基于智能手机黄曲霉菌毒素的快速检测

摘要

黄曲霉毒素是主要由黄曲霉寄生曲霉产生的次生代谢物，黄曲霉毒素能够对人及动物的肝脏造成不可逆的损伤，甚至导致死亡。在传统的黄曲霉毒素检测方法中，需要借助专业的仪器设备或者需要专业人员的繁琐操作，并不能满足对黄曲霉毒素快速检测要求。所以开发一个实时、便携、操作简单的黄曲霉毒素检测系统是十分必要的。由于拥有便携性好，普及性高，图像采集性能优异，计算能力强大和应用软件开发环境开放等优势，智能手机已逐渐在生物检测系统中崭露头角。本文开发了一款基于智能手机和3D打印技术的黄曲霉毒素快速、便携检测系统，同时开展了紫外和微波辐照对黄曲霉毒素降解作用的实验研究。主要研究内容如下： (1)由于我们的检测系统基于黄曲霉毒素的荧光特性，所以需要采用暗室来排除外来光对实验结果的影响。本文使用现在流行并且逐渐普及使用的3D打印技术，设计、打印并组装了与手机相适配的便携式装置，用以充当系统中所需的暗室功能。 (2)由于安卓操作系统具有普及性广，平台开放度高等优点，本文开发了用于实现黄曲霉毒素检测系统的软件。软件基于安卓操作系统，使用Java语言编写，并可以在安卓智能手机上运行。通过调用智能手机摄像头对实验样本采相，再对图像进行处理，根据对图像荧光亮度的分析，来实现黄曲霉毒素的快速检测。 (3)研究表明，辐照可以降解食品中黄曲霉毒素的含量，而辐照剂量的大小对毒素的降解率有很大的影响。论文中使用了紫外灯以及2.45GHz的微波进行辐照，讨论了辐照强度、时间等因素对黄曲霉毒素降解的影响。 (4)同时为了提高辐照剂量以及分析微波频率对黄曲霉毒素的影响，本文对超宽带天线进行了设计，该天线具有方向性好、频带宽的优点，可用来寻找降解黄曲霉毒素的最佳作用频点。

目录

声明

第一章 绪 论

1.1 研究工作的背景与意义

1.2 黄曲霉毒素的检测方法

1.3 基于智能手机进行检测的优势

1.4 黄曲霉毒素脱毒方法

1.5 论文主要研究内容

第二章 基于智能手机检测系统的软件设计

2.1 手机Android操作系统简介

2.2 图像灰度化处理方式

2.3 应用设计准备工作

2.3.1 Android程序开发简介

2.3.2 设计目标与功能需求分析

2.3.3 图片有效部分的截取

2.4 黄曲霉素测量程序开发

2.5 算法优化

2.5 本章小结

第三章 黄曲霉毒素检测系统硬件及实验

3.1 便携式检测光学装置设计与实现

3.1.1 3D打印技术的优势

3.1.2 便携式光学装置设计

3.1.3 3D打印便携式光学装置

3.2 基于智能手机的黄曲霉毒素检测系统

3.3紫外光辐照对黄曲霉素的降解作用

3.4 本章小结

第四章 黄曲霉毒素降解硬件设计及实验

4.1电磁波辐照对黄曲霉毒素降解影响

4.2 微波能量耦合电路

4.2.1 表面波能量耦合技术

4.2.2微波能量耦合电路仿真

4.3 2.45 GHz表面波辐照对黄曲霉素的降解作用

4.4.1 引言

4.4.2 平面超宽带天线设计

4.5 本章小结

第五章 总结与展望

5.1 本文总结

5.2 后续工作展望

致谢

参考文献

附件