胶体金试纸条的光电检测仪器研制

论文摘要

目前农药残留分析检测仪器存在着成本昂贵、技术要求高、耗时耗力等缺点,还不能完全满足农产品农残的检测要求。因此,采用成本低廉、操作简便、测量准确的农残检测仪器成为农残检测的发展趋势,也是市场的一个迫切需要。为了实现对农药残留检测的快速、准确、低成本、大批量、可现场检测,本课题研发一种利用光电检测原理对胶体金试纸条进行定量读数的小型化装置。课题的主要工作包括以下几个方面:1、分析了胶体金试纸条检测的原理,设计了实施方案并对方案进行了可行性论证。2、完成了胶体金试纸条的光电检测器的光路系统设计。选定使用白光LED作为光源,线阵CCD作为光电转换装置,将试纸条反射光转换为电信号并进行采集处理。3、完成了胶体金试纸条的光电检测器的电路系统设计。课题采用了单片机完成系统控制和数据处理,并利用FIFO芯片进行数据缓存,解决了单片机接收信号速度与CCD输出速度不匹配的问题。4、通过实验对系统的稳定性和重复性进行了分析和论证,获取了系统的误差信息,绘制了系统工作曲线,并验证了试纸条的最佳检测时间,克服了试纸条没有终止反应的缺点。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 本课题研究的目的与意义
• 1.2 农药残留检测方法及其趋势
• 1.3 农药残留快速检测方法研究
• 1.4 课题国内外研究状况及发展动态
• 1.5 本课题的主要研究内容
• 第二章 胶体金试纸条法测量农药残留的基本原理
• 2.1 胶体金法的基本原理
• 2.2 胶体金试纸条检测原理
• 2.2.1 双抗夹心法
• 2.2.2 竞争法
• 2.3 本章小结
• 第三章 胶体金检测仪器测量系统设计
• 3.1 系统总体工作原理及设计方案
• 3.2 光源的选择
• 3.3 光电探测器的选择
• 3.4 电荷耦合器件（Charge Coupled Devices，CCD）的原理及应用
• 3.4.1 电荷耦合摄像器件
• 3.4.2 本系统选用的线阵CCD及镜头的选择
• 3.5 高速数据采集系统及软件编程
• 3.5.1 硬件电路总体设计
• 3.5.2 单片机及其系统扩展
• 3.6 胶体金光电检测仪器样机的组成
• 3.7 软件设计
• 3.7.1 数据采集子程序
• 3.7.2 浓度的计算子程序
• 3.7.3 仪器校验子程序
• 第四章 系统性能及误差分析
• 4.1 仪器校准问题
• 4.2 系统低功耗措施和抗干扰设计
• 4.2.1 低功耗措施
• 4.2.2 硬件抗干扰设计
• 4.3 系统的误差分析
• 4.3.1 标准品称量及配液误差
• 4.3.2 CCD光电检测器及进样口误差
• 4.3.3 试纸条免疫反应误差
• 4.3.4 外界环境条件的影响
• 第五章 胶体金检测仪器的实验及评价
• 5.1 标准农药胶体金浓度测量
• 5.1.1 农药标准溶液的配制
• 5.1.2 测量方法
• 5.1.3 实验的评价
• 5.2 标准曲线的绘制
• 5.2.1 实验方法分析及标准曲线绘制
• 5.2.2 标准曲线参数分析
• 5.3 系统测量分析
• 5.3.1 含叶绿素标准溶液工作曲线制作
• 5.3.2 最佳测试时间的实验论证
• 5.3.3 黑白CCD与彩色CCD的结果对比
• 5.4 本章小结
• 第六章 总结及展望
• 6.1 全文总结
• 6.2 进一步研究展望
• 参考文献
• 发表论文和参加科研情况说明
• 致谢