如今,心血管疾病的发病率和死亡率均居各类疾病之首,严重威胁人类健康。大量医学研究表明,心血管疾病的发生与血清中胆固醇水平过高有着密切联系。因此对胆固醇进行精准测定有助于为心血管疾病的诊断提供依据,对此类疾病的防控有着重要意义。本课题设计了一种基于荧光颜色检测的便捷式胆固醇测量系统,将荧光测定的高灵敏度与颜色传感的便捷性融为一体,将荧光强度的变化转换为颜色的变化,实现对低浓度胆固醇精准、快速的测定。本研究基于荧光法,以HAu Cl4为原料,巯基-β-环糊精为还原剂和保护剂,采用一锅法合成了具有蓝绿色荧光的金纳米簇。巯基-β-环糊精空腔被用作选择性单元,金核作为报告单元,通过主客体相互作用识别胆固醇。二者形成的包合物使金纳米簇的结构刚性发生变化导致荧光增强,过程无需任何额外的荧光染料或淬灭剂即可实现低水平胆固醇的非酶测定。该探针在15.0～150.0μmol/L浓度范围内与胆固醇呈线性反应。本系统以此为基础,通过RGB颜色传感器TCS230检测荧光增强前后的颜色,进而实现对胆固醇水平的测定。系统的总体设计为:将环糊精-金纳米簇溶液作为检测单元置于暗室,使用RGB颜色传感器TCS230检测加入不同浓度胆固醇溶液前后金纳米簇发射光的颜色,并将测得的颜色由RGB颜色空间转换成更符合人类视觉感知特性的HSV颜色空间。根据实验,所测色调值H与胆固醇浓度有良好的线性关系,可实现对胆固醇浓度的测定,从而构建高精度,高集成度的便捷式胆固醇检测系统。本系统包括光学系统模块、颜色传感器模块、微处理器模块、电源模块、程序下载模块、人机交互模块及3D打印的检测暗室模块。系统采用锂电池供电,使用STM32F407芯片作为微控制器。光学系统采用正交式光路,有效减少了激发光的干扰。颜色传感器部分单独接出,使光路结构更加紧凑。通过Solid Works软件完成系统整体结构的绘制。使用界面开发工具little VGL完成对人机交互模块的设计,使显示页面更加美观。实验表明,本课题所设计的基于颜色检测的便捷式胆固醇测量系统操作简单,集成度高,在重复性实验及稳定性测试中都具有较好的效果。以胆固醇浓度为横坐标,色调值H为纵坐标,建立标准曲线H=-0.0971C+249.19,R~2=0.97,检测限为16.07μmol/L,具有良好的线性关系,可用于低浓度胆固醇的测定。