近年来,人们对食品安全的日益关注为食品安全快速检测技术发展提供了新的机遇和动力。在食品安全快速检测的研究中,免疫磁珠分离技术因其灵敏度高、处理时间极短等优势在食品样本制备中显示出良好的应用前景。在免疫磁珠分离方法中,抗原抗体的结合速率、磁珠的收集和分散效果等因素均会影响目标分析物的分离纯度和回收率。为此本文采用周期性水平激励驱动反应杯晃荡加快磁珠颗粒与目标分析物的结合,并提出利用低充液量液体晃动实现磁珠颗粒快速、均匀分散的方法,设计出用于食品安全检测的全自动高回收率免疫磁珠分离系统。论文主要内容包括以下三个方面:1、本文提出采用周期性水平激励驱动反应杯晃荡以加快磁珠颗粒与目标分析物的结合。本文首先建立了周期性水平激励作用下反应杯中液体晃动的流体力学模型,并基于有限元分析方法深入研究了不同水平激励参数、不同液体动力粘度对液体晃动的影响。仿真结果表明,提供的水平激励应与液体自由晃动加速度方向一致,且作用时间不超过1/4液体自由晃动周期。通过β激动剂(瘦肉精)快速检测联合实验验证,与静置温育状态下相比,增加液体晃动可缩短磁珠颗粒与目标分析物的吸附反应时间25%。2、本文提出了用低充液量液体晃动实现磁珠颗粒快速、均匀分散的方法。本文基于有限元分析方法深入研究了不同充液比对周期性水平激励下液体晃动的影响。仿真实验结果表明,相对于全清洗液量(500 ul),低充液量的晃动能大幅度提高磁珠颗粒分散效率。对于直径为1 um的磁珠颗粒,磁珠均匀分散时间缩短为全清洗液状态下的11.5%,只需2.5 s,且反应杯内壁无肉眼可见的磁性颗粒。3、本课题利用机械加样臂、温育床、磁珠试剂制冷仓等联合上述研究,成功搭建了全自动免疫磁分离系统,并使用β激动剂(瘦肉精)快速检测联合实验验证该系统性能,实现了样本内莱克多巴胺95%的加标回收率。该系统对提高样本前处理速度、改善食品安全检测现状、打破抽吸式工作站的造价昂贵有着重要意义。