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便携式生物毒性快速检测仪的设计研究

专 业: 测试计量技术及仪器
关键词: 环境污染物 毒性 发光细菌 相对发光度 光电倍增管
分类号: TN302  TP216  S859.82  X173
形 态: 共 91 页 约 59,605 个字 约 2.851 M内容
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内容摘要


随着工业化进程的不断推进,各种有毒、有害的污染物质剧增,给人类生存环境造成很大影响,迫切需要对日益增多的环境污染物进行毒性测定。

本文将发光细菌毒性检测技术与现代光电检测技术有机结合起来,利用发光细菌的细胞发光特性,设计了一种快速、灵敏、简便的测定环境污染物综合毒性水平的生物检测仪。

以弧菌、发光杆菌、异短杆菌三大发光细菌为例,分析了发光细菌发光光谱,研究了发光细菌的发光机理和发光细菌发光强度特性,建立了发光细菌相对发光度与环境污染物毒性组分总浓度的关系,以及参比氯化汞溶液浓度与环境污染物毒性级别的关系。

在充分研究光电探测器光电倍增管的工作原理和特性参数,以及半导体制冷器的制冷原理和优点的基础上,确定了发光细菌发光强度的光电检测方法。

针对有颜色、含悬浮物的环境污染物对发光细菌发光强度的干扰,阐述了光强补偿的基本原理,建立了校正干扰的方法,提高了测量精度。

完成以光电倍增管为光电探测器的便携式生物毒性快速检测仪的硬件设计和软件设计,最终实现仪器的整体设计。

通过使用明亮发光杆菌T3小种冰干粉,对仪器进行了稳定性、重复性、准确性测试实验,并与实验室中的生物发光光度计作了对比实验,仪器的综合性能令人满意。

与传统生物毒性检测方法的研究相比,利用发光细菌毒性检测法和光电检测技术相结合方法来测定环境污染物的毒性水平的方法,简单易行,大大缩短了实验周期,减小实验人员操作误差,而且测量精度高..……

全文目录


摘要
第1章 绪论
1.1 课题研究背景
1.2 生物毒性检测方法的研究状况
1.2.1 生物酶活性毒性检测法
1.2.2 水生生物毒性检测法
1.2.3 微型生物群落毒性检测法
1.2.4 细菌毒性检测法
1.3 课题的目的及意义
1.4 课题研究的主要内容
第2章 便携式生物毒性快速检测仪测量原理
2.1 发光细菌的生理特性
2.1.1 发光细菌的分类
2.1.2 发光细菌的发光机理
2.1.3 发光细菌的发光光谱
2.2 发光细菌毒性检测法
2.3 光电探测器件
2.3.1 光电发射的基本理论
2.3.2 次级电子发射现象与原理
2.3.3 光电倍增管的工作原理
2.3.4 光电倍增管的特性参数
2.4 半导体制冷器件
2.4.1 半导体制冷器的基本原理
2.4.2 半导体制冷的优点
2.5 光强补偿的基本原理
2.6 本章小结
第3章 便携式生物毒性快速检测仪硬件设计
3.1 仪器的硬件结构
3.2 光电探测器及其附属电路的设计
3.2.1 光电倍增管的选择
3.2.2 高压电源的设计
3.2.3 分压器的设计
3.2.4 屏蔽与接地
3.2.5 恒温电路设计
3.3 恒流源的设计
3.4 信号调整电路的设计
3.4.1 前置放大器的设计
3.4.2 滤波电路的设计
3.4.3 A/D 转换电路设计
3.5 单片机控制电路设计
3.5.1 串行EEPROM 接口电路设计
3.5.2 键盘接口电路设计
3.5.3 液晶显示接口电路设计
3.5.4 微型打印机接口电路设计
3.6 本章小结
第4章 便携式生物毒性快速检测仪软件设计
4.1 软件的总体结构
4.2 A/D 转换器与单片机接口程序
4.2.1 AD7896 工作方式
4.2.2 AD7896 数据输出方式
4.2.3 A/D 转换程序流程
4.3 串行EEPROM 与单片机接口程序
4.3.1 IIC 总线接口原理
4.3.2 串行EEPROM 读写程序流程
4.4 键盘与单片机接口程序
4.5 液晶显示器与单片机接口程序
4.6 数字滤波程序设计
4.7 本章小结
第5章 仪器性能测试与分析
5.1 便携式生物毒性快速检测仪的测量方法
5.1.1 发光细菌溶液的配制与用量
5.1.2 仪器的工作过程
5.1.3 工作曲线的建立方法
5.1.4 工作曲线的标定实验与分析
5.2 仪器性能测试实验
5.2.1 稳定性实验
5.2.2 重复性实验
5.2.3 精确度测试实验
5.2.4 与生物发光光度计对比测试
5.3 本章小结
结论
参考文献

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中图分类: > TN302 > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 半导体技术 > 一般性问题 > 设计与计算
其他分类: > TP216 > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 自动化技术及设备 > 自动化元件、部件 > 自动检测仪器、仪表
其他分类: > S859.82 > 农业科学 > 畜牧、动物医学、狩猎、蚕、蜂 > 动物医学(兽医学) > 兽医药物学
其他分类: > X173 > 环境科学、安全科学 > 环境科学基础理论 > 环境生物学 > 环境植物学

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