农药残留检测仪的制作方法
【专利摘要】农药残留检测仪，涉及农产品检测领域，解决了现有技术存在的问题。该检测仪包括：由单片机，与单片机电连接的储存器、A/D转换器和时间控制器组成的主控制器；分别与单片机电连接的LED光源组、微型打印器、液晶触控显示屏和蓄电池；与储存器电连接的USB接口；与A/D转换器电连接的光电传感器；与蓄电池电连接的电源接口；与LED光源组和光电传感器均处于同一水平线上的检测装置；LED光源组由多个LED光源组成，中心波长为412nm；检测装置由多个检测通道组成；所述LED光源与检测通道一一对应。本发明使用液晶触控显示屏将键盘与显示器融为一体，减轻了检测仪自身重量，具有携带方便、操作简单、可视角大、透射率高、功耗低并可实现非专业人员的使用等优点。
【专利说明】农药残留检测仪
【技术领域】
[0001]本发明涉及农产品检测【技术领域】，具体涉及一种能测定农产品中有机磷和氨基甲酸酯类农药含量的农药残留检测仪。
【背景技术】
[0002]我国是一个农业大国，在农作物病虫灾害问题的处理上主要还是依赖于农药喷洒，这就使得我国农药的使用量远高于其他国家，农药在喷洒到农作物上之后，大部分会转化分散在自然界当中，但还有少量农药残留在农作物上，长期食用有农药残留的农产品会极大危害人们的身心健康，而我国农药的使用以有机磷和氨基甲酸酯类农药居多，因此对农产品上此类农药残留量进行检测就显得尤为重要。
[0003]目前现有的农药残留的检测方法主要有化学速测法、免疫分析法、酶抑制法和活体检测法等，这些方法具有操作复杂、费用高、准确率低且检测周期长等特点。(I)化学速测法，主要根据氧化还原反应，用于有机磷农药的快速检测，这种方法虽然简便，也可用于现场检测，但是灵敏度低，有局限性，且易受还原性物质干扰。(2)免疫分析法，是基于抗原和抗体之间具有特异性识别和结核反应的一种分析方法，主要有放射免疫分析和酶免疫分析，最常用的是酶联免疫分析(ELISA)，它灵敏度高、特异性强、操作简便快捷等特点。(3)酶抑制法，是目前研究最成熟、应用最广泛的快速农残检测技术，主要根据有机磷和氨基甲酸酯类农药对乙酰胆碱酶的特异性抑制反应，用于对有机磷和氨基甲酸酯类农药残留的测定。(4)活体检测法主要是将活体生物与有残留农药的样品材料接触，观察对活体生物的反应。该方法定性粗糙、准确度低，对农药的适用范围窄。
[0004]目前市场上的农药残留检测仪器具有操作复杂、体积大、价格昂贵、检测数量少且检测周期长等缺陷，而且只能在有电源处使用，并需要专业人员对其进行操作，不能满足市场大众的需求，因此发明出一种费用低、操作简单、检测速度快并能满足市场需求的农药残留检测设备是很有必要的。
【发明内容】
[0005]为了解决现有技术存在的问题，本发明提供一种费用低、操作简单、准确度高、检测速度快的农药残留检测仪。
[0006]本发明为解决技术问题所采用的技术方案如下:
[0007]本发明的农药残留检测仪，包括:
[0008]由单片机，与单片机电连接的储存器、A/D转换器和时间控制器组成的主控制器；分别与单片机电连接的LED光源组、微型打印器、液晶触控显示屏和蓄电池；与储存器电连接的USB接口 ；与八/1)转换器电连接的光电传感器；与蓄电池电连接的电源接口 ；与1^0光源组和光电传感器均处于同一水平线上的检测装置；
[0009]所述LED光源组由多个LED光源组成，中心波长为412nm ;所述检测装置由多个检测通道组成；所述LED光源与检测通道一一对应；
[0010]将样品提取液、乙酰胆碱酯酶、显色剂和乙酰胆碱混合均匀后得到检测溶液，将盛装有检测溶液的比色皿放置在各个检测通道中，通过电源接口连接电源开启检测仪，通过液晶触控显示屏向单片机发出LED光源组开启指令，单片机接收到LED光源组开启指令后开启LED光源，同时开启时间控制器记录检测时间，LED光源组的光束通过检测装置，再平行照射到光电传感器上，此时的光束已经被比色皿中的检测溶液吸收一部分，产生吸光度，光电传感器将带有吸光度的光信号转换为电信号后再传送至A/D转换器中，A/D转换器将接收到的电信号转换为数字信号后传输至单片机中，单片机对数字信号进行数据处理，计算出抑制率，同时将检测结果发送至储存器中储存，通过微型打印器可以直接打印检测结果，时间控制器记录的检测时间与检测结果均以数字形式显示在液晶触控显示屏上。
[0011]所述样品提取液通过以下方法制备:对样品进行预处理得到样品液，再称取样品液2g,加入磷酸盐缓冲液1ml,静置1min或超声振荡3min得到样品提取液。
[0012]所述磷酸盐缓冲液为磷酸氢二钠与磷酸二氢钾的缓冲溶液，购自国药集团化学试剂沈阳有限公司。
[0013]所述样品提取液、乙酰胆碱酯酶、显色剂和乙酰胆碱的加入量分别为:样品提取液ImL,乙酰胆碱酯酶50uL、显色剂50uL和乙酰胆碱50uL，混合均匀后得到检测溶液。
[0014]所述显色剂为二硫代双对硝基苯甲酸，购自长春玥彤科技有限公司产。
[0015]所述LED光源和检测通道的个数均为20个。
[0016]检测时的温度控制在(TC?40°C。
[0017]所述光电传感器米用SPS0606芯片。
[0018]所述A/D转换器采用ADS1286芯片。
[0019]所述单片机采用C8051R)20(22)芯片。
[0020]所述时间控制器采用PCF8563(S08)芯片。
[0021 ] 所述储存器采用IS62LV2568L芯片。
[0022]所述液晶触控显示屏采用北京集粹电子设备制造有限公司生产的SG240128-01G系列显示屏。
[0023]本发明的有益效果是:
[0024]1、本发明采用LED光源作为光源，此光源组的光谱波段范围较窄，降低了单色光路系统的要求，精简了检测仪的结构和体积。
[0025]2、本发明使用液晶触控显示屏将键盘与显示器融为一体，减轻了检测仪自身重量，具有携带方便、操作简单、可视角大、透射率高、功耗低并可实现非专业人员的使用等优点。
[0026]3、本发明内部设有蓄电池，避免了无电源时不可使用的缺点，进一步实现了随时随地对样品进行检测的可实施性。
[0027]4、本发明中的USB接口，可实现与计算机之间的数据传输，同时本发明还可实现内设微型打印器打印和外部USB接口连接打印机打印两种方式。
[0028]5、本发明通过液晶触控显示屏发出的指令进行操作，减少了误差，有效的避免了误动作的问题。
[0029]6、本发明中的时间控制器可提供时间，方便设置和记录检测时间。
[0030]7、本发明的农药残留检测仪用来检测被测样品中的有机磷和氨基甲酸酯类农药的残留，可广泛应用于工商局、农产品检测中心、卫生疾控、蔬菜种植基地、农贸市场、大型超市、酒店宾馆、学校、食堂等单位对果蔬及粮食中农药残留的现场快速检测。
【专利附图】
【附图说明】
[0031]图1为本发明的农药残留检测仪的总体结构示意图。
[0032]图2为本发明的农药残留检测仪的具体结构示意图。
【具体实施方式】
[0033]以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
[0034]如图1所示，本发明的农药残留检测仪由主控制器、LED光源组、检测装置、蓄电池、电源接口、微型打印器、液晶触控显示屏和USB接口组成。主控制器是本发明的核心部件，分别与LED光源组、蓄电池、微型打印器、液晶触控显示屏和USB接口电连接，蓄电池与电源接口电连接，LED光源组由多个LED光源组成，中心波长为412nm，LED光源的个数最好为20个，检测装置由多个检测通道组成，可以同时检测多个样品，每个LED光源对应一个检测通道即检测通道的个数与LED光源的个数相等，检测通道的个数最好也为20个。检测通道上方均设有盖子，避免检测时期的误差。
[0035]如图2所示，主控制器由单片机、储存器、光电传感器、A/D转换器和时间控制器组成，LED光源组、A/D转换器、微型打印器、储存器、时间控制器、液晶触控显示屏和蓄电池分别与单片机电连接，光电传感器与A/D转换器电连接，USB接口与储存器电连接，LED光源组、检测装置和光电传感器处于同一水平线上。
[0036]本发明中的光电传感器米用SPS0606芯片。
[0037]本发明中的A/D转换器采用ADS1286芯片。
[0038]本发明中的单片机采用C8051R)20(22)芯片。
[0039]本发明中的时间控制器采用PCF8563(S08)芯片。
[0040]本发明中的储存器采用IS62LV2568L芯片。
[0041]本发明中的液晶触控显示屏采用北京集粹电子设备制造有限公司生产的SG240128-01G系列显示屏。
[0042]本发明的农药残留检测仪的检测过程如下:
[0043]在检测样品之前对样品进行预处理(按照一般方法:粮食农产品以及叶子等绿色植物类样品都需要通过浸泡得到含有或者不含有农药的样品液)。称取样品液2g，加入提取试剂10ml，静置1min或超声振荡3min，得到样品提取液，向比色皿中依次加入取样品提取液lmL、乙酰胆碱酯酶50uL、显色剂50uL和乙酰胆碱50uL，混合均匀后得到检测溶液，然后将含有检测溶液的比色皿放入检测装置中的各个检测通道中，检测时的温度控制在(TC ?40。。。
[0044]上述提取试剂为磷酸盐缓冲液，具体为磷酸氢二钠与磷酸二氢钾的缓冲溶液，规格:AR(沪试)，购自国药集团化学试剂沈阳有限公司；显色剂为二硫代双对硝基苯甲酸，购自长春玥彤科技有限公司产。
[0045]如图2所示，通过电源接口连接电源开启农药残留检测仪，通过液晶触控显示屏向单片机发出LED光源组开启指令，单片机接收到LED光源组开启指令后开启20个LED光源，同时开启时间控制器记录时间，LED光源组的光束通过检测通道，再平行照射到光电传感器上，此时的光束已经被比色皿中的检测溶液吸收一部分，产生吸光度，光电传感器将带有吸光度的光信号转换为电信号后，再传送至A/D转换器中，A/D转换器将接收到的电信号转换为数字信号后，最终传输至单片机中，单片机可自行对数字信号进行数据处理，计算出抑制率，单片机将处理后的数据结果发送至储存器中，通过储存器进行储存，通过微型打印器可以直接打印检测结果，单片机与微型打印器相连，可以实现检测与打印数据的同步性；时间控制器与单片机相连，方便设置和记录检测时间，与农药残留的检测结果一同以数字的形式显示在液晶触控显示屏上。
[0046]本发明的发明原理:
[0047]本发明的农药残留检测仪采用的检测方法为酶抑制法，有机磷和氨基甲酸酯类农药与乙酰胆碱酯酶的底物(乙酰胆碱)的结构类似，在一定条件下，有机磷和氨基甲酸酯类农药对乙酰胆碱酯酶正常功能有抑制作用，其抑制率与农药的浓度呈正比例关系。正常情况下，酶催化神经传导代谢产物(乙酰胆碱)水解，其水解产物与显色剂反应，产生黄色物质。若样品提取液中不含有相应的农药残留，则加入的乙酰胆碱酶的活性不被抑制，样品提取液中的底物成分被分解，其水解产物与显色剂反应产生黄色物质，在412nm处有最大吸收。若样品提取液中含有相应的农药残留，则加入的乙酰胆碱酶的活性被抑制，样品提取液中的底物成分不水解或水解的极少，其水解产物与显色剂不发生反应，在412nm处吸收很弱。因此通过分光光度计在412nm处测定吸光度随时间的变化值，计算出抑制率，通过抑制率可以判断出样品中的有机磷和氨基甲酸酯类农药的残留情况。
[0048]以分光光度计测试(412nm波长)时，按下式计算抑制率:
[0049]抑制率(％) = [(Δ A0 - Δ At)/A AO] X 100%
[0050]式中，Λ AtlS对照溶液的吸光度变化值，Λ AtS样品溶液的吸光度变化值。若样品抑制率> 50%，表示样品农药残留量超标。以农药残留检测仪检测时其抑制率通过单片机的数据处理可直接计算出结果，最终显示在液晶触控显示屏上。
【权利要求】
1.农药残留检测仪，其特征在于，包括: 由单片机，与单片机电连接的储存器、A/D转换器和时间控制器组成的主控制器；分别与单片机电连接的LED光源组、微型打印器、液晶触控显示屏和蓄电池；与储存器电连接的USB接口 ；与八/1)转换器电连接的光电传感器；与蓄电池电连接的电源接口 ；与LED光源组和光电传感器均处于同一水平线上的检测装置； 所述LED光源组由多个LED光源组成，中心波长为412nm ;所述检测装置由多个检测通道组成；所述LED光源与检测通道一一对应； 将样品提取液、乙酰胆碱酯酶、显色剂和乙酰胆碱混合均匀后得到检测溶液，将盛装有检测溶液的比色皿放置在各个检测通道中，通过电源接口连接电源开启检测仪，通过液晶触控显示屏向单片机发出LED光源组开启指令，单片机接收到LED光源组开启指令后开启LED光源，同时开启时间控制器记录检测时间，LED光源组的光束通过检测装置，再平行照射到光电传感器上，此时的光束已经被比色皿中的检测溶液吸收一部分，产生吸光度，光电传感器将带有吸光度的光信号转换为电信号后再传送至A/D转换器中，A/D转换器将接收到的电信号转换为数字信号后传输至单片机中，单片机对数字信号进行数据处理，计算出抑制率，同时将检测结果发送至储存器中储存，通过微型打印器可以直接打印检测结果，时间控制器记录的检测时间与检测结果均以数字形式显示在液晶触控显示屏上。
2.根据权利要求1所述的农药残留检测仪，其特征在于，所述样品提取液通过以下方法制备:对样品进行预处理得到样品液，再称取样品液2g，加入磷酸盐缓冲液10ml，静置1min或超声振荡3min得到样品提取液。
3.根据权利要求2所述的农药残留检测仪，其特征在于，所述磷酸盐缓冲液为磷酸氢二钠与磷酸二氢钾的缓冲溶液，购自国药集团化学试剂沈阳有限公司。
4.根据权利要求1所述的农药残留检测仪，其特征在于，所述样品提取液、乙酰胆碱酯酶、显色剂和乙酰胆碱的加入量分别为:样品提取液lmL、乙酰胆碱酯酶50uL、显色剂50uL和乙酰胆碱50uL，混合均匀后得到检测溶液。
5.根据权利要求1所述的农药残留检测仪，其特征在于，所述显色剂为二硫代双对硝基苯甲酸，购自长春玥彤科技有限公司产。
6.根据权利要求1所述的农药残留检测仪，其特征在于，所述LED光源和检测通道的个数均为20个。
7.根据权利要求1所述的农药残留检测仪，其特征在于，检测时的温度控制在0°C?40。。。
8.根据权利要求1所述的农药残留检测仪，其特征在于，所述光电传感器采用SPS0606芯片；所述A/D转换器采用ADS1286芯片。
9.根据权利要求1所述的农药残留检测仪，其特征在于，所述单片机采用C8051F020(22)芯片；所述时间控制器采用PCF8563 (S08)芯片。
10.根据权利要求1所述的农药残留检测仪，其特征在于，所述储存器采用IS62LV2568L芯片；所述液晶触控显示屏采用北京集粹电子设备制造有限公司生产的SG240128-01G系列显示屏。
【文档编号】G01N21/31GK104374723SQ201410675349
【公开日】2015年2月25日 申请日期:2014年11月21日 优先权日:2014年11月21日
【发明者】林新光, 袁士猛 申请人:长春长光思博光谱技术有限公司