便携有机磷农药残留检测仪的设计与研究

摘要

当今社会，食品安全问题受到广泛的关注，而农药残留问题是影响食品安全的一个重要因素，对人类健康和自然环境造成严重的影响。在各种农药残留检测技术中，经典技术如实验室用的大型气相、液相色谱仪，虽然检测精度高，但操作复杂，成本高昂，且难以实现现场快速检测;而现有的快速检测产品往往存在精度不高、配件众多、操作繁琐等问题。因此，发展快速、灵敏、便携的有机磷农药检测设备十分迫切。近年来，电化学生物传感技术因其快速、灵敏、特异性强且具有微型化集成化的潜力而成为了生化检测领域的重要发展方向。本论文以常用的有机磷农药为目标物，设计和研究了便携式有机磷农药检测仪以及快速检测酶生物传感器。
　　针对当前农药残留快速检测的需求，论文首先提出了便携有机磷农药残留检测的整体设计方案，包含酶生物传感器、便携式检测仪的硬件与软件的设计与调试，最终实现了对有机磷农药的高灵敏特异性检测。在酶生物传感器的设计及制作中，论文讨论了丝印电极的制作、微通道的制作以及酶的固定;在硬件方面，本文依次讨论了处理器控制电路、恒电位电路、微弱电流检测电路、电压扫描电路、采样电路、滤波电路的设计;在软件方面，本文介绍了微处理器程序和安卓端App的设计开发。最后利用精密电流源对设计的检测仪进行了恒电位精度检测和电流精度检测，并对有机磷农药检测仪的使用效果进行了验证。
　　结果表明恒电位电路可以控制电位的稳定，误差小于0.1mV，电压输出范围在-2.5V到2.5V之间。微电流检测电路电流测量下限达到0.1μA，酶生物传感器对有机磷农药的检测范围在1ng/mL-1000ng/mL之间，检测限达到有1ng/mL。