本发明涉及的一种玉米赤霉烯酮筛查系统,特别是涉及应用于材料分析领域的一种基于荧光成像的谷物玉米赤霉烯酮筛查系统。
背景技术:
1、我国是世界上受真菌毒素污染最严重的国家之一,粮食安全面临着严峻挑战,真菌毒素是真菌产生的次生代谢产物,主要包括黄曲霉毒素、玉米赤霉烯酮、脱氧雪腐镰刀菌烯醇等等,玉米赤霉烯酮的快速检测方法,如采用elisa、胶体金试纸、免疫亲和柱等方法提高检测速度和检测精度,这些检测方法均需要乙腈或甲醇等有机溶剂的提取、净化等处理,步骤繁琐且耗时。
2、中国专利cn201810628805.9说明书公开了荧光成像的玉米赤霉烯酮可视化快速筛查系统及方法,具体为:预处理样本、仪器调试、采集荧光彩色图像、高效液相色谱法测定玉米赤霉烯酮含量、建立并优化数学模型、测定玉米赤霉烯酮含量,本发明的光源模组等间隔密布排列,独立控制各序列led,增加光照的均匀稳定性,提高检测速度和预测精度。
3、但上述对于待测样本的荧光彩色图像的采集过程,是通过将待测样本放置在样品杯中,然后对待测样本的上表面进行图像采集,对于样本内部的情况无法采集到,存在采集不全面的缺陷,容易导致检测结果准确性较低的情况。
技术实现思路
1、针对上述现有技术,本发明要解决的技术问题是现有的将待测样本放置在样品杯中,对其上表面进行图像采集的方式,由于无法采集到样本内部的情况分布,容易存在采集不全面、导致检测结果准确性较低的情况。
2、为解决上述问题,本发明提供了一种基于荧光成像的谷物玉米赤霉烯酮筛查系统,包括暗箱以及设置于暗箱外侧的光强度调控模块和计算机终端,暗箱上从上到下依次设有相机、环形光源模组和光电探测器,相机固定连接于暗箱的顶端,且其镜头延伸至暗箱内部,环形光源模组位于暗箱的内部,且其上端与暗箱内顶端之间固定连接有一对电动推杆,光电探测器固定连接于暗箱的内底面并位于环形光源模组的均匀光照区内,环形光源模组和光电探测器均与光强度调控模块电性连接,相机和光强度调控模块均与计算机终端电性连接,暗箱的一侧设有用于放置待检测谷物粉末的物料盒,暗箱和物料盒二者的下端固定连接有同一底座;
3、暗箱的侧端连接有放卷辊,物料盒的上侧设有主导辊,暗箱远离物料盒的一侧设有副导辊和收卷辊,收卷辊的一端固定连接有电动机的输出端,电动机与计算机终端电性连接,放卷辊的外端固定连接有粘料膜的一端,粘料膜的另一端先依次绕过粘料膜的内部、主导辊的外端随后贯穿暗箱的一侧端进入其内部,并贯穿暗箱的另一侧端、绕过副导辊的外端直至与收卷辊外端固定连接,粘料膜呈正常拉直状态且其一端缠绕收卷于放卷辊的外端,暗箱上与粘料膜相连接的一对侧端均固定连接有遮光组件。
4、作为本申请的进一步补充,暗箱的一对侧端均开设有穿孔,粘料膜活动贯穿于一对穿孔的内部。
5、作为本申请的进一步补充,粘料膜包括软膜带,软膜带的其中一端面涂设有多个均匀分布的黏料层,在将软膜带围绕放卷辊进行收卷时,黏料层位于收卷方向内侧。
6、作为本申请的进一步补充,软膜带包括塑料膜和离型膜,离型膜固定连接于塑料膜远离黏料层的端面上。
7、作为本申请的又一种改进,遮光组件包括从上到下依次分布并与暗箱侧端固定连接的顶座、气缸、侧板和垫板,侧板的下端开设有内槽,内槽的内部滑动连接有压板,气缸的上端与顶座的下端固定连接,气缸的伸缩端向下活动贯穿侧板上端直至与压板上端固定连接,气缸与计算机终端电性连接。
8、作为本申请的又一种改进的补充,顶座、气缸和侧板均位于穿孔的上侧,垫板位于穿孔的下侧且二者齐平,压板的下端固定连接有橡胶垫,压板、橡胶垫二者的长度大于穿孔的槽口长度。
9、作为本申请的进一步补充,物料盒包括盒体以及固定连接于盒体内部的圆杆,圆杆位于盒体内部的中下侧区域。
10、作为本申请的进一步补充,放卷辊的外端转动套设有一对安装板,粘料膜位于一对安装板之间,安装板固定连接于暗箱的侧端,在水平方向上放卷辊位于暗箱和主导辊之间。
11、作为本申请的进一步补充,底座的上端固定连接有一对副立板和一对主立板,副导辊固定连接于一对副立板之间,收卷辊的两端分别贯穿一对副立板并与其内部转动连接,一对主立板分别位于物料盒的两侧,主导辊固定连接于一对主立板之间。
12、一种基于荧光成像的谷物玉米赤霉烯酮筛查系统,其使用方法包括以下步骤:
13、s1、根据现有技术对环形光源模组的发光强度进行调节,对相机的采集参数进行标准化设置;
14、s2、向物料盒中加入处理好的待检测谷物粉末,通过计算机终端启动电动机,使收卷辊对粘料膜进行收卷,放卷辊对粘料膜进行放卷,使粘料膜从待检测谷物粉末中缓慢通过,黏料层对待检测谷物粉末进行粘附;
15、s3、当粘附有待检测谷物粉末的黏料层移动至暗箱内部中心区域后,关闭电动机,暂停收卷,然后通过计算机终端启动气缸,使遮光组件对穿孔进行封闭,依次点亮环形光源模组上的三个序列led光源模组对待检测谷物粉末进行激发,并通过相机对黏料层上待检测谷物粉末的荧光图像进行采集,然后对采集的三个荧光彩色图像分别提取r、g和b颜色分量;
16、s4、对单个黏料层上的待检测谷物粉末采集完成后,启动气缸打开穿孔,再次启动电动机,使粘料膜继续进行移动,直至下一个吸附有待检测谷物粉末的黏料层到达暗箱内部中心区域,再次进行步骤s3;
17、s5、多次进行步骤s4,针对同一待检测谷物粉末,取得多个图像数据的r、g和b颜色分量,对其取平均值作为该待检测谷物粉末的颜色分量,再利用通过现有技术优化建立的玉米赤霉烯酮数学模型,计算彩色图像各空间位点的玉米赤霉烯酮含量。
18、综上所述,本申请通过设置带有多个黏料层的粘料膜,并使其以牵引的方式先进入储存有待检测谷物粉末的物料盒中,通过黏料层粘附谷物粉末后,再引入暗箱中,进行彩色荧光图像采集,相比较现有技术中直接对样品杯中谷物粉末进行上表面的单一图像采集,本申请通过将物料盒中谷物粉末分散粘附在黏料层表面,再依次进行多个图像采集,不仅得到了同一样品的多个图像数据,同时由于黏料层贯穿谷物粉末内部进行自由粘附,使多个图像数据具有充分的随机性,有效提高取平均值后得到的该待检测谷物粉末的颜色分量的准确度,从而提高检查结果的准确性。
1.一种基于荧光成像的谷物玉米赤霉烯酮筛查系统,包括暗箱(1)以及设置于暗箱(1)外侧的光强度调控模块和计算机终端,所述暗箱(1)上从上到下依次设有相机(2)、环形光源模组(3)和光电探测器(4),所述相机(2)固定连接于暗箱(1)的顶端,且其镜头延伸至暗箱(1)内部,所述环形光源模组(3)位于暗箱(1)的内部,且其上端与暗箱(1)内顶端之间固定连接有一对电动推杆(5),所述光电探测器(4)固定连接于暗箱(1)的内底面并位于环形光源模组(3)的均匀光照区内,所述环形光源模组(3)和光电探测器(4)均与光强度调控模块电性连接,所述相机(2)和光强度调控模块均与计算机终端电性连接,其特征在于:所述暗箱(1)的一侧设有用于放置待检测谷物粉末的物料盒(8),所述暗箱(1)和物料盒(8)二者的下端固定连接有同一底座(6);
2.根据权利要求1所述的一种基于荧光成像的谷物玉米赤霉烯酮筛查系统,其特征在于:所述暗箱(1)的一对侧端均开设有穿孔(101),所述粘料膜(7)活动贯穿于一对穿孔(101)的内部。
3.根据权利要求2所述的一种基于荧光成像的谷物玉米赤霉烯酮筛查系统,其特征在于:所述粘料膜(7)包括软膜带(71),所述软膜带(71)的其中一端面涂设有多个均匀分布的黏料层(72),在将软膜带(71)围绕放卷辊(9)进行收卷时,所述黏料层(72)位于收卷方向内侧。
4.根据权利要求3所述的一种基于荧光成像的谷物玉米赤霉烯酮筛查系统,其特征在于:所述软膜带(71)包括塑料膜(7101)和离型膜(7102),所述离型膜(7102)固定连接于塑料膜(7101)远离黏料层(72)的端面上。
5.根据权利要求3所述的一种基于荧光成像的谷物玉米赤霉烯酮筛查系统,其特征在于:所述遮光组件包括从上到下依次分布并与暗箱(1)侧端固定连接的顶座(1601)、气缸(1602)、侧板(1603)和垫板(1604),所述侧板(1603)的下端开设有内槽,所述内槽的内部滑动连接有压板(1605),所述气缸(1602)的上端与顶座(1601)的下端固定连接,所述气缸(1602)的伸缩端向下活动贯穿侧板(1603)上端直至与压板(1605)上端固定连接,所述气缸(1602)与计算机终端电性连接。
6.根据权利要求5所述的一种基于荧光成像的谷物玉米赤霉烯酮筛查系统,其特征在于:所述顶座(1601)、气缸(1602)和侧板(1603)均位于穿孔(101)的上侧,所述垫板(1604)位于穿孔(101)的下侧且二者齐平,所述压板(1605)的下端固定连接有橡胶垫(1606),所述压板(1605)、橡胶垫(1606)二者的长度大于穿孔(101)的槽口长度。
7.根据权利要求1所述的一种基于荧光成像的谷物玉米赤霉烯酮筛查系统,其特征在于:所述物料盒(8)包括盒体(81)以及固定连接于盒体(81)内部的圆杆(82),所述圆杆(82)位于盒体(81)内部的中下侧区域。
8.根据权利要求1所述的一种基于荧光成像的谷物玉米赤霉烯酮筛查系统,其特征在于:所述放卷辊(9)的外端转动套设有一对安装板(901),所述粘料膜(7)位于一对安装板(901)之间,所述安装板(901)固定连接于暗箱(1)的侧端,在水平方向上所述放卷辊(9)位于暗箱(1)和主导辊(10)之间。
9.根据权利要求1所述的一种基于荧光成像的谷物玉米赤霉烯酮筛查系统,其特征在于:所述底座(6)的上端固定连接有一对副立板(14)和一对主立板(15),所述副导辊(11)固定连接于一对副立板(14)之间,所述收卷辊(12)的两端分别贯穿一对副立板(14)并与其内部转动连接,一对所述主立板(15)分别位于物料盒(8)的两侧,所述主导辊(10)固定连接于一对主立板(15)之间。
10.根据权利要求6所述的一种基于荧光成像的谷物玉米赤霉烯酮筛查系统,其特征在于:其使用方法包括以下步骤:
