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目前,食品安全问题日益严重,而由真菌霉素类物质引起的安全问题非常普遍。真菌霉毒素具有被检出比例高、样品分布不均匀和存在含量低等特点,所以对真菌霉素的限量标准和检测技术都提出了更高的要求。目前生物学检测真菌霉素的过程比较复杂、成本高、不易操作等问题。因此需要开发一种真菌毒素快速检测技术,从而提高检测方法的灵敏度、增强抗干扰能力、提高检测速度,同时要求设计更加灵敏、便携的检测装备,方便人们对真菌霉素类物质的检测。本文针对真菌毒素,提出了一种直接利用溶液颜色确定试剂溶液浓度的检测方法,设计了基于双颜色传感器动态白平衡的真菌霉素的快速检测系统。主要工作及结论如下:(1)通过对黄曲霉毒素B1 (AFB1)与纳米金作用的结果研究发现,不同浓度的AFB1与纳米金作用后,反应溶液会呈现出不同的颜色。根据以上反应结果可知,向反应溶液中加入的黄曲霉毒素B1的浓度不同,反应溶液的溶液颜色也不相同。可见,反应溶液颜色的变化能够反映被检测物质浓度的不同。基于此,提出通过直接测量反应溶液颜色信息来确定被检测溶液浓度的方法,首先利用实验分析,建立检测物质的已知浓度与其对应的由颜色传感器测得的反应溶液颜色的三原色(RGB)值之间的对应关系模型,进而通过关系曲线,由测得的(RGB)值计算出检测溶液的浓度。(2)改进了传统的基于单传感器的颜色采集系统,设计了双颜色传感器检测系统。其中一个传感器用于直接测量反应溶液的颜色信息,另一个传感器用于实时采集环境光的白平衡参数并校正检测系统的RGB计算结果,从而实现检测过程的动态白平衡,降低了环境光的改变对当前溶液RGB检测值的影响,提高了检测系统的环境自适应性、检测过程的稳定性和检测结果的准确性。(3)对采集数据进行了滤波,并对数据处理过程进行了优化。在颜色信息采集过程中,颜色传感器的输出信号是脉冲信号。在实际检测过程中,由于干扰信号的存在,故要经均值滤波才能消除干扰。同时,对防脉冲干扰平均值滤波算法中存在的不足之处(每采集一个数据就要进行一次排序,会大量占用系统处理数据的时间)进行了改进和优化处理。该方法在保证数据精确处理的情况下,显著提高了数据处理效率。(4)选择RGB颜色传感器TCS230D作为本检测系统的核心部件,分析了该传感器的工作原理,推导出其输出的频率值与RGB值之间的计算关系。此计算关系将用于建立被检溶液颜色与其浓度之间的线性关系。(5)设计了检测系统的各功能模块以及实验检测装置;编写各模块程序,实现了样品频率数据采集、数据处理和液晶显示等功能;设计了检测系统的电路模块,实现了信号传输以及信号传输过程中的防干扰等功能。实验结果证明了该检测方法的可行性和有效性,不仅能够满足实验室精密度和准确度的要求,而且与传统检测方法相比,该方法快速、方便,并降低了检测成本。同时表明,该方法还可用于检测其他有关霉素类物质。