基于CMOS图像传感器的AFTB1大米筛查技术研究.pdfVIP

2013年 3月 农 机 化 研 究 第 3期 基 于 CMOS 图像传 感器 的 AFTB 大米 筛查技术研 究 李天华，敖邦乾，杨 方 (遵义师范学院 物理与机 电工程系 ，贵州 遵义 563002) 摘 要：被 AFTB，污染 的大米具有强烈 的致癌作用 ，会损害人们 的身体健康 。快速有效地筛查出被AFTB．污染的 大米是保证食 品安全和身体健康的有效措施 ，可 以促进贸易交流和社会经济的发展 。为此 ，分析了AFTB 的荧光 特性 ，以紫外光 LED作为激发光源 ，采用 CMOS图像传感器采集荧光 ，使用单片机进行数据处理和控制 ，设计 出 AFTB筛查系统 。试验结果表明：AFTB筛查系统具有较高 的灵敏度和精度 ，可 以快速有效地筛查 出被 AFrB．污 染的大米。 关键词 ：大米筛查 ；CMOS图像传感器 ；黄 曲霉素 ；荧光 ；紫外光 LED；单片机 中图分类号：S126 文献标识码：A 文章编号：1003-188X(2013)03-0221-03 为450rim J。在 目前 已经发现的真菌毒素中，AFTB 0 引言 的毒性和致癌性最强，可以同时诱发多种癌症，对大 大米在储存、运输和加工的过程中由于温度和湿 米的污染很严重。由于 AFTB大米在波长为 365nm 度的影响，容易滋生黄曲霉素，进而产生黄曲霉毒素 紫外光的激发下会产生波长为425nm的荧光 ，而且毒 (aflatoxin，AFT)B。AFTB是毒性极强的物质 ，主要作 素含量越大发出的荧光越强。因此，可以使用荧光分 用靶器官是肝脏 ，有强烈的致癌作用。受到AFTB污 析法筛查出AFTB大米。 染的大米会丧失生产价值、食用价值和经济价值。一 1．2 总体设计 旦进入人们的食物中，会对人们的内脏器官，尤其是 AFTB筛查系统主要由供料单元、光电检测单元 、 肝脏造成很大的损害-lJ。因此 ，快速地对被AFTB。污 分选单元和控制系统构成，如图1所示。 染的大米进行筛查是保证食 品安全和人们身体健康 的有效措施，可以促进国际贸易交流和社会经济的发 展。快速、准确、灵敏、经济和适宜的筛查方法是确定 大米中AFTB含量是否符合相关限量标准的关键，是 实施粮食安全控制的重要技术支撑。 1 设计原理及机构 1．1 设计原理 目前为止，已经分离出的AFT及其衍生物有 20 种多，大米 中常见 的AFT有 AFTB，AFTB2，AFTG1， AFTG。研究表明，这 4种物质可以根据其在紫外光 的激发下发射的荧光颜色进行区别。根据发射荧光 颜色的不同，AFT分为B族 (发蓝色荧光)和G族 (发 绿色荧光)两大类。在激发光波长为 365nm时，B族 1．米槽 2．电磁振动供料器 3．滑槽 4．大米 光电探测头 AFT的荧光发射为425nm，G族 AFT的荧光发射波长 6．次品箱 7．合格品箱 8．空气喷嘴 9．控制系统电路板 图1 AFTB筛查系统结构示意图 收稿 日期：2012-03-26 Fig．1 ConfigurationofAFTBIscreeningsystem 基金项目：贵州省教育厅 自然科学研究项 目；贵卅l省重点 支持学科项目(黔教高发[2011]275号) 首先确定相关筛查指标 ，设置相关参数，设计筛 作者简介：李天华 (1970一)，男，贵州遵义人 ，副教授，(E-mail)lt