本發明專利技術公開了一種快速檢測食品綜合毒性的生物電化學裝置，屬于食品安全和環境保護的技術領域。裝置主要包括食品樣品預處理單元、電化學檢測單元和控制單元。其中食品樣品預處理單元由固體食品樣品粉碎機，培養液儲液罐，微量元素、維生素儲液罐，pH緩沖液儲液罐，混液罐和磁力攪拌器組成；電化學檢測單元由6-24個微生物燃料電池組成；控制單元則包括電壓信號采集模塊和計算機。本裝置可以實現食品綜合毒性的快速檢測，并具有使用壽命長，抗干擾能力強，敏感度高，監測范圍廣，日常管理簡單以及運行費用低等優點。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種快速檢測食品綜合毒性的生物電化學裝置，屬于食品安全和環境保護的
技術介紹
·食品安全是世人關注的熱點和敏感問題，關乎著人民群眾的人身財產安全。近年來，食品安全問題頻發，三聚氰胺、蘇丹紅、致癌毒米、阜陽大頭娃娃奶粉、臺塑劑以及瘦肉精等數十起食品安全事件被查處曝光后，引起了人們的極大關注。目前，食品安全問題主要包括以下幾個方面化學性危害、生物毒素、微生物性危害、食品摻假、生物轉基因食品以及生物恐怖事件等。針對這些方面我國也紛紛出臺了各種食品安全標準和一系列的食品安全通用分析方法。所檢測的項目主要包括抗生素殘留量、重金屬含量以及食品添加劑量等等，所采用的方法則多為化學分析法，包括色譜、質譜分析和光譜分析，以及現代分子生物技術等。雖然這些方法可靠、結果穩定，但檢測時間長、操作繁瑣、儀器昂貴且攜帶不便，而且由于檢測獲得結果的時間過長，對于新鮮食品可能是在食品上市之后才出來檢測結果。由于目前缺乏對食品進行事前監督監測的有效手段，對食品是否對人體有急性毒性尚不能作出快速的判斷，特別是對于食品中可能存在多種有毒有害物質的情況，常規監測方法不能快速有效地反映食品的綜合急性毒性，這就嚴重威脅了食用者的健康和安全。因此，迫切需要研究和開發快速、方便、可靠的食品綜合急性毒性檢測技術。
技術實現思路
本專利技術要解決的技術問題是提供一種快速檢測食品綜合毒性的生物電化學裝置，具有檢測迅速、使用壽命長，抗干擾能力強，敏感度高，監測范圍廣，日常管理簡單以及運行費用低等特點。為了達到上述目的，采取的技術方案是一種快速檢測食品綜合毒性的生物電化學裝置，包括食品樣品預處理單元(I)、電化學檢測單元(2)和控制單元(3)，其特征在于食品樣品預處理單元(I)包括固體食品樣品粉碎機(4)，培養液儲液罐(5)，微量元素、維生素儲液罐(6 )，pH緩沖液儲液罐(7 )，混液罐(8 )和磁力攪拌器(9 );電化學檢測單元(2 )由6-24個微生物燃料電池(10)組成；控制單元(3)包括電壓信號采集模塊(11)和計算機(12)組成。所述的食品樣品預處理單元(1)，其特征在于可用于預處理固體或者液體狀食品樣品，對于固體食品樣品，首先由固體食品樣品粉碎機(4)進行粉碎，隨后定量取粉碎后樣品于混液罐(8)中，置于磁力攪拌器(9)上，分別從培養液儲液罐(5)，微量元素、維生素儲液罐(6)和pH緩沖液儲液罐(7)中量取定量的培養液、微量元素、維生素液和pH緩沖液加入混液罐(8)，并通過磁力攪拌器(9)帶動攪拌子與檢測固體樣混合均勻，混合后樣品懸液在IOOOOrpm的轉速下離心lOmin，取上清液分成等量的3份，作為3個平行樣品上清液，備用，控制樣品量使得上清液有機物濃度為100-1000mg/L，pH為6. 0-8. O ;對于液體樣品，則直接定量量取液體樣品，加入定量的培養液、微量元素、維生素液和PH緩沖液后，由磁力攪拌器(9)混合均勻后分成等量的3份，作為待檢測樣品的3個平行樣，備用，同樣控制液體樣品量使得最終待檢測樣品的有機物濃度為100-1000mg/L，pH為6. 0-8. O ;對照分別選用國家質量體系認證的免檢固體或者液體食品樣品，用上述樣品預處理方法同樣處理，獲得對照樣品的3個平行樣，備用。本專利技術中，所述的快速檢測食品綜合毒性的生物電化學裝置，其特征在于電化學檢測單元(2)由6-24個空氣陰極微生物燃料電池(10)組成，微生物燃料電池的陽極上附著具有高電化學活性的微生物；備用的待檢測樣品和對照樣品由進樣口(10-1)加入到微生物燃料電池(10)中，檢測完成后從出樣口(10-2)排出；每個微生物燃料電池的陰陽級分別以導線與控制單元(3)的電壓信號采集模塊(11)連接，以實時監測微生物燃料電池產生的電壓信號；每3個微生物燃料電池為I組，用于檢測同一個待檢樣品或者對照樣品的3個平行樣，獲得各自的電壓值，由計算機(12)分別計算3個平行樣的平均電壓值以及相應對照的3個平行樣的平均電壓值，以獲得相對電·數 算機(12)對每個微生物燃料電池的電壓值、3個平行樣的平均電壓值以及相對電壓指數等監測數據進行直觀顯示，并且對待檢測的食品樣品的綜合毒性給出評價。本專利技術基于微生物燃料電池原理。微生物燃料電池是一種以具有電化學活性的微生物為陽極催化劑，將化學能直接轉化成電能的裝置，微生物燃料電池中的電化學活性微生物可進行胞外呼吸，它可將食品中的有機物生物氧化過程產生的電子直接傳遞至電極，通過回路形成電流，而在一定范圍內，食品樣品上清液中有毒物質種類和濃度與微生物燃料電池的產電抑制率呈線性關系，通過檢測微生物燃料電池的電壓輸出信號可實現食品綜合毒性的快速檢測。本專利技術的有益效果是可以實現食品綜合毒性的快速檢測，并具有使用壽命長，抗干擾能力強，敏感度高，監測范圍廣，日常管理簡單以及運行費用低等優點。附圖說明圖I是本專利技術快速檢測食品綜合毒性的生物電化學裝置的示意圖。圖中1是食品樣品預處理單元；2是電化學檢測單元；3是控制單元；4是固體食品樣品粉碎機；5是培養液儲液罐；6是微量元素、維生素儲液罐；7是pH緩沖液儲液罐；8是混液罐；9是磁力攪拌器；10是微生物燃料電池；10-1是進樣口 ；10-2是出樣口 ；11是電壓信號采集模塊；12是計算機。具體實施例方式下面結合說明書附圖對本專利技術做進一步說明。實施例I :如圖I所示，本專利技術裝置包括食品樣品預處理單元(I)、電化學檢測單元(2)和控制單元(3)三部分。其中食品樣品預處理單元(I)包括固體食品樣品粉碎機(4)，培養液儲液罐(5)，微量元素、維生素儲液罐(6)，pH緩沖液儲液罐(7)，混液罐(8)和磁力攪拌器(9)，；電化學檢測單元(2)由6-24個微生物燃料電池(10)組成；控制單元(3)包括電壓信號采集模塊(11)和計算機(12)組成。當檢測的食品樣品為固體樣品時，首先由固體食品樣品粉碎機(4)進行粉碎，隨后定量取粉碎后樣品于混液罐(8)中，置于磁力攪拌器(9)上，分別從培養液儲液罐(5)，微量元素、維生素儲液罐(6)和pH緩沖液儲液罐(7)中量取定量的培養液、微量元素、維生素液和PH緩沖液加入混液罐(8)，并通過磁力攪拌器(9)帶動攪拌子與檢測固體樣混合均勻，混合后樣品懸液在IOOOOrpm的轉速下離心IOmin,取上清液分成等量的3份,作為3個平行樣品上清液，備用，控制樣品量使得上清液有機物濃度為100-1000mg/L，pH為6. 0-8. O。當檢測的食品樣品為液體樣品時，則直接定量量取液體樣品于混液罐(8)中，加入定量的培養液、微量元素、維生素液和PH緩沖液后，由磁力攪拌器(9)混合均勻后分成等量的3份，作為待檢測樣品的3個平行樣，備用，同樣控制液體樣品量使得最終待檢測樣品的有機物濃度為100-1000mg/L，pH為6. 0-8. O。并且，對照分別選用國家質量體系認證的免檢固體或者液體食品樣品，用上述樣品預處理方法同樣處理，獲得對照樣品的3個平行樣，備用。·隨后，隨機選擇電化學檢測單元(2)中的6個微生物燃料電池，微生物燃料電池的陽極上已經附著好具有高電化學活性的微生物Geobactor，將待檢測樣品的3個平行樣分別從進樣ロ(10-1)中加入到其中3個微生物燃料電池的陽極室，將相應的對本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種快速檢測食品綜合毒性的生物電化學裝置，包括食品樣品預處理單元（1）、電化學檢測單元（2）和控制單元（3），其特征在于：食品樣品預處理單元（1）包括固體食品樣品粉碎機（4），培養液儲液罐（5），微量元素、維生素儲液罐（6），pH緩沖液儲液罐（7），混液罐（8）和磁力攪拌器（9）；電化學檢測單元（2）由6？24個微生物燃料電池（10）組成；控制單元（3）包括電壓信號采集模塊（11）和計算機（12）組成。
【技術特征摘要】
1.一種快速檢測食品綜合毒性的生物電化學裝置，包括食品樣品預處理單元(I)、電化學檢測單元(2)和控制單元(3)，其特征在于食品樣品預處理單元(I)包括固體食品樣品粉碎機(4)，培養液儲液罐(5)，微量元素、維生素儲液罐(6)，pH緩沖液儲液罐(7)，混液罐(8 )和磁力攪拌器(9 );電化學檢測單元(2 )由6-24個微生物燃料電池(10 )組成；控制單元(3 )包括電壓信號采集模塊(11)和計算機(12 )組成。2.根據權力要求I所述的食品樣品預處理單元(1)，其特征在于可用于預處理固體或者液體狀食品樣品，對于固體食品樣品，首先由固體食品樣品粉碎機(4)進行粉碎，隨后定量取粉碎后樣品于混液罐(8)中，置于磁力攪拌器(9)上，分別從培養液儲液罐(5)，微量元素、維生素儲液罐(6)和pH緩沖液儲液罐(7)中量取定量的培養液、微量元素、維生素液和PH緩沖液加入混液罐(8 )，并通過磁力攪拌器(9 )帶動攪拌子與檢測固體樣混合均勻，混合后樣品懸液在IOOOOrpm的轉速下離心IOmin,取上清液分成等量的3份,作為3個平行樣品上清液，備用，控制樣品量使得上清液有機物濃度為100-1000mg/L，pH為6. 0-8. O ;對于液體樣品，則直接定量量取液體樣品，加入定量的培養液、微量元素、維...
【專利技術屬性】
技術研發人員：謝倍珍，劉紅，
申請(專利權)人：北京航空航天大學，
類型：發明
國別省市：
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