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原文传递实时原位检测抗生素的微传感器检测系统及其检测方法

专利名称：	实时原位检测抗生素的微传感器检测系统及其检测方法
摘要：	本发明公开了一种实时原位检测抗生素的微传感器检测系统及其检测方法，包含箱体、三维位移控制台、信号采集模块、信息处理模块、无线通信模块、显示界面、电源模块、移动终端设备等模块。移动终端设备通过无线通信模块与检测系统通信连接，用户可以在移动终端设备上调整工作参数实现对检测系统的控制，并能接收检测系统的分析数据与报告，让系统的操作更加人性化，从而减少了体积。系统采用电化学方法进行检测，利用微传感器的传质速率快、检出限低、体积小，磁性分子印迹聚合物的特异性识别抗生素等特点，实现对抗生素实时地检测，可以应用于科学研究、食品安全、农业环保等多个领域的检测分析。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	浙江;33
申请人：	杭州电子科技大学
发明人：	林君;杨王辉;黄智淼;梁梓萱;辛青
专利状态：	有效
申请日期：	2019-06-24T00:00:00+0800
发布日期：	2019-10-18T00:00:00+0800
申请号：	CN201910548284.0
公开号：	CN110346428A
代理机构：	杭州君度专利代理事务所(特殊普通合伙)
代理人：	杨舟涛
分类号：	G01N27/26(2006.01);G;G01;G01N;G01N27
申请人地址：	310018 浙江省杭州市下沙高教园区2号大街
主权项：	1.实时原位检测抗生素的微传感器检测系统，包括箱体、三维位移控制台、信号采集模块、信息处理模块、无线通信模块、显示屏幕、电源模块、移动终端设备；其特征在于：所述的信号采集模块包括温度传感器、PH传感器、微传感器；信号处理模块包括降噪模块、信号放大模块、信号分析模块、微控制器；显示屏幕与微控制器有线连接；电源模块与微控制器有线连接；无线通信模块与微控制器有线连接；降噪模块与信号放大模块有线连接；信号放大模块与信号分析模块有线连接；降噪模块与微控制器有线连接；信号放大模块与微控制器有线连接；信号采集模块与降噪模块有线连接；信号分析模块与微控制器有线连接；无线通信模块与移动终端设备以无线连接的方式实现通信；所述的箱体作为检测系统的各个模块的载体，为模块提供物理支撑；信号采集模块，用于检测待测溶液中的温度、PH值、抗生素浓度，以电化学信号的方式进行采集，信号采集模块中温度传感器，用于采集待测溶液的温度信息；信号采集模块中PH传感器，用于采集待测溶液的pH信息；信号采集模块中微传感器，用于采集待测溶液中的抗生素浓度；所述的信号处理模块，用于处理、计算、分析微传感器采集到的信号；信号处理模块中降噪模块，用于对微传感器、PH传感器、温度传感器采集到的电化学信号进行预处理，减少噪声信号的干扰；信号处理模块中信号放大模块，用于对降噪处理后的电化学信号进行多级放大；信号处理模块中信号分析模块，对处理后的电化学信号进行分析计算，与标准工作曲线进行比对，结合溶液PH值、温度数值进行修正后，获得待测样品中抗生素浓度数据，输出抗生素实时浓度、抗生素浓度随时间变化的曲线、分析报告等信息；信号采集模块中微控制器用于整个检测流程的自动化控制；所述的电源模块为检测系统的各个模块提供稳定的低噪声直流电源；三维位移控制台，用于控制微传感器，并使微传感器实现X轴、Y轴、Z轴三个维度上的移动，提高检测系统检测的精确性；显示屏幕，显示抗生素实时浓度、抗生素浓度随时间变化的曲线、待测样品的实时温度、实时PH值、分析报告等信息；无线通信模块用于实现移动终端设备与检测系统之间的通信；移动终端设备通过无线通信模块与检测系统进行通信，用于控制检测系统的工作模式与工作参数，以及接收检测系统的分析数据与报告；所述的微传感器与三维位移控制台连接，三维位移控制台用于固定微传感器并实现X\Y\Z轴的移动；三维位移控制台前端为一个固定夹，用于固定微传感器；控制台具有X轴、Y轴、Z轴三自由度，分别在X方向、Y方向、Z方向进行移动，转动调节螺母，实现固定装置在单维度上的移动，移动精度达到微米级；控制台表面涂有一层聚四氟乙烯；移动终端设备用于控制检测系统，用户能够在移动终端设备中设定系统初始化参数，包括电化学检测模式、电压大小、精度范围、报警阈值信息，通过无线通信模块发送至微控制器，实现对系统的初始化设置。 2.如权利要求1所述的实时原位检测抗生素的微传感器检测系统，其特征在于：所述的箱体为矩形。 3.如权利要求1所述的实时原位检测抗生素的微传感器检测系统，其特征在于：所述的微传感器，由毛细玻璃管外壳、铂丝、铜丝组成，铂丝尖端的表面涂有PFSA高分子膜，在PFSA膜均匀镶嵌着磁性分子印迹聚合物。 4.如权利要求3所述的实时原位检测抗生素的微传感器检测系统，其特征在于：所述的微传感器的毛细玻璃管外壳尖端外部由毛细玻璃管进行包裹，在使用过程中玻璃保护层有效防止溶液流入电极内部，保护其内部电极丝。 5.如权利要求3所述的实时原位检测抗生素的微传感器检测系统，其特征在于：所述的磁性分子印迹聚合物，其核心为超顺磁性Fe3O4，超顺磁性Fe3O4的外部包裹着一层SiO2，SiO2层的外包裹着一层分子印迹聚合物组成，用于特异性识别溶液中的抗生素。 6.一种实时原位检测抗生素的检测方法，其特征在于：具体包括以下步骤：步骤一：打开系统电源，检查系统各部件的连接情况，等待显示屏读数稳定；步骤二：通过移动终端设备设置检测系统的电化学检测模式、电压大小、精度范围、报警阈值等信息，通过无线通信模块对检测系统设置初始化；步骤三：用三维位移控制台装夹微传感器，并用0.5M～3M的氯化钾溶液润洗微传感器、PH传感器、温度传感器；步骤四：将PH传感器、温度传感器插入待测样品，调节三维位移控制台调节螺母，将微传感器小心放入待测溶液中；步骤五：微传感器、PH传感器、温度传感器采集待测样品的实时抗生素浓度、PH值、温度；步骤六：微传感器、PH传感器、温度传感器将采集到的电化学信号传入信号处理模块，经降噪、放大、分析处理后，得到分析结果；步骤七：将原始数据发送至移动终端设备，并在显示屏幕、移动终端设备上显示抗生素实时浓度、抗生素浓度随时间变化的曲线、分析报告信息，；步骤八：结束电化学测试，关闭电源，调节三维位移控制台调节螺母，将微传感器、PH传感器、温度传感器移出待测溶液，用0.5M～3M的氯化钾溶液润洗后密封保存。
所属类别：	发明专利