檢測貝類大田軟海綿酸毒素的便攜式分析系統(tǒng)設計.pdf

1、良好的海洋環(huán)境無疑能為國家的發(fā)展帶來便利，但隨著工業(yè)和社會的發(fā)展，海洋的污染問題日益加劇，引發(fā)了一系列生態(tài)和經濟問題。因此，實現對海洋環(huán)境的定期監(jiān)測十分必要。貝類水產品作為重要的經濟產物，受海洋污染的影響，時有貝類毒素超標的情況發(fā)生，可能導致食物中毒和貿易損失:其中大田軟海綿酸毒素(OA)在我國的分布廣泛，危害較大。但傳統(tǒng)的大田軟海綿酸檢測方法專業(yè)性強，檢測周期長，且實驗室遠離海岸線，無法滿足現場監(jiān)測的需要。所以，實現對大田軟海綿酸毒素

2、的便攜式檢測將極大地改善以上問題。
　　本文設計并實現了用于大田軟海綿酸毒素的便攜式分析系統(tǒng)，包括貝類樣品便攜式前處理系統(tǒng)和基于智能手機的便攜式檢測系統(tǒng)。首先對海洋環(huán)境的現狀以及污染情況進行了簡要介紹，并介紹了與貝類毒素相關的背景知識，以及相應的富集與檢測方法;然后分別從需求分析和系統(tǒng)設計對分析系統(tǒng)進行了介紹;最后對儀器的相關性能指標進行了測定，通過貝肉的加標樣品和實際樣品對分析系統(tǒng)進行了驗證實驗。該系統(tǒng)可應用于大田軟海綿酸毒素的

3、現場檢測，為海洋環(huán)境監(jiān)測和檢驗檢疫提供了新的方法，有利于更好地監(jiān)測海洋環(huán)境。
　　論文完成的主要工作和創(chuàng)新點如下:
　　1、完成了貝肉樣品大田軟海綿酸毒素的便攜式現場檢測前處理系統(tǒng)設計
　　為了減小因實驗操作習慣對實驗結果帶來的影響，提高現場檢測時貝肉樣品的前處理效率，設計并實現了便攜式前處理系統(tǒng)。依據行業(yè)標準并結合現場檢測需求，確定了前處理流程;依據確定下的前處理流程，為每個前處理操作設計了相對應功能模塊，并由微控制

4、器進行控制;設計了上位機控制軟件并定義通信協議，用戶可從用戶端實現對前處理系統(tǒng)各模塊的工作控制并了解當前前處理系統(tǒng)的工作狀態(tài)。最后測試了前處理系統(tǒng)的性能指標，結果表明由前處理系統(tǒng)處理的貝肉樣品中OA的回收率與手工前處理一致，當貝肉樣品中OA的加標濃度為80μg/kg時，儀器的回收率為90.8％。
　　2、完成了基于智能手機結合ELISA方法的OA現場檢測系統(tǒng)設計
　　基于智能手機的集合ELISA試劑盒檢測系統(tǒng)提供了實現了OA

5、的光學檢測方法，提供了恒溫環(huán)境供試劑盒的孵育，實現ELISA試劑盒的檢測。在檢測系統(tǒng)的硬件設計中，包含了適用于多孔板的結構、窄帶光源和溫控系統(tǒng)。結合智能手機檢測軟件，通過實驗驗證了檢測系統(tǒng)與酶標儀之間的一致性，同時也完成了對加標樣品和實際樣品中OA含量的檢測，通過計算可以得出檢測系統(tǒng)的檢測下限為0.196μg/L，準確度誤差不超過10％，精密度為5％。
　　3、完成了基于智能手機的多孔板圖像識別檢測算法及數據通訊
　　設計了

6、智能手機的檢測軟件，通過ELISA試劑盒的顯色反應進行檢測。使用手機的攝像頭拍攝反應終止時刻的多孔板圖像，根據溶液的顏色的互補色選擇合適的顏色通道并分割多孔板圖像進行分析。在使用空白校準去除背景干擾后，可以根據一系列濃度的OA標準物質溶液建立標定曲線，利用標定曲線對未知樣品中OA的濃度進行計算和分析。所得的結果以文檔格式保存在手機內，并通過郵件的方式進行遠程分享和歸檔。
　　4、完成了對加標貝肉樣品和實際貝肉樣品中OA含量的檢測<