[发明专利]用于检测婴儿配方奶粉的荧光型化学传感器阵列及利用其检测婴儿配方奶粉的方法

说明书

本发明提供一种用于检测婴儿配方奶粉的荧光型化学传感器阵列即利用其检测婴儿配方奶粉的方法。该荧光型化学传感器阵列包括以下传感器单元：第一传感器单元，所述第一传感器单元为具有式I所示结构的化合物(即PPE2)，第二传感器单元，所述第二传感器单元为具有式II所示结构的化合物(即PPE‑SO3)，第三传感器单元，所述第三传感器单元为具有式III所示结构的化合物(即PPE‑N1)，其中，式I、式II、式III中，n各自独立地为9‑60。本发明利用荧光型化学传感器阵列以及LDA模式识别算法可以实现对不同种类不同产地以及不同品牌的婴儿配方奶粉的检测区分，并且可以将传感器阵列进行优化，实现用最少数量的传感单元完成区别检测的目的。

技术领域

本发明属于化学传感器领域，具体涉及一种用于检测婴儿配方奶粉的荧光型化学传感器阵列，利用其检测婴儿配方奶粉的方法以及评价和优化用于检测婴儿配方奶粉的传感器阵列的方法。

背景技术

婴儿配方奶粉的识别对于新生儿的健康和市场经济至关重要。当母亲由于种种原因无法用母乳喂养时，新生儿的成长和发育与婴儿配方奶粉的品质紧密相关。目前市场上存在很多有着不同品牌，种类，产地和价格范围的商业婴儿配方奶粉，为了更高的利益，不同来源的婴儿配方奶粉的价格差异产生了存在假冒伪劣产品的潜在风险。如今人们对婴儿健康成长的重视以及对高品质的婴儿奶粉的要求使得社会对简单便携、响应灵敏的奶粉检测设备需求越来越大。

现有的奶粉检测方法是对奶粉中的脂肪、蛋白质、钙、磷、铁等多个项目进行逐一检测，从而评价品质。虽然可以达到较高的检测精度，然而该类检测方法依赖于专业的技术人员和大型昂贵的设备，且样品预处理十分繁琐，使得其使用范围多局限在实验室内，不适于现场检测。

传统的特异性单一传感器遵循“一种传感器对应一种分析物”的“钥匙-锁”模型，使用具有高度选择性的特异性分子来检测分析物。然而该种方法要求对每一种分析物都要设计对应的特异性传感器。对传感器设计及优化过程较为复杂，费时费力。

化学传感器阵列使用一系列非选择性或者半选择性的传感器单元构建成阵列，每个传感器单元单独与分析物产生不同的反应信号，这些反应信号的总和构成了该传感器阵列对检测物的响应模式，通过对每一种待测物的响应模式的分析，与数据库中已知模式对比，实现对物质的识别检测，从而避免了单一传感器对特异性受体的依赖性，大大拓展了可检测物的范围。荧光型化学传感器阵列利用一系列具有交叉响应的荧光分子构建传感器阵列对分析物进行检测，通过对荧光信号变化的分析来实现对待测组分的鉴别。具有灵敏度高、无需参照体系、输出信号丰富，以及响应迅速等特点，十分符合现今社会需求。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于检测婴儿配方奶粉的荧光型化学传感器阵列及利用其检测婴儿配方奶粉的方法，以及评价和优化用于检测婴儿配方奶粉的传感器阵列的方法。

本发明的发明人在研究中发现，婴儿配方奶粉中所含的物质和荧光分子通过静电和亲疏水性相互作用，从而使得荧光分子发生荧光信号的改变。利用机器学习算法对信号的变化进行识别分析，能够实现不同奶粉之间的区别检测。由于不同的荧光分子对于奶粉的区别检测的贡献度是不同的，因此以算法组内方差/组间方差作为评价标准对不同的荧光分子的贡献度进行评价，筛选出响应贡献最大的分子，并利用最少数量的分子实现不同种类不同产地以及不同品牌的区别检测。由此，提出本发明。

为了实现上述目的，本发明的第一方面是提供一种用于检测婴儿配方奶粉的荧光型化学传感器阵列，该荧光型化学传感器阵列包括以下传感器单元：

第一传感器单元，所述第一传感器单元为具有式I所示结构的化合物(即PPE2)，

第二传感器单元，所述第二传感器单元为具有式II所示结构的化合物(即PPE-SO3)，

第三传感器单元，所述第三传感器单元为具有式III所示结构的化合物(即PPE-N1)，