一種激光誘導熒光食品檢測儀的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及食品檢測技術領域，尤其涉及一種激光誘導熒光食品檢測儀。
【背景技術】
[0002]現代社會人們日益關注食品的安全狀況，尤其是對食品添加劑、農藥殘留超標和食品中添加違禁物質的相關數據信息日益關注。
[0003]基于圓形光波導的生物檢測儀利用激光在圓形波導內以全反射方式傳輸時在傳感器表面產生消逝波，該消逝波將可激發通過生物親和反應而結合到傳感器表面上的標記熒光的待測物質，通過檢測熒光信號大小而實現待測物質濃度的檢測。通常消逝波場的穿透深度只有數十納米至幾百納米，所以圓形光波導生物檢測儀只能探測到結合于消逝波場范圍內的熒光物質發出的熒光，而溶液中游離的熒光物質幾乎不對檢測結果產生影響。因此該類檢測儀具有靈敏度高、生物特異性強和檢測速度快等特點，同時可對生物反應過程進行動態檢測，因而在食品檢測和環境監測等領域得到了廣泛的應用。
[0004]現有技術的該類檢測儀主要是運用圓形波導作為傳感單元，而光信號收集單元采用大量光學分離元件。對激光傳送與熒光的收集和檢測都是采用常規的光學元件，如反射鏡、透鏡組、斬波器等，因此該類檢測儀存在光路調節困難、系統復雜、能量損耗大等缺點。本實用新型所述的激光誘導熒光食品檢測儀在于激光傳送和熒光的收集都是利用圓形光波導來實現的，具有系統結構簡單，光損失少，檢測靈敏度高等優點。
【發明內容】
[0005]本實用新型的目的是提供一種激光誘導熒光食品檢測儀，運用單模圓形波導和多模圓形波導組成的復合結構實現激光的傳送和熒光的收集，最大限度減少光學分離器件來實現高效率的光傳送和高的信噪比，最終實現食品風險污染物的高靈敏檢測，以克服現有技術存在的上述不足。
[0006]本實用新型的目的是通過以下技術方案來實現:
[0007]—種激光誘導熒光食品檢測儀，包括激光器、單模圓形波導和多模圓形波導復合結構裝置、圓形光波導傳感模塊、光電轉換模塊、DSP數據處理控制模塊、USB數據接口模塊和計算機，所述激光器、單模圓形波導和多模圓形波導復合結構裝置、圓形光波導傳感模塊、光電轉換模塊、DSP數據處理控制模塊、USB數據接口模塊和計算機根據相對應的輸入輸出端口依次連接，所述DSP數據處理控制模塊的相應端口分別連接USB數據接口模塊和光電轉換模塊；所述光電轉換模塊的前端裝有熒光濾光片；所述圓形光波導傳感模塊包括圓形光波導傳感元件和毛細管樣品池。
[0008]進一步的，所述單模圓形波導和多模圓形波導復合結構裝置由單模圓形波導和多模圓形波導束耦合而成。
[0009]進一步的，所述的單模圓形光波導的直徑為4微米，數值孔徑為0.22 ;多模圓形波導束的直徑為200微米，數值孔徑為0.22，共由5根組成。
[0010]進一步的，所述的圓形波導傳感模塊與單模圓形波導和多模圓形波導復合結構裝置采用可拆卸的連接器進行連接。
[0011]進一步的，所述的圓形波導傳感元件表面固定有生物識別分子。
[0012]本實用新型的有益效果為:所述激光誘導熒光食品檢測儀體積小方便攜帶，使用時直接放置在現場，利用激光激發通過生物親和反應而使連接在圓形光波導傳感元件表面上的標記有熒光的待測物發出熒光并收集，然后經過適當的信號采集和處理，即可檢測食品中待測物的濃度。
【附圖說明】
[0013]下面根據附圖對本實用新型作進一步詳細說明。
[0014]圖中:
[0015]圖1是本實用新型實施例所述的激光誘導熒光食品檢測儀的結構原理示意圖；
[0016]圖2是本實用新型實施例所述的激光誘導熒光食品檢測儀的圓形光波導傳感模塊不意圖；
[0017]圖3是本實用新型實施例所述的激光誘導熒光食品檢測儀的傳感元件示意圖；
[0018]圖4是本實用新型實施例所述的激光誘導熒光食品檢測儀的單模圓形波導和多模圓形波導復合結構裝置示意圖。
[0019]圖中:
[0020]1、激光器；2、單模圓形波導和多模圓形波導復合結構；3、光電轉換模塊；4、焚光濾光片；5、連接器；6、圓形光波導傳感模塊；7、DSP數據處理控制模塊；8、USB數據接口模塊；9、計算機；10、圓形波導傳感元件；11、毛細管樣品池；1001、包層；1002、傳感元件(纖芯)；201、單模圓形波導；202、多模圓形波導束。
【具體實施方式】
[0021]如圖1-4所示，本實用新型實施例所述的一種激光誘導熒光食品檢測儀，包括激光器1、單模圓形波導和多模圓形波導復合結構裝置2、圓形光波導傳感模塊6、光電轉換模塊3、DSP數據處理控制模塊7、USB數據接口模塊8和計算機9，所述激光器1、單模圓形波導和多模圓形波導復合結構裝置2、圓形光波導傳感模塊6、光電轉換模塊3、DSP數據處理控制模塊7、USB數據接口模塊8和計算機9根據相對應的輸入輸出端口依次連接，所述DSP數據處理控制模塊7的相應端口分別連接USB數據接口模塊8和光電轉換模塊3 ;所述光電轉換模塊3的前端裝有熒光濾光片4 ;所述圓形光波導傳感模塊6包括圓形光波導傳感元件10和毛細管樣品池11。
[0022]所述激光器I發出的激光經單模圓形波導和多模圓形波導復合結構裝置2中的單模圓形波導201進入圓形光波導傳感模塊6中的圓形光波導傳感元件10，并在傳感元件(纖芯)1002產生消逝波，該消逝波激發結合到傳感元件(纖芯)1002的標記在待測物上的熒光分子。部分熒光耦合回傳感元件(纖芯)1002，經過連接器5進入單模圓形波導和多模圓形波導復合結構2的多模圓形波導束202，熒光濾光片4濾除反射的激發光，而大部分熒光得以通過，透過的熒光由光電轉換模塊3檢測到并轉換成電信號，然后該信號經DSP數據處理控制模塊7處理后經USB數據接口模塊8交由計算機9實時分析和顯示。
[0023]所述的單模圓形波導和多模圓形波導復合結構2是由一根處于中心位置的單模圓形波導201和多模圓形波導束202組成，其中單模圓形波導201是將激光引入圓形波導傳感元件1002，而多模圓形波導束202用于收集熒光，有利于提高熒光收集效率。
[0024]所述的圓形光波導傳感元件10的包層1001被去除部分，并在傳感元件(纖芯)1002表面上固定生物識別分子。
[0025]所述的單模圓形波導和多模圓形波導復合結構2通過連接器5與圓形光波導傳感模塊6結合。
[0026]所述圓形光波導傳感模塊6由圓形光波導傳感元件10和毛細管樣品池11組成，傳感元件(纖芯)1002在檢測前需固定生物識別分子，然后放置在毛細管樣品池11中，再與單模圓形波導和多模圓形波導復合結構2相連。
[0027]檢測時，將圓形光波導傳感模塊6放入待測物溶液中，在毛細管作用下，溶液進入毛細管，反應一定時間后，打開激光器1，激發光將以全反射方式進入傳感元件(纖芯)1002，激光在傳感元件(纖芯)1002內多次反射傳播時產生的消逝波激發結合到其表面的熒光物質，熒光物質發出熒光，部分耦合回傳感元件(纖芯)1002，經多模圓形光波導束202傳輸后，從另一端射出，經熒光濾光片4濾光后進入光電轉換模塊3，并被轉換成與熒光強度成正比的電信號，經DSP數據處理控制模塊7處理后經USB數據接口模塊8發送到計算機9進行分析處理。計算機9分析處理后到的數據與圓形光波導元件表面待測物質的濃度成正比，通過分析信號的強弱即可得知待測物質的濃度。
[0028]本實用新型不局限于上述最佳實施方式，任何人在本實用新型的啟示下都可得出其他各種形式的產品，但不論在其形狀或結構上作任何變化，凡是具有與本申請相同或相近似的技術方案，均落在本實用新型的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種激光誘導熒光食品檢測儀，其特征在于:所述激光誘導熒光食品檢測儀包括激光器(1)、單模圓形波導和多模圓形波導復合結構裝置(2)、圓形光波導傳感模塊(6)、光電轉換模塊(3 )、DSP數據處理控制模塊(7 )、USB數據接口模塊(8 )和計算機(9 )，所述激光器(1)、單模圓形波導和多模圓形波導復合結構裝置(2)、圓形光波導傳感模塊(6)、光電轉換模塊(3)、DSP數據處理控制模塊(7)、USB數據接口模塊(8)和計算機(9)根據相對應的輸入輸出端口依次連接，所述DSP數據處理控制模塊(7)的相應端口分別連接USB數據接口模塊(8)和光電轉換模塊(3);所述光電轉換模塊(3)的前端裝有焚光濾光片(4);所述圓形光波導傳感模塊(6)包括圓形光波導傳感元件(10)和毛細管樣品池(11)。
2.根據權利要求1所述的激光誘導熒光食品檢測儀，其特征在于:所述單模圓形波導和多模圓形波導復合結構裝置(2)由單模圓形波導(201)和多模圓形波導束(202)耦合而成。
3.根據權利要求1所述的激光誘導熒光食品檢測儀，其特征在于:所述的單模圓形光波導(201)的直徑為4微米，數值孔徑為0.22 ;多模圓形波導束(202)的直徑為200微米，數值孔徑為0.22，共由5根組成。
4.根據權利要求1所述的激光誘導熒光食品檢測儀，其特征在于:所述的圓形波導傳感模塊(6)與單模圓形波導和多模圓形波導復合結構裝置(2)采用可拆卸的連接器(5)進行連接。
5.根據權利要求1所述的激光誘導熒光食品檢測儀，其特征在于:所述的圓形波導傳感元件(1002)表面固定有生物識別分子。
【專利摘要】本實用新型涉及一種激光誘導熒光食品檢測儀，包括激光器、單模圓形波導和多模圓形波導復合結構裝置、圓形光波導傳感模塊、光電轉換模塊、DSP數據處理控制模塊、USB數據接口模塊和計算機構成。本實用新型的有益效果為：所述激光誘導熒光食品檢測儀體積小方便攜帶，使用時直接放置現場，利用激光激發通過生物親和反應而使連接在圓形光波導傳感元件表面上的標記有熒光的待測物發出熒光并收集，然后經過適當的信號采集和處理，即可檢測食品中待測物的濃度。
【IPC分類】G01N21-64
【公開號】CN204575538
【申請號】CN201520293540
【發明人】龍峰, 羅強
【申請人】羅強, 龍峰
【公開日】2015年8月19日
【申請日】2015年5月8日