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原文传递一种基于荧光比色和微流控技术的铅离子快速检测方法

专利名称：	一种基于荧光比色和微流控技术的铅离子快速检测方法
摘要：	本发明属于水产品中重金属安全检测技术领域，具体涉及一种基于荧光比色和微流控技术的铅离子快速检测方法；具体步骤为：荧光探针碳量子点‑铜纳米簇溶液的制备、微控流芯片的制备、图像采集平台的搭建，通过暗箱图像采集装置用于采集微流控芯片荧光颜色图像、荧光信息的获取、定量模型的构建和实际样品的检测；本发明将碳量子点‑铜纳米簇纳米复合体系与微流控技术相结合，制备微流控芯片，降低了试剂和样品消耗，大大节约了检测成本，提高了铅离子含量的检测效率；本发明首次将荧光比色、微流控芯片技术和数字图像处理技术相结合，实现水产品中铅离子的快速可视化检测，相比于其他快速检测手段，具有检测准确度高，稳定性强等优点。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	江苏;32
申请人：	江苏大学
发明人：	李文亭;石吉勇;邹小波;史永强;胡雪桃;石海军;黄晓玮;李志华
专利状态：	有效
申请日期：	2019-04-22T00:00:00+0800
发布日期：	2019-08-09T00:00:00+0800
申请号：	CN201910325548.6
公开号：	CN110108701A
分类号：	G01N21/78(2006.01);G;G01;G01N;G01N21
申请人地址：	212013 江苏省镇江市京口区学府路301号
主权项：	1.一种基于荧光比色和微流控技术的铅离子快速检测方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：制备得到碳量子点-铜纳米簇溶液，作为荧光探针；步骤二：S1、制备微流控芯片，所述微流控芯片包括样品接口(1)、反应池(2)、样品与反应池连接通道(3)、微泵接口(4)、反应池与微泵接口连接通道(5)；所述样品接口(1)的一端通过样品与反应池连接通道(3)与反应池(2)相连通；反应池(2)的另一端通过反应池与微泵接口连接通道(5)与微泵接口(4)连接； S2、取步骤一制备的碳量子点-铜纳米簇溶液加入反应池(2)，利用真空冷冻干燥机进行脱水处理；步骤三：搭建暗箱图像采集装置用于采集微流控芯片荧光颜色图像；所述装置包括芯片固定平台(6)、微流控芯片放置区(7)、显色区域(8)、紫外环形光源(9)和图像采集装置(10)；所述芯片固定平台(6)上表面中部设有凹槽，所述微流控芯片放置区(7)嵌入芯片固定平台(6)上表面中部的凹槽处；所述显色区域(8)固定在微流控芯片放置区(7)上；所述图像采集装置(10)位于显色区域(8)的正上方；所述紫外环形光源(9)环绕在图像采集装置(10)外围；步骤四：S1、首先配置不同浓度的铅离子标准样品，然后分别吸取不同浓度的铅离子标准样品于不同的微流控芯片反应池(2)中，与反应池(2)中的碳量子点-铜纳米簇溶液混合，得到铅离子标准样品混合液； S2、打开步骤三所述暗箱图像采集装置的紫外环形光源(9)，预热反应后，通过图像采集装置(10)对微流控芯片反应池(2)中铅离子标准样品混合液的荧光颜色进行图像采集，获得不同浓度的铅离子标准样品混合液对应的微控流芯片的RGB图像； S3、对步骤S2采集的微控流芯片RGB图像通过滤波、形态学运算、RGB转化为Lab颜色模式，其中L亮度，a为红色到绿色的颜色通道，b为黄色到蓝色的颜色通道；然后以Lab颜色模式中的单通道a的平均灰度值做归一化处理，得到归一化处理后的数据值；步骤五：以不同铅离子标准样品的浓度为自变量，以步骤四提取得到的不同浓度铅离子标准样品混合液对应的各单通道a的平均灰度值归一化处理后的数据值为因变量，线性拟合构建标准曲线；步骤六：首先对样品预处理得到消化液接下来按照步骤四进行操作，区别是将铅离子标准样品替换为消化液，得到单通道a的平均灰度值的归一化处理数据，带入步骤五构建的标准曲线中，实现未知样品中铅离子含量的检测。 2.根据权利要求1所述的一种基于荧光比色和微流控技术的铅离子快速检测方法，其特征在于，步骤二的S1中所述微流控芯片采用聚甲基丙烯酸甲酯材质。 3.根据权利要求1所述的一种基于荧光比色和微流控技术的铅离子快速检测方法，其特征在于，步骤二的S2中所述脱水处理的时间为24～48h。 4.根据权利要求1所述的一种基于荧光比色和微流控技术的铅离子快速检测方法，其特征在于，步骤三中所述图像采集装置(10)位于显色区域(8)的正上方5-10cm处；所述紫外环形光源(9)是半径为5-8cm的环形灯管。 5.根据权利要求1所述的一种基于荧光比色和微流控技术的铅离子快速检测方法，其特征在于，步骤四的S1中所述铅离子标准样品的浓度为0～50μM。 6.根据权利要求1所述的一种基于荧光比色和微流控技术的铅离子快速检测方法，其特征在于，步骤四的S1中所述铅离子标准样品与碳量子点-铜纳米簇溶液的体积比为1:3。 7.根据权利要求1所述的一种基于荧光比色和微流控技术的铅离子快速检测方法，其特征在于，步骤四的S2中所述预热反应的时间为3～6min。 8.根据权利要求1所述的一种基于荧光比色和微流控技术的铅离子快速检测方法，其特征在于，步骤四的S3中所述归一化处理公式为： Xnorm＝(X-Xmin)/(Xmax-Xmin) 其中Xnorm为归一化后的数据，X为原始数据，Xmax、Xmin分别为原始数据集的最大值和最小值。
所属类别：	发明专利