[发明专利]一种基于阵列式传感器的农药多残留检测仪

说明书

技术领域

本发明涉及一种农药多残留检测仪，尤其涉及一种基于阵列式传感器的农药残留检测仪，其融合了生物传感器检测技术和嵌入式系统设计方法，用于方便、迅速、准确的检测农产品中含有何种农药残留及是否超标。属于农产品安全检测技术领域。

背景技术

现在生产领域中应用的农药种类已经达到100多种，对农业保持丰收增产起到了很大的作用，其已成为重要的一种生产资料。伴随着改革开放的深入进行，在一些常熟地区，农药事业的发展速度变得很快。因农业机械化正在不断推进，农药的大面积使用是不可缺少的。但因农药的不合理的使用，造成了诸多的环境问题，如农田生态系统被破坏等。农药的大量使用，在保证了粮食等农作物大量稳产的同时，也带来了诸多的环境问题。在植物、土壤和水体中残留的农药有两种残存的形式：第一种保持原有的化学结构；第二种以化学转化后的产物或被生物降解产物的形式残存。因此，农药残留问题不容忽视。

目前农药残留分析的主要方法是气相色谱仪、液相色谱仪、气质联用仪、液质联用仪等，这些方法虽然分析精度高，定量准确，但其样品的前处理复杂、检测耗时长、成本高、需要技术熟练的操作人员。我国农药残留的速测方法是酶抑制试纸法和酶抑制分光光度法（农残快速检测仪），可以实现有机磷农药及氨基甲酸酯类农药的现场快速检测，具有较好的实用价值。速测卡是通过肉眼观察卡片的颜色变化，因此一般只能用于严重超标的蔬菜样品进行定性测量。酶抑制分光光度法的应用也比较广泛，国内已有多种农药残留速测仪均是基于此原理。分光光法的原理是基于吸光度的变化进行检测的，但蔬菜水果中大量的色素会对分光光度法造成很大的影响，导致检测结果的不准确。并且上述方法存在回收率低、错检、漏检比例较高、重复性差、难以满足低残留和定量检测的要求等缺点。

发明的目的在于针对现有技术的不足，设计提供一种基于阵列式传感器的农药残留检测仪，具有携带方便、检测快速准确、操作简单、可实现农药多残留同时检测等特点。

所述的一种基于阵列式传感器的农药残留检测仪其检测原理为：利用抗体与农药之间的特异性免疫反应，以抗体作为识别元件，采用固定化技术在工作电极表面固定不同种类的农药抗体，通过模拟多路开关使阵列式传感器中的一个工作电极与共用的参比电极和对电极接通。通过传感器在测试底液中导致的阻抗变化来确定样品中含有何种农药，并根据不同农药产生阻抗变化的标准曲线，确定样品中的农药的含量。

为了实现上述目的，本发明提供的一种基于阵列式传感器的农药多残留检测仪由检测电路、阵列式传感器、电源、按键、微控制器及显示屏构成。检测电路用来产生激励电压并施加到各免疫传感器上，随后采样激励后的响应信号并进行数字处理，将结果送入微控制器；微控制器及其上面运行的检测程序对输入信号进行再次处理，并对整个系统的运行进行控制和响应；按键用来输入指令和检测参数；显示屏用来量化输出呈现最终的检测结果，是用户与系统的交互界面；电源为整个系统供电。

本发明的一种基于阵列式传感器的农药多残留检测仪具体结构为：农药多残留检测仪由检测电路、阵列式传感器、模拟多路开关、电源、按键、微控制器及显示屏构成，其中：检测电路由供电电路、检测芯片、拨码开关、标定电阻、阵列式传感器、模拟多路开关构成。供电电路与微控制器和检测芯片相连，采用先经变压器降压再经滤波稳压的方法获得的+5V供电；芯片通过拨码开关与标定电阻相连，根据输入测量范围参数，通过拨码开关选择相应标定电阻，以此调整测量灵敏度；在微控制器的控制下，芯片产生激励电压施加到阵列式免疫传感器上并收集响应信号，经过离散型傅立叶变换后得到其实部与虚部，并将其输出到微控制器。微控制器上运行检测程序，将接收到的阻抗实部与虚部通过阻抗的模值与相角计算公式计算出阻抗的模值与相角，再经过校准后得出实际的阻抗值，与设定的反应前的阻抗值进行比较，得到变化率并对比标准曲线得出结论，送至显示屏显示。所述的显示屏与微控制器相连，用于显示数据及作为用户进行交互操作的窗口，显示屏采用LED12864，其功耗能够满足便携式设备的功耗要求。所述的按键与微控制器和检测电路相连，设有启动、开始、复位、停止按键和四个检测范围档位，用于输入相关指令和检测参数。所述电源与供电电路相连。