反應而導致微弱電流信號的變化通過檢測電路對信號進行采集。檢測電路將采集而來的微弱電流信號進行Ι/ν轉(zhuǎn)換，信號放大，組合濾波，A/D轉(zhuǎn)換最終將數(shù)字信號輸入到微處理器中進行處理和控制；電子檢測單元對系統(tǒng)內(nèi)的I/V轉(zhuǎn)換、信號放大、組合濾波電路以及COMS放大電路進行漏電故障監(jiān)測；電源單位為系統(tǒng)的各個單塊模塊提供能量，電源單元使用鋰離子電池組作為儲能載體。最后，微處理器將計算分析結(jié)果輸送到輸出顯示單元，顯示抗生素殘留的濃度、抑制度等參數(shù)。
[0007]該分析裝置結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉，適合對抗生素殘留濃度進行現(xiàn)場快速檢測的場
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【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]以下結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本實用新型作進一步的解釋說明。
[0009]圖1是該手持式適配體生物傳感器抗生素分析裝備的結(jié)構(gòu)框圖；
[0010]圖1中，三機電單元包括恒電位電路、適配體傳感器、靶分析物；信號檢測與處理單元包括換能裝置、信號調(diào)理、A/D轉(zhuǎn)換。
【具體實施方式】
[0011]圖1為本實用新型專利的結(jié)構(gòu)框圖，該分析裝備由適配體傳感器，電子監(jiān)測單元，信號檢測與處理單元，恒電位電路、微處理器，輸出顯示單元以及電源單元組成；其中適配體傳感器產(chǎn)生的微電流信號通過信號檢測與處理單元輸送到微處理器，微處理器將處理結(jié)果輸送到輸出顯示單元；電子監(jiān)測單元同時與三電極單元和信號檢測與處理單元相連；恒電位電路向工作電極與參比電極之間提供300mv的穩(wěn)定工作電壓；信號檢測與處理單元包括換能裝置、信號調(diào)理、A/D轉(zhuǎn)換模塊；適配體傳感器使用納米材料修飾工作電極后，將特定的抗生素適配體固定到電極表面；信號檢測與處理單元的微處理器為XC2238N型號的英飛凌高性能芯片；該分析裝備使用的是免疫傳感器，在適配體傳感器工作電極表面固定了特定的抗生素適配體，因此可實現(xiàn)特定性的測定樣品是否含有某種抗生素，實現(xiàn)樣品的抗生素殘留定性定量測量；電子檢測單元對系統(tǒng)內(nèi)的ΙΛ轉(zhuǎn)換、信號放大、組合濾波電路以及COMS放大電路進行漏電故障監(jiān)測。
[0012]本實用新型中適配體傳感器的制備方法為:
[0013](I)殼聚糖、戊二醛與鐵氰化鉀復合物的制備:首先配置2% (2ml/100ml)的醋酸溶液并用配好的醋酸溶液作為溶劑制備70mll.5% (1.5g/100ml)的殼聚糖溶液。把500ul的3mM的K3 [Fe (CN) 6]與ImL的殼聚糖溶液(400ul2 %殼聚糖溶液+600ul水)混合均衡超聲震蕩10分鐘得到清澈的黃色溶液。向上訴溶液加入100ul5%的戊二醛在超聲15分鐘后靜置36小時，殼聚糖、戊二醛與鐵氰化鉀復合物制備完成。(2)納米金膠的制備采用朽1檬酸三鈉熱還原氯金酸的方法。所有的玻璃器皿均用王水浸泡，洗漆干凈備用。配置200ml0.02%的氯金酸溶液，在劇烈攪拌下加熱至沸騰，然后迅速加入3ml 1%檸檬酸三鈉溶液，繼續(xù)攪拌25min (此間溶液由淡黃色轉(zhuǎn)為無色，然后變灰黑色，最后成酒紅色)，除去熱源后繼續(xù)攪拌至室溫下慢慢冷卻。將冷卻后的金膠溶液置于干凈的棕色玻璃瓶中于8°C冰箱中避光保存?zhèn)溆茫瑪?shù)月有效。(3)取6ul制備好的殼聚糖、戊二醛與鐵氰化鉀的復合物滴涂在預處理的玻碳電極表面，常溫干燥，用Ph7.5的磷酸銀緩沖液沖洗電機表面。(4)電機表面晾干后，取5ul納米金膠滴涂在電極表面，常溫下靜置至干燥，然后用超純凈水沖洗表面物理吸附的納米金，氮水吸干。(5)然后將5ul5mM的適配體滴在上述經(jīng)納米材料修飾好的電極上面，用橡膠帽蓋住防止水分的蒸發(fā)，5h后用超純凈水沖洗表面，晾干待用。(6)最后上述制備好的電極浸于用IM的疏基乙醇封閉lh，以封閉非特異性結(jié)合位點，適配體傳感器制作完成，保存在6 C條件下備用。
[0014]本實用新型的一種用于手持式的適配體生物傳感器抗生素分析裝備，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，檢測快速，可實現(xiàn)抗生素殘留的定性定量測量，具有精度高，抗干擾，低功耗等優(yōu)點，符合我國農(nóng)業(yè)、醫(yī)療化工領(lǐng)域內(nèi)的抗生素殘留檢測技術(shù)的發(fā)展要求。
【權(quán)利要求】
1.一種用于手持式的適配體生物傳感器抗生素分析裝備，其特征在于，包括適配體傳感器，電子監(jiān)測單元，信號檢測與處理單元，恒電位電路、微處理器，輸出顯示單元以及電源單元；所述的適配體傳感器產(chǎn)生的微電流信號通過信號檢測與處理單元輸送到微處理器，微處理器將處理結(jié)果輸送到輸出顯示單元；所述的電子監(jiān)測單元同時與三電極單元和信號檢測與處理單元相連；所述的恒電位電路向工作電極與參比電極之間提供300mv的穩(wěn)定工作電壓；所述的信號檢測與處理單元包括換能裝置、信號調(diào)理、A/D轉(zhuǎn)換模塊；所述的適配體傳感器使用納米材料修飾工作電極后，將特定的抗生素適配體固定到電極表面。
2.如權(quán)利要求1所述的一種用于手持式的適配體生物傳感器抗生素分析裝備，其特征在于，所述信號檢測與處理單元的微處理器為XC2238N型號的英飛凌高性能芯片。
3.如權(quán)利要求1所述的一種用于手持式的適配體生物傳感器抗生素分析裝備，其特征在于該分析裝備使用的是免疫傳感器，在適配體傳感器工作電極表面固定了特定的抗生素適配體，實現(xiàn)樣品的抗生素殘留定性定量測量。
【文檔編號】G01N33/53GK203758955SQ201420097650
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2014年3月5日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月5日
【發(fā)明者】張學明, 繆勇, 賈薇 申請人:薛濤