用于食品安全的壓電生物芯片檢測儀的研究.pdf

1、食品安全是一個(gè)遍及全球的公共衛(wèi)生問題，不僅直接關(guān)系到人類的健康生存，還嚴(yán)重影響經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的發(fā)展。食源性疾病是食品安全的主要問題，食源性疾病病原的檢測技術(shù)是食源性疾病的預(yù)防與控制的關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)，對(duì)食品安全體系的完善具有重要意義。 生物傳感器技術(shù)是涉及到生物工程、生物化學(xué)、物理學(xué)、微電子學(xué)的一門交叉學(xué)科。近年來，由于新原理、新技術(shù)的不斷運(yùn)用，生物傳感器技術(shù)取得了長足的進(jìn)展。壓電生物芯片結(jié)合了石英晶體的高度質(zhì)量敏感性和生物反應(yīng)的高度特

2、異性，是當(dāng)前生物傳感器技術(shù)的熱點(diǎn)之一。這種傳感器具有檢測速度快、操作簡便、靈敏度高、無需標(biāo)記、可以進(jìn)行連續(xù)動(dòng)態(tài)監(jiān)測等優(yōu)點(diǎn)，將壓電生物芯片應(yīng)用于食品安全檢測是一個(gè)嶄新的領(lǐng)域。 根據(jù)壓電生物傳感器檢測原理，作者研制了一種用于食品安全檢測的壓電生物芯片檢測儀。本論文介紹了生物傳感器的定義及其檢測原理、檢測儀的硬件結(jié)構(gòu)及軟件設(shè)計(jì)。該儀器采用固定生物探針的壓電石英晶體作為敏感元件和換能器，設(shè)計(jì)了結(jié)構(gòu)合理的反應(yīng)池。控制系統(tǒng)采用上下位機(jī)結(jié)構(gòu)，

3、上位機(jī)為通用個(gè)人電腦(PC)，下位機(jī)為AT89S51構(gòu)成的單片機(jī)子系統(tǒng)，兩者通過USB傳輸接口互連通信。AT89S51接收PC端命令控制其外圍電路工作，自動(dòng)完成檢測樣本的進(jìn)樣、壓電生物芯片的清洗、信號(hào)的檢測以及數(shù)據(jù)的傳送。PC端的應(yīng)用軟件提供操作界面和數(shù)據(jù)庫管理等功能，通過USB接口控制下位機(jī)實(shí)現(xiàn)檢測過程，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示、存儲(chǔ)和分析。采用現(xiàn)場可編程邏輯器件FPGA實(shí)現(xiàn)八通道頻率計(jì)的功能，可同時(shí)檢測八個(gè)通道的頻率信號(hào)。該硬件系統(tǒng)使用方便