一种污水中微量毒品的全自动检测装置及检测方法

摘要

本发明公开了一种污水中微量毒品的全自动检测装置及检测方法。所述检测装置包括工业PC机及样品收集机构、检测机构，其样品收集机构包括泵、吸附瓶推送机构、吸附瓶、压板及压板升降机构，压板正下方的操作台上设有与污水池连通的出水孔，出水孔下端设有主阀门及微动阀门；检测机构包括芯片推送机构、生物芯片及光谱仪。本发明的检测装置体积小、结构简单、成本低、便利性等优点；本发明检测方法无需利用昂贵的液质联用仪器等辅助，通过对地表河流水样的自动化在线分析，检测污水中出现的毒品种类，可用于监测居民住所、娱乐场所等小范围内特定人群毒品滥用信息，给警方查获制毒窝点提供有益信息，具有良好的社会效益。

说明书

技术领域

本发明属于毒品检测领域，具体涉及一种污水中微量毒品的全自动检测装置及检测方法。

背景技术

目前，污水中毒品检测时，污水样本采集、保存、收寄、检测、打击溯源等都是人工操作，成本大、干扰因素多、环节多，操作样式多，且污水样本环境复杂，不能更好的服务禁毒打击、管理、预防；污水检测需要借助实验室昂贵的检测设置，成本高，且在线检测技术还未实现突破，检测环节多、周期长，反馈滞缓，实战性不强；且抽样考核、时间跨度大，监测时段少，不能实现全时空监测。

发明内容

针对现有技术中存在的上述问题，本发明的目的在于提供一种污水中微量毒品的全自动检测方法，本发明的方法，无需使用昂贵的液质联用仪器等设备，实现快速检测污水中出现的毒品种类等，适于推广应用。

本发明公开了一种污水中微量毒品的全自动检测装置，包括设置在检测柜中的工业PC机及与其连接的样品收集机构、检测机构，其特征在于样品收集机构包括泵、吸附瓶推送机构、吸附瓶、压板及压板升降机构，所述压板正下方的操作台面上设有与污水池连通的出水孔，出水孔下端设有主阀门及微动阀门，吸附瓶在吸附瓶推送机构的作用下移动至出水孔的位置，由压板固定，泵将污水池与吸附瓶连接，污水流经吸附瓶进行采样，吸附瓶上还连接有清洗装置及洗脱装置；所述检测机构包括芯片推送机构、生物芯片及光谱仪，生物芯片推送至吸附瓶正下方收集样品，再推送至光谱仪进行毒品检测。

进一步地，本发明还限定了泵的入水口上设有过滤器，过滤器的过滤头置于污水池中，污水经二次过滤后经泵送至吸附瓶中富集。

进一步地，本发明还限定了检测柜中对应设置设有吸附瓶储箱及生物芯片储箱；主阀门为翻盖式结构，微动阀门开设在主阀门上。

进一步地，本发明还限定了所述吸附瓶为上宽下窄的变径结构，且上下连通，毒品吸附材料填充于吸附瓶的中部。

更进一步地，本发明还公开了基于所述检测装置的污水中微量毒品的全自动检测方法，其特征在于包括如下步骤：

1）利用工业PC机控制吸附瓶推送机构工作，将吸附瓶储箱中的吸附瓶送至压板正下方，由压板升降机构将压板下降将吸附瓶固定，同时打开主阀门及微动阀门；再启动泵，将污水池中的污水经过滤器过滤后进入吸附瓶中进行吸附；

2）吸附结束后，工业PC机控制清洗装置启动，在吸附瓶中注入自来水洗涤；

3）工业PC机控制主阀门及微动阀门关闭，再启动洗脱装置启动，将洗脱液送至吸附瓶中对样品进行洗脱并在吸附瓶中收集；

4）工业PC机控制芯片推送机构工作，将生物芯片中的一片生物芯片送至吸附瓶正下方，开启微动阀门，控制流速，将样品缓慢滴至生物芯片上；洗脱液挥发之后，芯片推送机构将生物芯片继续推送至光谱仪下方，启动光谱仪对样品进行检测，检测样品中有毒品时，光谱仪将信号传递给工业PC机，进行报警，同时将光谱数据传输至毒品标样光谱数据库中，与毒品标样光谱数据进行对比，确认具体的病毒种类。

进一步地，本发明检测方法的步骤1）中的样品吸附时间为1-600min，优选为1-60min；毒品吸附材料为固体吸附剂。

进一步地，本发明检测方法的步骤3）中的洗脱液为易挥发的有机溶剂，优选为乙醇。

进一步地，本发明检测方法的样品滴至生物芯片上的速度为3-30s/滴，下一滴至上一滴的洗脱液挥发完成再滴；生物芯片上收集样品5-20滴后进行检测。

进一步地，本发明检测时采用的光谱仪为拉曼光谱仪。

通过采用上述技术，本发明相对现有技术，取得如下有益效果：本发明的污水检测能24小时实时在线取样、检测，具有可持续性；且该检测装置体积小、结构简单，成本低，能耗也低，大大提高其便利性。

附图说明

图1为本发明检测装置的结构示意图；

图2为本发明的吸附瓶结构示意图。

图中：1、污水池；2、过滤头；3、过滤器；4、泵；5、压板；6、压板升降机构；7、吸附瓶；8、检测柜；9、主阀门；10、微动阀门；12、光谱仪；13、生物芯片；14、芯片推送机构；15、生物芯片储箱；16、吸附瓶推送机构；17、吸附瓶储箱。

具体实施方式

以下结合说明书附图及实施例对本发明作进一步说明，但本发明的保护范围并不仅限于此：

本发明实施例的污水中微量毒品的全自动检测装置，如图1-2所示，包括检测柜8，检测柜8中设有工业PC机及与其连接的样品收集机构、检测机构，样品收集机构包括泵4、吸附瓶推送机构16、吸附瓶7、压板5及压板升降机构6，所述检测机构包括芯片推送机构14、生物芯片13及光谱仪12；如图1所示，本发明实施例中的检测柜8设有多层结构，样品收集机构与检测机构平行设置于检测柜8的上、下两个操作平台上；为了便于存放吸附瓶7及生物芯片13，本发明在检测柜8上设有吸附瓶储箱17及生物芯片储箱15，所述吸附瓶储箱17位于吸附瓶推送机构16上方，生物芯片储箱15位于芯片推送机构14上方；压板5活动设置在检测柜8上方，在压板推送装置6的作用下，能在其竖直方向上上下移动；压板5正下方的样品收集机构所在的操作台面上设有与污水池1连通的出水孔，出水孔的大小与吸附瓶7大小匹配，吸附瓶7底部可以位于出水孔上方或伸入出水孔内，且瓶底下端部不能伸出出水孔，出水孔下端面设有主阀门9及微动阀门10，微动阀门10开设在主阀门9上，本发明实施例中的主阀门9采用翻盖式结构，采用常规连接方式安装在操作台面下方，在工业PC机的控制下，能完成翻盖动作，将出水孔打开或关闭，即使吸附瓶7底部呈打开或封闭状态，前期污水和清洗自行水经过时，主阀门9及微动阀门10呈开启状态，后期洗脱液经过对吸附材料上的样品进行洗脱时，需要收集洗脱液用于检测，此时主阀门9及微动阀门10呈关闭状态；具体为工业PC机控制主阀门9开启时，微动阀门10也随之离开吸附瓶7下端，即吸附瓶7底部为开口状态，污水可以流出；当主阀门9关闭时，即可将吸附瓶7下端堵住，用于收集并存储洗脱液；微动阀门10开启后，样品通过微动阀门10流出，滴定至生物芯片13上，工作时，吸附瓶7在吸附瓶推送机构16的作用下移动至出水孔的位置，压板推送装置6将压板5下移，将吸附瓶7固定，泵4将污水池1与吸附瓶7连接，污水流经吸附瓶7进行污水采样，吸附瓶7上还连接有清洗装置及洗脱装置，用于对吸附的污水样品进行清洗及洗脱收集。

本发明为了保证其检测的全自动过程顺利进行，在泵4的入水口上设有过滤器3，过滤器3的进水口端设置过滤头2，过滤头2用于阻挡垃圾等杂质，过滤器3用于阻挡泥沙等污物，污水经二次过滤后经泵4送至吸附瓶7中富集，提高吸附效果。

如图2所示，本发明实施例中的吸附瓶7为上宽下窄的中空变径结构，上下连通，毒品吸附材料7a填充于吸附瓶7的中部，本发明实施例采用的毒品吸附材料7a为常用的固体吸附剂。

本发明实施例中所用的生物芯片13由杭州超能科技有限公司提供的snj-1生物芯片。

本发明所述的压板升隆机构6、芯片推送机构14及吸附瓶推送机构16均可采用常规的推送机构，如采用步进电机及推杆，在工业PC机的控制下，将压板5、生物芯片13及吸附瓶7推送至相应位置即可，为了使部件推送工作顺利进行，本发明还可以推送路径的台面上设置匹配的滑槽；推送装置还可以是气缸式推动，如包括推送气缸、电磁阀、时间继电器以及推送板，推送气缸的输出端连接推送板，推送板可与压板5或生物芯片储箱15、吸附瓶储箱17的出口接触，电磁阀用以控制推送气缸动作，时间继电器用以控制推送气缸延时复位。

本发明的污水中微量毒品的全自动检测方法，包括如下步骤：

1）利用工业PC机控制吸附瓶推送机构16工作，将吸附瓶储箱17中的吸附瓶7送至压板5正下方，即出水孔的位置，由压板升降机构6将压板5下降将吸附瓶7压坚固定在操作平台上，同时打开主阀门9及微动阀门10；再启动泵，将污水池1中的污水经过滤器3过滤后进入吸附瓶7中进行吸附，样品吸附时间为1-600min，优选为1-60min，可以根据对该城市或区域吸毒量判断，即污水时毒品浓度进行时间的设定；

2）吸附结束后，工业PC机控制清洗装置启动，在吸附瓶7中注入自来水洗涤；

3）工业PC机控制主阀门9及微动阀门10关闭，再启动洗脱装置启动，将洗脱液送至吸附瓶7中对样品进行洗脱并在吸附瓶7中收集，洗脱液为易挥发的有机溶剂，本发明实施例中采用乙醇；

4）工业PC机控制芯片推送机构14工作，将生物芯片15中的一片生物芯片13送至吸附瓶7正下方，开启微动阀门10，控制流速，将样品缓慢滴至生物芯片13上；洗脱液挥发之后，芯片推送机构14将生物芯片13继续推送至光谱仪12下方，启动光谱仪12对样品进行检测，检测样品中有毒品时，光谱仪12将信号传递给工业PC机，进行报警，同时将光谱数据传输至毒品标样光谱数据库中，与毒品标样光谱数据进行对比，确认具体的病毒种类；样品滴至生物芯片13上的速度为3-30s/滴，下一滴至上一滴的洗脱液挥发完成再滴；生物芯片13上收集样品5-20滴后进行检测，根据其浓度进行设置；本发明采用的光谱仪12为拉曼光谱仪。

实施例：从西北地区某省的一个污水厂取污水10L左右，用于试验分析。

对照实验：采用固相萃取技术(SPE)，对1000毫升水样进行处理，用100微升洗脱，得到89微升样品，用于液质联用分析，上样量20微升，得到的三种毒品的分析结果，吗啡含量低于0.018ng，氯胺酮（K粉）低于0.009ng，甲基安非他明（冰毒）0.213ng。

采用本发明技术方案检测上述污，即同样处理1000毫升的污水样品，以ChemalinkSilica SPE固相萃取柱未键合硅胶作为吸附材料，以无水乙醇作为洗脱液，洗脱液体积200微升，拉曼光谱分析仪检测到的结果判定冰毒的含量最高，以上结果符合该地区毒品以冰毒为主的实际情况一致。