微流控技術(shù)作為一種較新的技術(shù),由于其集成化與微型化的特點(diǎn),能夠大大縮短檢測(cè)時(shí)間,減少檢測(cè)成本,在快速檢測(cè)領(lǐng)域受到越來越多的關(guān)注與研究。微流控芯片中溶液成分濃度的檢測(cè)一直是微流控技術(shù)的重點(diǎn)和難點(diǎn)之一,傳統(tǒng)的檢測(cè)方法需要內(nèi)置電極、加高壓或磁場(chǎng)等,由于微米至毫米量級(jí)的流道和反應(yīng)池,給宏觀檢測(cè)器件的置入帶來了困難,而光學(xué)、色譜等微型檢測(cè)器尚處于研究中,因此難以將微流控快檢儀微型化,給微流控的普及和推廣帶來了困難。隨著計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)的發(fā)展,在微流控芯片中采用圖像處理的方法對(duì)溶液濃度成分進(jìn)行檢測(cè),對(duì)微流控芯片沒有任何破壞和改動(dòng),不會(huì)對(duì)溶液造成污染,僅需添加光學(xué)攝像頭即可完成對(duì)溶液的檢測(cè),是一種新的研究思路。本文結(jié)合圖像分析處理方法與微流控技術(shù),定量分析基于生化顯色反應(yīng)原理的樣品濃度快速檢測(cè)方法,并開展了食品中亞硝酸鹽的含量微流控芯片中快速檢測(cè)的應(yīng)用研究。具體內(nèi)容如下:(1)首先以食品亞硝酸鹽檢測(cè)為應(yīng)用背景,基于鹽酸萘乙二胺法設(shè)計(jì)一種二級(jí)筆狀的微流控芯片;對(duì)流體驅(qū)動(dòng)方式進(jìn)行考察,研究PMMA微流控芯片材料的激光加工方法與鍵合工藝;最后,制作用于亞硝酸鹽檢測(cè)的微流控芯片。(2)對(duì)亞硝酸鹽檢測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行了整體設(shè)計(jì),為保證光照強(qiáng)度、攝像頭的高度與角度、微流控芯片位置,將芯片檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)為一個(gè)密封的暗箱,并對(duì)暗箱內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行了詳細(xì)的設(shè)計(jì)。(3)使用Sobel邊緣檢測(cè)方法進(jìn)行了芯片流道邊緣的檢測(cè),采用圖像邊緣投影法準(zhǔn)確定位芯片邊緣;根據(jù)背景區(qū)域的灰度值均值和標(biāo)準(zhǔn)方差動(dòng)態(tài)確定前景圖像二值化閾值,避免了采用固定閾值可能導(dǎo)致的不佳分割效果;最后,采用圖像形態(tài)學(xué)運(yùn)算消除孤立點(diǎn)以及細(xì)小線條,經(jīng)帶通濾波處理,提取顯色區(qū)域并計(jì)算特征值,為實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證墊定了基礎(chǔ)。(4)根據(jù)設(shè)計(jì)的微流控芯片與搭建的圖像采集系統(tǒng),進(jìn)行了芯片中的亞硝酸鹽實(shí)驗(yàn)研究。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:在15～30℃范圍內(nèi),溫度對(duì)最終結(jié)果的影響不大;芯片厚度為2mm時(shí):最佳初級(jí)、顯色反應(yīng)時(shí)間分別為210s和150s,檢測(cè)時(shí)間約為10min;線形范圍在0.5～10mg/L之間,檢出限為0.8mg/L;加標(biāo)回收率為94.1%～108.0%;樣品消耗量與試劑消耗量分別為分光光度法的1/4與1/3,是比色卡法的1/30與1/24。本文搭建的平臺(tái)以及方法成本低,檢測(cè)時(shí)間短,重復(fù)性好,可以滿足亞硝酸鹽的現(xiàn)場(chǎng)快速檢測(cè)需求。圖[37]表[16]參[71]。
【學(xué)位單位】：安徽理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TP391.41;TN492;TS207.3
【部分圖文】：

Carvalho[22]等通過使用中紅外光譜（MIR）測(cè)量糖巨肽蛋法測(cè)定糖大肽蛋白，建立了乳清添加物的快速檢測(cè)方法，奶粉。通過對(duì)乳樣品中摻入不同濃度的 GMP 蛋白和乳清根據(jù)光譜數(shù)據(jù)，采用多變量技術(shù)建立校準(zhǔn)模型，通過主方法進(jìn)行判分析，結(jié)果表明，隨著乳清樣品比例的增加，也較高。使用最小二乘法進(jìn)行分析，相關(guān)系數(shù)（r）和預(yù)測(cè)SEP）分別為 0.9885 和 1.17。光度檢測(cè)方法，通過使用分光光度計(jì)測(cè)量待測(cè)物溶液的吸建立的模型，實(shí)現(xiàn)待測(cè)物的快速檢測(cè)。龐向東[23]等采用分快速檢測(cè)青蘋果中蘋果酸的方法，通過三波長(zhǎng)法實(shí)現(xiàn)了對(duì)，但是靈敏度較低。是色譜法還是分光光度法，雖然可以實(shí)現(xiàn)待測(cè)物的定量、快法依舊存在設(shè)備價(jià)格高昂，操作繁瑣，需要專業(yè)人員操作足低成本、操作簡(jiǎn)便的檢測(cè)要求。

也將增大檢測(cè)的錯(cuò)誤率。顏色深淺變化將無法為待測(cè)物提供可不需要進(jìn)行設(shè)備操作，并且檢測(cè)流程非上，解決了常規(guī)檢測(cè)方法中設(shè)備昂貴、耗等問題，適合廣大的基層單位、家庭的避免了某些安全隱患，滿足了人們對(duì)亞便了人們的生活。比色卡檢測(cè)方法由于顏色判讀時(shí)存在較大誤差，并且，試比色卡檢測(cè)方法的推廣使用受到了一測(cè)技術(shù)為微流控檢測(cè)技術(shù)的載體，僅有數(shù)個(gè)平與結(jié)構(gòu)，是一種快速檢測(cè)平臺(tái)。圖 1.2指標(biāo)檢測(cè)。

泵種類 優(yōu)勢(shì) 不足壓式微泵 響應(yīng)快、驅(qū)動(dòng)力大驅(qū)動(dòng)電壓高、制雜電式微泵 效率高、功耗小 驅(qū)動(dòng)電壓高、動(dòng)式微泵控制方便、性能穩(wěn)定、便攜、效率高輸出力滲式微泵 無脈動(dòng)、連續(xù)輸液 驅(qū)動(dòng)電壓張力式微泵 成本低、工藝簡(jiǎn)單 驅(qū)動(dòng)力不足、流泡式微泵可靠性高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工藝簡(jiǎn)單散熱要求選用蠕動(dòng)泵作為流體的驅(qū)動(dòng)件，使用 STM32 單片機(jī)為控電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)，將其與氣動(dòng)式微泵相連體，如圖 2.1 所示。
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2859043