高精度纸基微流控光电检测方法研究

发布时间：2020-08-26 10:57

【摘要】：在我国每年因误食含有农药残留的果蔬等食品的中毒人数高达10万人,致死率约20%,因此对农药残留的检测成为当前人们关心的热点问题。现阶段的农药残留检测设备无法同时满足精度高和可便携的特点,为此课题提出基于微流控的纸芯片方法来进行农残的检测,配以光电检测技术实现设备的集成化,以下将对纸基微流控芯片系统内影响芯片结构和检测精度的因素进行建模分析。课题的研究内容主要分为以下三个方面:第一:依酶抑制生化反应在纸基微流控芯片上进行试验的基本原理,引入反射式光电检测和荧光光电检测技术对产生的显色和物质分子变化分别进行信息采集,并对相应的检测原理和影响检测精度的因素作公式推导。第二:分别对面向反射式光电检测的纸基微流控芯片(RPPMC)和面向荧光检测的纸基微流控芯片(FPMC)进行研究,对影响RPPMC和FPMC内部结构的因素如进样口直径、微混合机构和距离、接触面积等因素进行分析建模,以优选出适宜反射式检测和荧光收集的芯片结构,同时筛选出RPPMC和FPMC的制作材料,设计相应芯片的制作方案。为提高检测效率对影响RPPMC检测工艺参数如反应时间、p H、温度、光波长、检测温度和影响FPMC的酶量、激发波长、检测距离等进行研究,为以下进行的便携式集成化检测装置提供理论依据。第三:根据分析结果搭建RPPMC法和FPMC法的试验平台,设计试验方案以进行平台性能测试,采用BP神经网络算法对这两种方法存在的噪声误差因素作补偿研究,以提高检测精度。最后根据补偿模型分别建立敌百虫和对硫磷两种典型有机磷农药的RPPMC法和FPMC法线性回归曲线,并对实际样品草莓和菠菜进行重复性和回收率试验来验证以上两种方法的可靠性。试验结果表明,经过误差补偿后敌百虫对应的RPPMC法和FPMC法的相关系数为0.982和0.996,检出限为0.010mg/L和0.007mg/L,对硫磷对应的数据是相关系数是0.984和0.978,检出限为0.014mg/L和0.012mg/L,远高于国家现行检测标准。在实际样品检测中,RPPMC法对草莓和菠菜检测的相对标准偏差在1.5%到6.2%的范围内。FPMC法对草莓和菠菜检测的相对标准偏差在3.9%到7.1%范围内,说明设计的两个检测系统满足高精度的要求。
【学位授予单位】：江苏大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：S481.8;TN492
【图文】：

农药残留,有机磷农药

江苏大学硕士学位论文第一章绪论目的及意义农作物的农药施用率高达 99%[1]，而中国农业新闻网发布对果蔬等农作物的农药残留检测提出了更高要求[2,3]。目品、土壤等农产品中的农药残留中有机磷农药农药占 75%。据统计，2017 年我国农药施用总量为 132.8 万吨[5]，而题对土壤中和植物生长造成很大危害如图 1.1 所示[6-8]。在，有机磷农药在日常食用的蔬菜、水果、水产品等食物中标[9]。因此，针对有机磷农药的检测和预防，避免含有农成为了当下亟待解决的重要问题。

微流控芯片

但为实现农残检测的微型化、集测方法，这是近 5 年微型化农残检测方法的残留检测技术将一系列的生物化学反应，物理作用等相关处理，包括进样、混合、外加反应物反应以。通过上述这种方式，可以对某一特定对象时间和成本。年代初，美国人 Manz 带领他的团队首次成功己设计的芯片上完成[27]，也进一步证明了微这也从另一方面促使与之有千丝万缕关系的测技术也已经早早应用在了各种领域，比如。最早，微流控芯片在美国提出，他们称之示。

微全分析,进样,设备,纸基

为此课题引入了纸基微测国内外发展现状流控芯片技术远远降低了了便携化农残检测技术的发的流动，多用于色谱法的颜力强、生物相容性好等优点用纸基和膜材料相互结合的用范围非常广泛。建立纸基微流控分析设备。

【参考文献】