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当前食品卫生安全问题已经成为社会热点问题,随之而来的安全检测需求亟待满足,其中,食品微生物及细菌污染尤为重要。当前的检测技术主要有传统经典方法即平板培养计数法和快速检测方法即免培养测量法。经典方法计数准确,可靠度高,成本比较低,目前仍是主流的检测方案,但是,在一些特定的场合需要及时得出卫生污染状况,传统方法的的48小时培养明显不能满足需求,而且细菌培养需要专业技术操作,并不能做到广泛的普及。快速检测方法解决了时间的制约,能够在数小时或数分钟内得到结果,从而及时对污染状况做出分析,而且,快速检测方法基本是生物化学知识与电子机械技术的结合,一体化程度较高,检测仪器操作简化。课题研究的检测方法是基于ATP生物发光技术,技术起源于上世纪,虽然方法早已确立,但实际应用产品并不成熟。关于其他检测方案,更多是新兴的生物、基因技术及传感器技术,大部分还处于实验室阶段,距离产品应用还有一段时间。ATP生物发光技术一直是检测微生物/细菌生存情况及环境卫生状况的主要手段。任何生物都需要ATP提供能量,所以检测ATP可以得到完整、可靠的卫生状况分析。在检测时间和技术操作上,ATP生物发光技术比传统经典培养法具有优势,而且对于近些年流行的生物基因技术也有完整性检测的优势,因为新兴生物技术比较有针对性(即针对某种类型细菌/微生物、针对特定段基因或蛋白质等物质),难以实现实地的多类型复杂情况检测。本课题阐述了ATP生物发光技术及产品的发展历程,国内外的发展趋势和现有产品的分析,以及课题设计的主要内容。课题整体描述了完整检测系统的组成部分,以及部分设计思想。有关生物、化学及样品取样、调配试剂的知识仅作简单描述,着重指明本课题的主要研究内容,既主要设计部分:弱信号检测系统。其中,弱信号采集的完整、准确度直接影响了结果的可靠性,课题中使用高灵敏度的光电倍增管(PMT)为采集器件,整体密闭条件下采集光信号。考虑到外部光的干扰,提出荧光校准方案。PMT送出的电压信号进行放大处理,然后输出至AD转换,最终结果显示在LCD12864上,同时检测数据存入外部存储。根据信号处理的需求,设计电路图(电压信号输入到结果显示),选择相应的元器件并确定其参数。完成信号流程绘图,进行模拟仿真,分析修正出现的错误。之后,确定输出PCB参数,进行板图绘制。最后,生产PCB板并焊接元器件,进行实地测试。本课题的信号处理单元是整个检测系统的核心模块,决定着检测系统的精度。当前市场上的产品也多是在此方面提高检测精度,当前ATP检测技术的产品仍是技术要求比较高,伴随科技的发展,基于ATP生物发光技术的产品会更加人性化,容易操作,应用成本也会降低,而且目前新生的检测手段也会走出实验室,实现产品化。未来,细菌及微生物污染的检测,会成为大众生活的一部分,真正解决卫生安全问题。