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基本信息

作品名称:
基于图像处理技术的集成式薄层色谱分析仪的设计制作及软件开发
大类:
科技发明制作B类
小类:
生命科学
简介:

通过自行设计、制作安装和基于图像处理的计算机程序设计,完成了一种集热风干燥、图像采集、分析计算、数字化编辑存储等功能于一身的新型薄层色谱分析仪和实用软件。本仪器点样准确,薄层板可恒温烘干,层析图像实现了在线采集、编辑存储,薄层色谱数据(Rf值)自动计算;软件嵌入了薄层色谱数据库,方便数据查询和实验结果比对。该仪器结构合理,成本较低,实用性强,可广泛用于药物鉴别、有机化合物及生物样品的定性分析。

详细介绍:

薄层色谱又称为薄层层析(Thin Layer Chromatography,简称TLC),是一种吸附薄层色谱分离法,该方法所需样品量少,分析快速,分析成本低,被广泛用于化学分析、中药鉴别、生物医学、食品加工等领域。传统的薄层色谱分析方法是外部点样,薄层板展开完成后,在外部吹干或晾干,再将薄层板置于相应波长紫外灯下或可见光下,肉眼观察和测量斑点位置。这就存在以下问题:1、点样点难以准确定位,烘干过程较繁琐且难以观察部分温敏药物的颜色变化,无法观察需加热显色样品的薄层斑点;2、紫外灯发射出的光线对人眼及皮肤伤害较强;3、薄层板的颜色、斑点和图像数据不能被保存;4、手工测量精度差。近年来,不少学者提出并研究了基于图像处理的薄层色谱分析技术,也出现了类似的进口设备,但这些仪器都是针对薄层照片进行处理的,都没有实现图像的在线采集,也没有实现Rf值的自动计算和样品的定性分析及数据比对。为解决传统薄层层析技术中存在的以上不足,我们制作出一种集热风干燥、图像在线采集,数字化编辑存储等功能于一身的新型薄层色谱分析仪,并编制了配套实用软件。
本新型薄层色谱分析仪,采用暗箱式设计,包括箱体、摄像装置、可见光源、254nm紫外光源、365nm紫外光源、底部点样光源、点样台、观察窗、取样窗、开关和电线;其特征在于:还包括热风烘干器、进风口、出风口、USB接口和标尺;摄像装置、可见光源、254nm紫外光源和365nm紫外光源固定在顶板上,热风烘干器和标尺固定在点样板上,点样光源和电路元器件固定在底板上,进风口设置在仪器箱体左侧,出风口设置在仪器箱体右侧,带有活动门的取样窗设置在仪器正面;顶板、点样板和底板分别内置在仪器箱体的顶部、中部取样窗下方和底部,与箱体之间抽拉式活动连接。(专利申请号:201120201692.8,申请日:2011-6-15)
本新型薄层色谱分析仪采用一种非明火加热的鼓引风平扫式薄层板烘干器,特征在于:由鼓风风扇、电加热板、导流罩、温度显示控制仪、温度探头和引风风扇组成,并按鼓风风扇、导流罩、引风风扇次序在同一轴线上排列;鼓风风扇紧贴导流罩安装在导流罩的进风口端,电加热板固定在导流罩内的进风口端,温度探头固定在导流罩的出风口处,在导流罩出风口跨过薄层板放置区安装引风风扇。解决了现有技术中的薄层板干燥温度不可控和存在安全隐患问题。(专利申请号:201120202060.3,申请日:2011-6-16)
由于本新型薄层色谱分析仪集成了摄像装置,通过USB接口实现与计算机的连接,可在计算机上观察薄层层析的相关情况,通过相关软件可记录图像、编辑和计算数据等,实现了薄层色谱分析的自动化计算和数字化存储,特别适合样品定性分析和鉴别;由于采用暗箱式设计,计算机上观察,减少了紫外线对人眼的伤害;本仪器集成了热风烘干器,实现了薄层板的在线恒温加热烘干,也解决了部分热敏性样品和需要加热显色样品的快速薄层色谱分析问题; 仪器在点样板上设有两根刻度标尺,使薄层照片的真实性和可信度大大增加;仪器所用原材料易得,减少了薄层色谱分析仪的成本,适合推广使用。
为了提高薄层色谱(薄层层析)技术自动化程度和样品薄层色谱分析数据的准确性,开发了该薄层色谱分析仪配套实用软件---薄层色谱测试系统(TLC V3.2)。本软件采用C++语言编写,使用Visual Studio 2010的MFC(Microsoft Foundation Class)的Dialogbased类型构建主程序框架,以及VFW(Video For Windows)技术实现摄像头采集数据。该薄层色谱测试系统(TLC V3.2)软件可以通过摄像头采集数据和导入薄层图片两种方式对薄层进行分析,利用CDC类的成员函数得出水平线之间的距离,进而通过Rf值计算公式得出样品和对照品的Rf值,并可以将实验信息和最终结果保存为文本文档格式。软件中自带可扩展的薄层色谱数据库,能与实验数据进行比对,实现薄层数据的定性分析。(软件版权登记申请流水号:2011R11L068169,申请日:2011-6-13)
本新型薄层色谱分析仪(含软件)结构合理,成本较低,实用性强,可广泛用于中药鉴别、有机化合物及生物样品的定性分析。

获奖情况:

第十二届“挑战杯”作品 三等奖

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