[发明专利]一种基于荧光比色和微流控技术的铅离子快速检测方法

说明书

本发明属于水产品中重金属安全检测技术领域，具体涉及一种基于荧光比色和微流控技术的铅离子快速检测方法；具体步骤为：荧光探针碳量子点‑铜纳米簇溶液的制备、微控流芯片的制备、图像采集平台的搭建，通过暗箱图像采集装置用于采集微流控芯片荧光颜色图像、荧光信息的获取、定量模型的构建和实际样品的检测；本发明将碳量子点‑铜纳米簇纳米复合体系与微流控技术相结合，制备微流控芯片，降低了试剂和样品消耗，大大节约了检测成本，提高了铅离子含量的检测效率；本发明首次将荧光比色、微流控芯片技术和数字图像处理技术相结合，实现水产品中铅离子的快速可视化检测，相比于其他快速检测手段，具有检测准确度高，稳定性强等优点。

技术领域

本发明属于水产品中重金属安全检测技术领域，具体涉及一种基于荧光比色和微流控技术的铅离子快速检测方法。

背景技术

随着社会经济的快速发展，重金属元素被广泛地应用于生产生活中的各个领域，如电子制造、农业和冶金业等。由于重金属元素降解困难，容易在环境中积累并导致生态环境破坏。在自然水体中，重金属元素会通过生物富集作用被水生生物吸收积累，并通过食物链由人体摄入。研究表明，长期摄入过量的重金属会损害肝脏、肾脏和神经系统，危害人体健康。铅离子(铅离子)是水产品中的一种典型重金属污染物，由其造成的重金属污染事件时有发生。目前，铅离子的检测方法主要有原子吸收光谱法(AAS)、电感耦合等离子质谱法(ICP-MS)、电化学法等，这些方法检测灵敏度高，结果准确，但是检测过程繁琐、操作复杂且仪器设备昂贵，需要在实验室条件下进行，难以满足现场快速检测和日常检测的需求。鉴于铅离子对人体造成的危害，以及现有检测方法的不足，开发一种快速便捷检测水产品中铅离子含量的方法对维护食品安全和保障人类健康具有很重要的现实意义。

近年来，基于荧光比色的重金属离子检测法因其简单快速、抗环境干扰能力强等优点而备受关注。如发明专利CN201710370061.0公开了一种方酸染料检测铜离子的比色/荧光探针，可用于含水介质中的铜离子检测，表现出较好的检测灵敏度。然而，现有的荧光比色法检测重金属离子具有两方面的不足：一是荧光传感材料合成过程繁琐，用量大且价格昂贵；二是人为将荧光颜色与标准比色卡比对得到检测结果，虽然检测成本低、操作方便，但准确度低、误差较大。

微流控技术可以在几平方厘米芯片上加工出微米级通道或其他微结构，内部高度集成了生物化学反应的过程，不仅可实现一定浓度范围内重金属离子的快速定量分析，而且可以降低试剂和样品消耗，提高检测准确率，有利于设备的微型化。数据图像处理技术是指将图像信号转换成数字信号并利用计算机对其进行处理的过程，可以无失真的复制，通过有线和无线网络实现快速传输，并被计算机理解和处理等优点。随着现代信息技术的快速发展，数字图像处理技术得到了迅速的发展，并广泛地应用于生物医学工程、工业自动化控制和科学研究等领域。

为了克服现有检测方法的不足，本发明提出结合荧光比色、微流控技术和数字图像处理技术用于水产品中铅离子的检测。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，本发明旨在解决所述问题之一，本发明提供一种快速检测铅离子的方法，结合荧光比色、微流控技术和数字图像处理技术，实现水产品中铅离子的快速可视化检测。

为了实现以上目的，本发明的具体步骤如下：

步骤一：荧光探针的制备；取50～200mg蚕丝置于瓷钵中，加入2～10mL聚乙二醇(分子量为200)和100～300μL浓硫酸(质量分数为98％)，混合搅拌5～15min，微波加热5～20s，得到碳量子点原液；取5～15mL碳量子点溶液，向该溶液中加入2～8mL硝酸铜溶液(10～30mM)，并调节pH值为9-11，磁力搅拌，溶液呈浅紫色，制备得到碳量子点-铜纳米簇溶液；

步骤二：S1、制备微流控芯片，所述微流控芯片包括样品接口、反应池、样品与反应池连接通道、微泵接口、反应池与微泵接口连接通道；所述样品接口的一端通过样品与反应池连接通道与反应池相连通；反应池的另一端通过反应池与微泵接口连接通道与微泵接口连接；