检索结果-内蒙古大学图书馆

基于限域稳定COF-Pt纳米酶的比色传感阵列实现有机磷农药高通量多元识别

中国科学:化学 2025年

作者：孔海霞钟雪英陈伟智陈诗瑶吴倩王燚活性物质生物技术教育部工程研究中心绿色催化材料与技术重庆市重点实验室重庆师范大学化学学院

有机磷农药(OPs)残留对人类健康和环境构成潜在威胁.本文成功构建了一种基于共价有机框架负载铂纳米粒子(COF-Pt)的比色传感阵列,实现了对毒死蜱、草甘膦和乐果三种常见有机磷农药的高效检测与区分.利用COF的高比表面积和限域效应保证P... 详细信息

有机磷农药(OPs)残留对人类健康和环境构成潜在威胁.本文成功构建了一种基于共价有机框架负载铂纳米粒子(COF-Pt)的比色传感阵列,实现了对毒死蜱、草甘膦和乐果三种常见有机磷农药的高效检测与区分.利用COF的高比表面积和限域效应保证Pt纳米粒子的高度分散性/稳定性和优异的类过氧化物酶催化活性,通过COF对不同OPs差异化吸附导致的催化活性抑制,产生独特的比色响应模式并实现阵列传感.结合主成分分析和层次聚类分析,该传感阵列不仅能区分单一OPs,还能有效识别其二元和三元混合物.实际蔬果样品中OPs的鉴别应用验证了该传感阵列在复杂环境中的优异潜力.本研究为快速、灵敏且可靠地检测与区分OPs提供了一种新方法,具有重要的食品安全和环境监测应用价值.

关键词：有机磷农药比色传感阵列主成分分析纳米酶

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比色传感阵列在气味表征中的应用

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汽车工艺与材料 2024年第5期 68-72页

作者：洪丽许明春姚其海李丽凤朱振宇张良安徽江淮汽车集团股份有限公司合肥230000 中汽数据有限公司天津300000

汽车内饰材料种类繁多、成分复杂,单车型气味物质多达上百种,极易造成车内异味污染,为提高车内空气质量,参考国内外现有的比色技术应用研究,提出了基于比色传感阵列技术的车内气味检测方法,并对整车中应用较多的内饰材料进行比色分析,... 详细信息

汽车内饰材料种类繁多、成分复杂,单车型气味物质多达上百种,极易造成车内异味污染,为提高车内空气质量,参考国内外现有的比色技术应用研究,提出了基于比色传感阵列技术的车内气味检测方法,并对整车中应用较多的内饰材料进行比色分析,准确识别了内饰材料样品的气味强度、气味类型和气味愉悦度。首次将比色传感阵列应用于车内气味客观表征中,可为汽车气味管控提供数据支持。

关键词：比色传感阵列车内空气质量气味表征

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精准识别白酒中羰基类化合物比色传感阵列的构筑及应用

精准识别白酒中羰基类化合物比色传感阵列的构筑及应用

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作者：吴美霞浙江工业大学

学位级别：博士

白酒是中国的国酒，是世界上最古老的蒸馏酒，具有悠久的历史以及丰厚的文化底蕴，在食品行业中占有非常重要的经济地位。不同白酒之间的风味和品质差异导致其价格差异巨大，而造成不同白酒风味和品质差异的化合物成分群种类和含量相差... 详细信息

白酒是中国的国酒，是世界上最古老的蒸馏酒，具有悠久的历史以及丰厚的文化底蕴，在食品行业中占有非常重要的经济地位。不同白酒之间的风味和品质差异导致其价格差异巨大，而造成不同白酒风味和品质差异的化合物成分群种类和含量相差微小，因此，对不同品质白酒的鉴别对于以次充好的真实性检测以及企业生产过程中的白酒等级分级具有重要的作用。传统的白酒检测方法，如感官鉴评、光谱色谱质谱等大型仪器分析和电子鼻/电子舌等存在依赖人体的主观性能、需要耗费大量的人力物力以及复杂的前处理过程和检测灵敏度低等缺陷，因此，亟需建立能够快速、灵敏、有效地检测白酒中化合物的方法并应用于白酒的品质分析和等级判别。基于现有需求牵引，本论文以白酒中对风味和品质影响大且痕量的有机酸、醛和酮、酯等羰基类化合物结构特征为导向，依赖检测材料与目标物间的化学反应作用、静电作用、纳米效应等多方面影响机制，以多重化学反应伴随的色变现象为可视化量化分析基础，设计并构筑具有高选择性、高灵敏度、高响应速度的能够精准识别羰基类化合物的传感阵列并将其应用于白酒整体羰基类化合物的含量评估以及不同香型、产地、品牌、等级以及储藏年份的白酒鉴别中，为白酒行业的质量监控和真实性鉴别提供了坚实的研究基础。本论文的主要研究内容如下：　　（1）首先为验证以化学反应为基础的光学传感阵列对羰基类化合物的检测以及白酒鉴别的有效性，利用邻苯二胺/3,4-二氨基甲苯与邻苯二酚的荧光开启反应，构筑了一种新型的羰基类化合物敏感的双通道荧光指纹传感阵列。利用有机酸电离出的氢离子对邻苯二胺上的氨基质子化、醛和酮与邻苯二胺间的化学反应、乳酸乙酯与反应物之间的弱化学作用等多方面效能影响邻苯二胺/3,4-二氨基甲苯与邻苯二酚间的荧光开启反应以及邻苯二胺/3,4-二氨基甲苯的自身氧化还原反应，从而产生荧光响应信号变化。基于此，实现了对13种羰基类化合物的定性以及10种化合物的定量检测，检测限多数在10-6mol/L数量级;并对0.7mmol/L白酒基质中的13种化合物进行了定性分析;最终结合线性判别分析（LDA）化学计量学模型，将该荧光指纹传感阵列应用于32种浓香型、酱香型、清香型和其它香型的白酒鉴别中，准确率高于99%;此外，探讨了单传感通道以及多传感通道下的多个特征值对白酒品质的区分能力，表明了构筑多通道传感阵列的必要性。　　（2）在验证了光学传感阵列对羰基类化合物及白酒鉴别的可行性后，为提高阵列的选择性并实现可视化目的，以有机酸为研究对象，利用对氨基苯酚/4-氨基-3-氯苯酚与Cu(NO3)2之间的颜色反应构筑了一种有机酸靶向的双通道比色传感阵列。有机酸电离出的氢离子会质子化苯胺上的氨基，且由于单个氨基活性相较于研究内容1中的邻位双氨基更低，使得醛和酮难以与苯胺发生反应，有效地屏蔽了醛和酮带来的影响，提高了阵列对有机酸的选择性。结合LDA化学计量学模型实现了对10种有机酸的定性定量检测，检测限在10-4~10-5mol/L数量级;结合主成分分析（PCA）模型以及基于粒子群优化的变量加权偏最小二乘支持向量机（PSO-VWLS-SVM）定量模型对混合化合物干扰下的丁酸和己酸进行了同时定性和定量检测，R2＞0.999，回收率接近100%;阵列针对18种浓香型、酱香型和清香型白酒鉴别的LDA判别准确率为100%，对三大香型白酒的敏感程度为：酱香型＞浓香型＞清香型。　　（3）在系统分析了有机酸的基础上，进一步针对醛和酮类化合物，利用醛和酮与羟胺盐酸盐的特异性反应并结合pH指示剂的显色效果，设计并构筑了一种醛和酮靶向的多通道比色传感阵列。依赖醛和酮与羟胺盐酸盐发生的亲核加成反应，释放出的盐酸诱导pH指示剂发生颜色变化的检测机制，结合经典定量分析方法以及层次聚类分析（HCA）化学计量学模型，实现了对20种醛酮的定性定量分析，对多种醛酮的检测限为10-5mol/L数量级;结合偏最小二乘判别分析（PLSDA）模型以及PSO-VWLS-SVM定量模型对混合化合物干扰下的乙缩醛进行了同时定性定量检测，R2＞0.999，回收率趋近于100%;最终，结合LDA模型将其应用于27种不同等级泸州老窖、五粮液、洋河、伊利品牌的浓香型白酒鉴别中，判别准确率高于96%。　　（4）针对检测难度更大且更稳定的酯类化合物，基于NH2OH·HCl结合FeCl3设计并构筑了一种酯靶向的三通道比色传感阵列。酯在强碱环境中水解后与NH2OH·HCl反应生成异羟肟酸，再与FeCl3反应生成紫红色的异羟肟酸铁络合物，结合经典定量分析方法以及PCA模型实现了对12种酯的定性定量检测，对多种酯的检测限在10-5mol/L数量级，PCA模型显示对10个浓度的12种酯具有优异的识别效果;进一步结合PCA模型与PSO-VWLS-SVM定量模型实现了对混合化合物干扰下的丁酸乙酯和己酸乙酯的同时定性

关键词：白酒检测羰基类化合物光学传感阵列比色传感阵列

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专业综合与创新实验——基于比色传感阵列和化学计量学的茶叶等级快速鉴别实验

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大学化学 2025年

作者：陈瑶彭冰赵域驰肖湘王童湖南工业大学生物与医学工程学院湖南大学化学化工学院化学生物传感与计量学国家重点实验室

随着中国饮茶群体的不断扩大以及人们生活质量的提高，名优茶叶越来越受到人们的青睐，人们对名优茶叶的需求量也迅速增加。利用不同等级的茶叶中茶多酚和氨基酸含量的不同，本创新实验基于指示剂置换原理开发了一种简单、廉价的比色传... 详细信息

随着中国饮茶群体的不断扩大以及人们生活质量的提高，名优茶叶越来越受到人们的青睐，人们对名优茶叶的需求量也迅速增加。利用不同等级的茶叶中茶多酚和氨基酸含量的不同，本创新实验基于指示剂置换原理开发了一种简单、廉价的比色传感器阵列，用于快速鉴别两个等级的武夷山岩茶(牛栏坑肉桂和普通肉桂)。通过智能手机拍照成像，MATLAB软件提取图片RGB值，再结合偏最小二乘判别分析法(PLS-DA)对RGB数据进行解析。结果表明，该方法能快速准确的分辨不同等级的茶叶，分类准确度达到100%。本创新实验从解决实际问题出发，与科研前沿相接轨，能有效提升学生的综合实验能力；引入化学计量学前沿知识和手机成像技术，不仅能提高学生对其他学科如图像处理、数据分析的兴趣和认知，还能提高学生对科学实验的参与度和思维深度；此外，基于实验具有仪器设备廉价、视觉效果好等特点，在应用于高校综合性实验开展方面，能解决部分高校大型精密仪器短缺和实验枯燥乏味等问题。

关键词：比色传感阵列茶叶等级手机成像化学计量学

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基于比色传感阵列的食品中二氧化硫残留的检测研究

基于比色传感阵列的食品中二氧化硫残留的检测研究

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作者：丁超强重庆三峡学院

学位级别：硕士

二氧化硫作为一类食品添加剂,在食品加工过程中被广泛的应用。根据现有研究报道表明,人体摄入过量的二氧化硫会导致人体呼吸系统损伤,造成不可逆转的损害,严重者甚至危及生命。目前,许多国家和地区都明确的规定了二氧化硫残留限量标准... 详细信息

二氧化硫作为一类食品添加剂,在食品加工过程中被广泛的应用。根据现有研究报道表明,人体摄入过量的二氧化硫会导致人体呼吸系统损伤,造成不可逆转的损害,严重者甚至危及生命。目前,许多国家和地区都明确的规定了二氧化硫残留限量标准并推荐了多种常规检测二氧化硫残留的方法,如比色法、滴定法、色谱法、生物荧光探针法、电化学传感法等。尽管上述检测方法具有较高的灵敏度和选择性,但其应用普遍受到耗时久、便捷性差、样品预处理繁琐及缺乏专业技术培训等限制,更为重要的是,现场化检测一直是常规分析方法面临的难题和挑战。光化学比色传感阵列法因其快速、简单、灵敏度高、不易被环境因素干扰且适用于现场化检测等优势,近年来在食品质量分析和农药残留检测等方面被广泛研究。故本研究基于光化学比色传感阵列原理,构建比色传感阵列,结合计算机图像处理技术与数据降维分析方法,建立一种新型检测二氧化硫残留的方法,主要工作如下:①比色传感阵列的构建及工作条件优化根据文献查询,筛选出6种与二氧化硫发生强特异性的显色反应,结合计算机图像处理技术,提取图像的颜色特征值。以颜色特征值为基础,对构建的比色传感阵列最佳工作条件进行探索并优化,进一步验证了阵列的特异性。工作条件优化结果如下:在暗室补光条件下,温度为30℃,阵列响应反应时间为20 min时,响应结果达到最佳。②定性及半定量检测二氧化硫利用提取的图像特征值生成颜色指纹图谱,结合主成分分析、层次聚类分析和线性判别分析等分析方法,对图像特征值的高维数据进行降维处理分析,结果显示:构建的比色传感阵列具有良好的识别二氧化硫和复杂干扰物的性能,并进一步验证阵列可以识别不同浓度的二氧化硫,具有半定量检测二氧化硫的潜力。③构建模型定量检测二氧化硫通过图像特征值与二氧化硫浓度之间的关系,建立曲线拟合模型,根据线性拟合模型结果显示,欧式距离与二氧化硫浓度在1～1000 μg/mL范围内具有良好的线性关系,相关系数R2为0.9998,LOD为0.406 mg/kg。为了能够更加准确的评估该方法,利用另一种人工神经网络模型评估该阵列检测效率,进一步对实际样品分别应用比色传感阵列法与常规法测定二氧化硫浓度,结果表明阵列法具有良好的准确性、精密度和重现性,更低的检测限,有着取代常规法检测二氧化硫的潜力。④比色传感阵列软件系统的开发设计并开发一种比色传感阵列软件系统。将智能手机采集的图像经过软件系统将进行预处理、图像降噪、图像分割、ROI区域选择、提取图像特征值、欧氏距离运算等处理,将光谱信号编码为标准模板图像,展示颜色差谱图。之后根据欧氏距离与图像标签生成数据降维分析图。本研究根据目前二氧化硫常规检测方法存在的不足之处,建立一种简单、廉价、精密度高、重现性好且适合现场化检测二氧化硫的新方法,实现了食品中的二氧化硫残留量区分和鉴别,为实时化、现场化检测二氧化硫提供了一种有效的参考方法。进一步借助计算机图像处理技术,开发一种集成化的图像处理分析软件。

关键词：比色传感阵列二氧化硫食品检测

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基于金属纳米酶比色传感阵列检测食品含硫化合物和抗氧化剂的研究

基于金属纳米酶比色传感阵列检测食品含硫化合物和抗氧化剂的研究

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作者：武凤玲吉林大学

学位级别：硕士

天然酶因特异性强和催化性高等优势,被广泛应用于食品、环境、医疗等领域,但天然酶易失活,成本高等固有局限阻碍了其更广泛的应用。纳米酶打破了天然酶的局限性,极大拓展了酶在各领域的应用。其中,金属纳米酶由于具有优异金属特性,类似... 详细信息

天然酶因特异性强和催化性高等优势,被广泛应用于食品、环境、医疗等领域,但天然酶易失活,成本高等固有局限阻碍了其更广泛的应用。纳米酶打破了天然酶的局限性,极大拓展了酶在各领域的应用。其中,金属纳米酶由于具有优异金属特性,类似天然酶的活性位点,可灵活调节的结构,在纳米酶中脱颖而出。基于纳米酶的比色传感阵列因其操作简便、成本低廉和方便携带等优势在食品质量评价领域也受到了广泛的关注。含硫化合物和抗氧化剂分别作为食品中常见的有害物质和营养物质,与食品质量息息相关。因此,本文合成了两种金属纳米酶,分别是具有类氧化物酶活性的氮掺杂单原子钴纳米酶和具有类过氧化物酶活性的金铂双金属纳米酶,并基于这两种纳米酶开发了三通道比色传感阵列用于食品中含硫化合物和抗氧化剂的区分和定量检测,并结合密度泛函理论（DFT）计算对两种纳米酶的催化机理进行深入研究。最后,基于智能手机和凝胶片分别实现对含硫化合物和抗氧化剂的可视化检测。（1）基于氮掺杂的单原子钴纳米酶构建比色传感阵列用于含硫化合物的检测使用一锅热合成法,将金属Co嵌入N掺杂的石墨烯中,合成了具有氧化酶活性（OXD）的单原子Co纳米酶（CoN4-G）。通过DFT计算,对CoN4-G的高酶活性进行深入研究和详细解释。在CoN4-G的催化作用下,底物氧化的程度受到p H和含硫化合物的显著影响,基于此构建了三通道比色传感阵列,用于同时检测Na2S、Na2SO3、Na2S2O3和Na2S2O8。基于CoN4-G纳米酶的三通道比色传感器阵列成功区分浓度为10、20、40、60、80和100μmol/L的四种含硫化合物,不同浓度的含硫化合物以及多元含硫化合物的混合体系。在p H=3.0的HAc-Na Ac缓冲液中,对四种含硫化合物的检测范围为1.6-320μmol/L,检测限为0.0778-0.218μmol/L。此外,该比色传感阵列具有良好的抗干扰能力,能够成功识别矿泉水,红酒,牛奶以及蛋清中的含硫化合物。最后,基于智能手机实现了含硫化合物的可视化检测。（2）基于金铂双金属纳米酶构建比色传感阵列用于抗氧化剂的检测采用典型的共还原法合成了具有过氧化物酶（OPD）活性的双金属Au2Pt纳米酶。DFT计算的结果表明,由于独特的双金属掺杂结构,Au2Pt纳米酶具有比单金属纳米酶更加优异的OPD活性。基于比色传感阵列成功实现了对五种抗氧化剂(维生素C（Vc）、谷胱甘肽（GSH）、半胱氨酸（CYS）、没食子酸（GA）和咖啡酸（CA）)的区分和定量分析。不仅成功识别4μmol/L和16μmol/L的五种抗氧化剂,还成功识别了不同浓度的抗氧化剂及多元抗氧化剂的混合体系。在最优条件下,对Vc、GSH、CYS、GA和CA检测限分别0.124、0.1581、0.1163、0.259和0.1885μmol/L。该比色传感阵列具有良好的抗干扰能力,能够成功区分含有Vc的三种食品样品（牛奶、绿茶和橙子）,还能够成功区分新鲜橙汁和暴露在空气中60 min后的橙汁。最后,我们将Au2Pt纳米酶固载到琼脂糖凝胶片中,通过与自制的标准比色卡的对比,成功实现了对样品的可视化检测。

关键词：比色传感阵列金属纳米酶含硫化合物抗氧化剂可视化检测

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比色传感阵列在检测爆炸物中的应用

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山东化工 2021年第16期50卷 173-174,176页

作者：刘春庆李宏达王岩中国刑事警察学院法化学系辽宁沈阳110035

爆炸物杀伤力大、隐蔽性强,被广泛应用于生活的各方面,也是恐怖分子施暴方式的首选。基于保护人民生命和财产安全的迫切需求,爆炸物检测技术受到世界各国公共安全领域科学家的高度重视。相比于其它分析方法,比色传感阵列因操作简便、结... 详细信息

爆炸物杀伤力大、隐蔽性强,被广泛应用于生活的各方面,也是恐怖分子施暴方式的首选。基于保护人民生命和财产安全的迫切需求,爆炸物检测技术受到世界各国公共安全领域科学家的高度重视。相比于其它分析方法,比色传感阵列因操作简便、结构简单、不依赖大型分析设备等优势,成为适用于爆炸物现场快速检测的方法之一。本文主要综述了比色传感阵列的原理及种类、爆炸物种类及比色传感阵列在爆炸物探测领域的研究进展,并展望了比色传感阵列在公共安全领域中的发展趋势。

关键词：比色传感阵列爆炸物快速检测公共安全分析

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基于纳米材料-有机染料的比色传感阵列对白酒的鉴别

基于纳米材料-有机染料的比色传感阵列对白酒的鉴别

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2019年第三届中国国际名酒文化节——酿酒学术(国际)论坛

作者：张晶霍丹群侯长军重庆大学生物工程学院重庆400044

本文以纳米材料-染料构建了 3×3的比色传感阵列用于区分8种商业白酒。经过交叉响应，阵列点颜色发生不同的变化，并产生特定的指纹图谱。通过主成分分析(PCA)，线性判别分析(LDA)和层次聚类分析(HCA)，八种白酒样品被成功区分，且... 详细信息

本文以纳米材料-染料构建了 3×3的比色传感阵列用于区分8种商业白酒。经过交叉响应，阵列点颜色发生不同的变化，并产生特定的指纹图谱。通过主成分分析(PCA)，线性判别分析(LDA)和层次聚类分析(HCA)，八种白酒样品被成功区分，且未发生错误分类。径向基神经网络(RBFN)成功判断预测样本与实际样本之间的拟合关系。研究表明，该3×3纳米材料-染料比色鉴别系统可以成功区分白酒，在白酒的质量控制方面有一定前景。

关键词：染料纳米材料比色传感阵列商业白酒鉴别

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基于取代硼酸亲和作用的比色传感阵列对含顺式邻二羟基化合物的检测研究

基于取代硼酸亲和作用的比色传感阵列对含顺式邻二羟基化合物的检...

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作者：夏晋晨江苏大学

学位级别：硕士

针对含有顺式邻二羟基结构的化合物，基于硼酸的比色传感阵列因其响应速度快、输出信息丰富和分辨率高等优势目前已成功用于糖类分子间和黄酮类分子间的识别区分。然而，传统比色传感阵列检测上述化合物存在过程繁琐，阵列规模较大，无... 详细信息

针对含有顺式邻二羟基结构的化合物，基于硼酸的比色传感阵列因其响应速度快、输出信息丰富和分辨率高等优势目前已成功用于糖类分子间和黄酮类分子间的识别区分。然而，传统比色传感阵列检测上述化合物存在过程繁琐，阵列规模较大，无法进行现场快速检测，对目标分子的检测只停留于定性分析而未实现定量分析等一系列问题，限制了该技术的实际应用。本文构建了一种基于取代硼酸亲和作用的比色传感阵列，极大地缩小了阵列规模，同时结合便携式检测工具手机以及自动化智能设备远程服务器，旨在实现对环境水样中邻苯二酚类和食品中糖类化合物的现场快速定性和定量分析，达到简化操作步骤和降低成本的目的，为其检测其它含有顺式邻二羟基的化合物提供依据。主要研究结果如下：\n (1)构建了一种基于滤纸的比色传感阵列用于快速识别邻苯二酚类化合物。将苯硼酸和pH指示剂作为组合探针，以滤纸为材料构建小规模的2×2比色传感阵列用于检测7种水溶性的邻苯二酚类化合物。通过手机照相机采集反应前后阵列图像，然后利用于电脑里自主开发的颜色识别软件处理阵列图像获取7种邻苯二酚类化合物的色差图及色差图数据。色差图数据采用主成分分析、系统聚类分析及线性判别分析法进行分析，结果显示，所构建的2×2阵列对7种邻苯二酚类化合物具有很好的区分能力，识别准确性达到100%。最后，利用该比色传感阵列去定性识别长江水样里的邻苯二酚类化合物，结果令人满意。\n (2)构建了一种比色传感阵列—智能手机—远程服务器系统用于现场快速检测邻苯二酚类化合物。首先，构建一种基于苯硼酸亲和作用的pH指示剂比色传感阵列（小规模的2×2阵列）用于检测13种邻苯二酚类化合物。然后采用手机照相机采集反应前后阵列图像，并使用于手机里自主开发的颜色识别软件处理图像以获取13种分析物的色差图及色差图数据。随后，采用主成分分析、系统聚类分析及线性判别分析法对色差图数据进行分析，结果显示，所构建的2×2阵列对13种邻苯二酚类化合物具有很好的区分能力，识别准确性为100%。采用偏最小二乘法建立用于具体计算邻苯二酚类化合物浓度的定量模型，所建模型具有较好的准确度和精度。最后，将手机与远程服务器相连接。用手机将已有的13种分析物及空白样的色差图数据上传给远程服务器构建用于定性判别待测物种类和定量预测待测物浓度的模型。利用所构建的比色传感阵列—智能手机—远程服务器系统进行现场定性和定量分析长江水样里的邻苯二酚类化合物。定性判别结果显示，该系统对待测物的判别准确性为100%；定量预测结果显示，预测浓度与真实浓度相差不大，以反映出水体污染程度。\n (3)构建了一种比色传感阵列—智能手机—远程服务器系统用于现场快速检测糖类化合物。首先，研究了硼酸、苯硼酸和3-硝基苯硼酸与糖的结合能力，确定了3种硼酸试剂与糖的结合能力顺序为：硼酸<苯硼酸<3-硝基苯硼酸。随后，构建了一种基于3-硝基苯硼酸亲和作用的pH指示剂比色传感阵列（小规模的2×2阵列）用于检测19种糖类化合物。采用手机照相机采集反应前后阵列图像并使用于智能手机里自主开发的颜色识别软件处理图像以获取19种糖的色差图及色差图数据。主成分分析法、系统聚类分析法及线性判别分析法对色差图数据分析的结果显示，所构建的2×2阵列对19种糖具有较好的区分能力，判别准确性达到100%。采用偏最小二乘法建立了用于具体计算糖浓度的定量模型，13种糖的定量模型具有很好的准确度和精度。最后，将智能手机与远程服务器相连接。用手机将已有的19种糖及空白样的色差图数据上传给远程服务器构建用于定性判别待测糖种类和定量预测待测糖浓度的模型。通过向无糖饮料中添加糖进行加标实验，利用所构建的比色传感阵列—智能手机—远程服务器系统进行现场快速检测其中的糖类化合物。定性判别结果显示，该系统能准确无误地判别出所有待测糖；定量预测结果显示，糖浓度的预测值接近于真实值，进一步说明了该系统用于食品中糖检测的可行性。

关键词：比色传感阵列水体污染含顺式邻二羟基化合物智能手机远程服务器系统现场快速检测

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基于比色传感阵列的农残检测系统设计研究

基于比色传感阵列的农残检测系统设计研究

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作者：宋振国重庆大学

学位级别：硕士

我国是世界上农药使用量最大的国家,由农药残留引起的环境污染问题和食品安全问题日益突出,严重威胁国民健康。现有的农药残留检测方法中,仪器分析法因需要大型分析设备、检测过程繁琐复杂等原因而不适用于现场检测,快速筛选检测法虽可... 详细信息

我国是世界上农药使用量最大的国家,由农药残留引起的环境污染问题和食品安全问题日益突出,严重威胁国民健康。现有的农药残留检测方法中,仪器分析法因需要大型分析设备、检测过程繁琐复杂等原因而不适用于现场检测,快速筛选检测法虽可用于现场检测,但准确度不够。近年来出现的比色传感阵列有望为农残检测提供一种新的检测方法。本文在课题组前期使用比色传感阵列对农药残留进行检测的探索研究基础上,利用比色传感阵列上各敏感点可与不同的待测样品发生不同程度的交叉响应而产生不同颜色变化的原理,研究设计了一套新型的农药残留检测系统,并建立了基于该系统的实验方法体系,为研究开发基于比色传感阵列的新型农药残留检测方法提供了基础。本文的具体研究内容主要包括以下几个方面:(1)分析总结前期使用比色传感阵列所进行的农药残留检测研究,发现其检测流程存在全程手工操作、加样方法粗糙、对检测条件缺乏监测及控制、易引入干扰图谱等不足之处。本文在分析原有检测流程的基础上,建立了一套便于实现自动化的规范检测流程。(2)根据所提出的检测流程对系统的总体结构和功能进行了相应的设计,该系统在整体上可分为上位机和下位机两部分。上位机为计算机,负责向下位机发送控制指令,接收检测温度信息,以及完成对比色传感阵列的图像采集;下位机为PIC微控制器,负责接收指令以辅助上位机完成对检测温度和检测流程的控制,实现自动化检测。下位机部分根据模块化设计思想,完成了对步进电机运动控制、温度监测及控制、串口通信、背景光源和超声雾化器控制等功能模块的设计,并制作了PCB板。(3)根据系统的功能需求,分别在VS2008和MAPLAB开发环境下,完成了对上、下位机程序的编写。上位机程序的功能包括图像采集、串口通信和提供交互界面;下位机程序包括各功能模块控制程序和主控程序,实现了步进电机的运动定位控制、检测温度的监测及控制、串口通信等功能。(4)对系统先后进行了模块级测试和整体测试,证实系统可实现各预设的功能。使用所设计的系统对配制的3种农药溶液进行检测试验,结果表明系统对不同农药溶液的检测区分效果良好。

关键词：农残检测比色传感阵列微控制器自动控制

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