本發(fā)明涉及自動(dòng)化控制領(lǐng)域，尤其涉及一種食源性致病菌熒光檢測(cè)裝置和工作方法。

背景技術(shù)：

近年來(lái)，由于食源性致病微生物中毒事件頻發(fā)、動(dòng)植物病原體變異或跨境傳播以及轉(zhuǎn)基因成分的安全性等，引發(fā)的生物安全問(wèn)題越來(lái)越突出。生物安全領(lǐng)域的檢測(cè)技術(shù)和檢測(cè)裝備成為研究的熱點(diǎn)之一。譬如2013年發(fā)生新西蘭“肉毒桿菌”奶粉事件和德國(guó)“毒黃瓜”和“摻假馬肉成分”等事件，以致國(guó)內(nèi)外食品安全形勢(shì)的不斷惡化。在這個(gè)背景下，任何一項(xiàng)有利于致病微生物及其基因成分的快速檢測(cè)技術(shù)均有巨大的應(yīng)用價(jià)值和市場(chǎng)前景。然而，傳統(tǒng)微生物檢測(cè)方法通常需要專業(yè)的微生物工作者對(duì)檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行判定，并且為了增菌，需通過(guò)48～72小時(shí)的時(shí)間進(jìn)行增菌孵育。而快速檢測(cè)方法因其具有快速、高效、靈敏度高、特異性高、可以定量分析并且對(duì)檢測(cè)員的專業(yè)性要求偏低等優(yōu)點(diǎn)，得到了迅速發(fā)展。本世紀(jì)開始，各種快速檢測(cè)設(shè)備層出不窮，此類快速檢測(cè)設(shè)備具有操作簡(jiǎn)便，易于上手、對(duì)使用者專業(yè)要求較低的共性，因此可大量用于基層檢測(cè)單位的微生物檢測(cè)?？焖贆z測(cè)方法主要有濁度檢測(cè)方法和熒光檢測(cè)方法。

本發(fā)明旨在提出一種基于熒光檢測(cè)的食源性致病菌檢測(cè)技術(shù)，利用熒光效應(yīng)的基本原理，完成病菌核酸增殖狀況的檢測(cè)。熒光檢測(cè)技術(shù)檢測(cè)范圍相較于濁度檢測(cè)技術(shù)來(lái)說(shuō)，病菌檢測(cè)范圍更廣，檢測(cè)靈敏度更高。濁度檢測(cè)技術(shù)是基于病菌增殖后對(duì)光的透射性的改變來(lái)進(jìn)行檢測(cè)。該技術(shù)需要增殖大量的食源性致病菌來(lái)改變濁度，而且基于濁度檢測(cè)法的裝置適用范圍較差。因此，為了增強(qiáng)應(yīng)用范圍，本文提出了基于熒光檢測(cè)法的核酸檢測(cè)方法。熒光檢測(cè)法通過(guò)一定波長(zhǎng)的光去照射標(biāo)記有熒光素的病菌，可激發(fā)出波長(zhǎng)更長(zhǎng)，能量更小的熒光。通過(guò)圖像傳感器獲取熒光計(jì)量，即可分析被檢測(cè)病菌。因此，熒光檢測(cè)法的適用范圍廣、靈敏度高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明旨在至少解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問(wèn)題，特別創(chuàng)新地提出一種食源性致病菌熒光檢測(cè)裝置和工作方法。

為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的上述目的，本發(fā)明提供了led發(fā)射光源模塊的設(shè)計(jì)，其關(guān)鍵在于，包括：恒溫控制模塊以及l(fā)ed驅(qū)動(dòng)電路模塊。

所述恒溫控制模塊為led光源提供恒定的溫度環(huán)境，進(jìn)而保證led光源功率的穩(wěn)定。該模塊利用制冷片將環(huán)境溫度控制到led工作的最佳溫度25℃。led驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)，利用穩(wěn)壓芯片將輸入電壓穩(wěn)定，并采用電容進(jìn)行電流濾波，以減少電流的紋波，進(jìn)而保證led光源的功率穩(wěn)定。

上述方案的有益效果為：通過(guò)上述電路能夠保證led光源功率的穩(wěn)定。

為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的上述目的，本發(fā)明還提供了視頻傳感器模塊的設(shè)計(jì)，其關(guān)鍵在于，包括：視頻傳感器、視頻傳感器采樣電路的設(shè)計(jì)。

視頻傳感器將接收到的光信號(hào)，通過(guò)一定的轉(zhuǎn)換方法轉(zhuǎn)為電流信號(hào)，電流通過(guò)采樣電阻，變?yōu)殡妷盒盘?hào)，控制器可采集電壓信號(hào)。由于實(shí)際采樣環(huán)境的惡劣，干擾較為嚴(yán)重，本發(fā)明增加了濾波電路來(lái)減少采樣噪音。

上述方案的有益效果為：通過(guò)上述采樣電路能夠保證采樣的準(zhǔn)確性。

本發(fā)明還公開一種食源性致病菌熒光檢測(cè)技術(shù)的原理結(jié)構(gòu)，其關(guān)鍵在于，包括：led發(fā)射模塊、檢測(cè)樣品、濾波片、視頻傳感器。

led發(fā)射光源發(fā)射出功率穩(wěn)定的入射光，透過(guò)檢測(cè)樣品，再經(jīng)過(guò)濾波片濾去同入射光波長(zhǎng)相同的光，最后到達(dá)視頻傳感器。如果檢測(cè)樣品呈陽(yáng)性，則會(huì)發(fā)生熒光效應(yīng)，熒光效應(yīng)產(chǎn)生比入射光波長(zhǎng)更長(zhǎng)的激發(fā)光，可通過(guò)濾波片到達(dá)視頻傳感器，視頻傳感器可通過(guò)檢測(cè)接收的光量來(lái)表征病菌的增殖情況；如果檢測(cè)樣品呈陰性，則不會(huì)發(fā)生熒光效應(yīng)，入射光的波長(zhǎng)不變，被濾波片濾去入射光，因此視頻傳感器不會(huì)檢測(cè)到光量。

上述技術(shù)方案的有益效果為：通過(guò)視頻傳感器是否檢測(cè)到光量，可判定檢測(cè)樣品的性質(zhì)，并可繪制檢測(cè)樣品核酸的增殖情況曲線。

附圖說(shuō)明

本發(fā)明的上述和/或附加的方面和優(yōu)點(diǎn)從結(jié)合下面附圖對(duì)實(shí)施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中：

圖1是本發(fā)明食源性致病菌熒光檢測(cè)技術(shù)原理圖；

圖2是本發(fā)明恒溫模塊工作原理圖；

圖3是本發(fā)明恒溫模塊主電路圖；

圖4是本發(fā)明led光源驅(qū)動(dòng)電路圖；

圖5是本發(fā)明視頻傳感器采樣電路圖。

具體實(shí)施方式

下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號(hào)表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過(guò)參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。

在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語(yǔ)“縱向”、“橫向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡(jiǎn)化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。

在本發(fā)明的描述中，除非另有規(guī)定和限定，需要說(shuō)明的是，術(shù)語(yǔ)“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是機(jī)械連接或電連接，也可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通，可以是直接相連，也可以通過(guò)中間媒介間接相連，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語(yǔ)的具體含義。

基于熒光檢測(cè)技術(shù)的食源性致病菌檢測(cè)方法以食源性致病菌為檢測(cè)對(duì)象，利用熒光效應(yīng)的原理。該檢測(cè)技術(shù)的工作原理如圖1所示。

圖中：led光源發(fā)出一定波長(zhǎng)的入射光，經(jīng)過(guò)檢測(cè)試樣，如檢測(cè)試樣呈陽(yáng)性，則發(fā)生熒光效應(yīng)，產(chǎn)生出波長(zhǎng)更長(zhǎng)的激發(fā)光，該激發(fā)光可通過(guò)濾波片達(dá)到視頻傳感器；視頻傳感器通過(guò)檢測(cè)光量的多少來(lái)表征樣品核酸的增殖情況。

如圖2所示，本發(fā)明提供了一種恒溫控制方法，其關(guān)鍵在于，包括：控制器、隔離驅(qū)動(dòng)電路、溫度傳感器、制冷片、制冷域。

溫度傳感器檢測(cè)到實(shí)時(shí)的溫度數(shù)據(jù)t，傳給微控制器，微控制器將采集到的溫度數(shù)據(jù)與預(yù)設(shè)溫度值t0進(jìn)行比較，得到溫度誤差e，經(jīng)過(guò)一定的控制算法(如pid控制算法、模糊自整定pid控制算法、滑?？刂扑惴ǖ?，控制器給出控制信號(hào)u，控制信號(hào)驅(qū)動(dòng)加制冷片制冷或者停止制冷。通過(guò)不斷地檢測(cè)實(shí)時(shí)溫度，不斷的調(diào)整控制信號(hào)，使得溫度差盡量的趨于零，進(jìn)而達(dá)到控制精度較高的恒溫效果。

上述方案的有益效果為：通過(guò)負(fù)反饋的控制方式，可以將溫度控制到需要的值，以達(dá)到恒定led光源的功率目的。

如圖3所示，本發(fā)明提供了一種恒溫控制模塊的主電路設(shè)計(jì)，其關(guān)鍵在于，包括：mosfet、電源、控制器、制冷片。

恒溫系統(tǒng)的主電路設(shè)計(jì)，制冷片的一端與mosfet的源極相連，制冷片的另一端與+5v電源的負(fù)極相連，mosfet的漏極與電源的正極相連，mosfet的門極連接驅(qū)動(dòng)電路，溫度傳感器ds18b20實(shí)時(shí)采樣加熱器的溫度值并反饋給控制器，控制器通過(guò)反饋值調(diào)節(jié)mosfet開斷。當(dāng)mosfet開通時(shí)，制冷片工作，給led發(fā)射光源制冷；當(dāng)mosfet關(guān)斷時(shí)，制冷片停止工作，通過(guò)開斷mosfet，達(dá)到控制溫度的目的。

上述方案的有益效果為：通過(guò)mosfet，達(dá)到控制溫度的目的。

如圖4所示，本發(fā)明提供了一種led發(fā)射光源的驅(qū)動(dòng)電路，其關(guān)鍵在于，包括：濾波電容、穩(wěn)壓電源、led光源。

本發(fā)明采用直流穩(wěn)壓芯片給led提供恒壓電源；并在驅(qū)動(dòng)電路中采用濾波電容c1和c2，以減小led光源的電流紋波，增加電路的抗干擾能力。

上述方案的有益效果為：通過(guò)驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)，恒定led光源的輸入電流，以達(dá)到恒定led光源的功率目的。

如圖5所示，本發(fā)明提供了一種視頻傳感器采樣電路，其關(guān)鍵在于，包括：電源、濾波電容、濾波電阻、采樣電阻。

濾波電阻r1和濾波電容c1構(gòu)成rc濾波電路，視頻傳感器的供電電源是直流供電電源可采用3.3v得直流電源，rl為負(fù)載電阻，可通過(guò)控制器的ad采樣端口采樣負(fù)載電阻rl兩端的電壓，即可獲得視頻傳感器的光量信息。

上述方案的有益效果為：通過(guò)視頻傳感器采樣電路，可消除干擾，采集到光量信號(hào)。

本發(fā)明還公開一種食源性致病菌熒光檢測(cè)工作方法，包括：

步驟1，在待檢測(cè)的樣品中加入熒光染料、聚合酶以及特異性引物，使得陽(yáng)性樣品的病菌核酸快速增值并析出熒光基團(tuán)。

步驟2，打開led光源，使得led的發(fā)射光透光檢測(cè)樣品。

步驟3，透過(guò)檢測(cè)樣品的入射光，穿過(guò)濾波片濾掉led入射光，并抵達(dá)視頻傳感器。當(dāng)檢測(cè)樣品呈陽(yáng)性時(shí)，視頻傳感器接收到光量，當(dāng)檢測(cè)樣品呈陰性時(shí)，視頻傳感器不能接受到光量。通過(guò)檢測(cè)視屏傳感器光量的多少，可表征核酸的增殖情況。