[发明专利]一种水质分析方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种水质分析方法和装置，尤其是一种在不进行样品预处理时能够扣除背景干扰的水质分析方法和装置。

背景技术

微生物检测是环境或食品安全评估的重要内容，其中，细菌总数、大肠菌和致病微生物等作为国际公认的卫生检测指标，是判定环境或食品是否安全的重要科学依据。通过微生物检测可以正确评价环境或食品的微生物污染程度，为各项卫生管理工作提供科学依据，为相关疾病的针对性防治提供重要的科学指导，以确保人们的身体健康；同时，微生物检测对提高环境或食品质量、避免经济损失、保证出口等方面具有重要的意义。

传统的微生物检测方法为培养法，采用液体培养或膜过滤后固体培养的细菌扩增模式，在细菌浓度达到较高水平时进行形态观察或显微镜检；此类方法需要较长的培养时间，且步骤繁琐、工作量大，导致耗时较长，往往需要24-72小时甚至更久才能得到检测结果。目前，酶底物法已成为微生物检测的重要手段，此方法是利用微生物代谢产生的特异指示酶和相应发光底物水解反应后产生的光信号变化实现定性分析，再结合MPN计数法实现定量分析，可于18-24小时内获得检测结果，然而该方法的检测速度仍显滞后，检测结果也还不够准确。

为解决传统的酶底物法用时较长的问题，二十世纪初期，研究人员在自动化连续检测技术的基础上，利用酶底物反应信号与微生物浓度的关联性，结合阈值分析模式，展开了快速定性定量分析的研究。

如图1所示，该方法主要是根据微生物生长曲线，即微生物生长产生的信号与检测时间的关系曲线的特点，选择微生物指数增长期显著抬升段的酶底物反应的光信号绝对值或变化值作为阈值，并以此阈值作为检测终点的判断依据；然后依据微生物的检测信号和检测时间建立微生物浓度与检测时间的标准曲线，如图，2所示；最后结合待测微生物的检测时间和标准曲线可得待测微生物的浓度。该方法的检测时间由微生物的浓度决定，浓度越大，检测时间越短；与传统的微生物检测方法相比，可将检测时间缩短至4-18小时。

但是，在实际水样应用中，由于分析水样组成成分复杂，可能存在大量游离酶以及非待测微生物源酶，会随着检测任务的启动快速催化底物分解反应，持续产生背景信号，表现为检测信号在微生物生长延迟期的快速抬升，导致检测终点判定前即达到信号饱和，如图3所示，从而无法实现检测时间的有效分析。此外，由于不同样品可能存在不同的背景信号抬升幅度，导致阈值参数需要针对不同样品予以调整，这对操作人员的技术要求较高，并且需要经常改变阈值参数设置，为仪器的应用推广带来了许多不便。

针对这一问题，实验室常采用水样过滤处理措施分离待测微生物和游离酶，并对滤膜一侧截留的微生物进行反冲洗收集，再在检测容器内加入培养基和反应底物进行酶底物检测分析。但由于上述方式存在微生物残留、操作繁琐、滤膜使用寿命短和难以实现自动化等问题，在在线式仪表中难以有效应用。故此，目前存在的同类检测设备还缺乏有效的在线式背景酶干扰克服措施，同时更缺乏针对不同背景样品的阈值参数稳定设置方法。

发明内容

为了解决现有技术中的上述不足，本发明提供了一种无需特殊预处理的、广泛适用的简单、高效的水质分析方法和装置。

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种水质分析方法，包括以下步骤：

A、加入待测样品；

B、设定目标菌对应的预判期，所述预判期在延迟期内；

C、对预判期内采集的信号进行拟合，得到拟合线；

D、启动测量，在测量过程中，根据拟合线和生长曲线得到目标曲线，目标曲线结合已设定的阈值检出时间，得出目标菌初始量。

作为优选，所述目标曲线经过拟合线和生长曲线相减或相除得到。

作为优选，所述预判期和延迟期的时间起算点相同。

进一步，在步骤B中，根据延迟期及设定的预判期选择底物添加方式并添加相应目标物，其中，方式一特异底物，方式二含特异底物的培养基；

在步骤D中，若步骤B中为方式一，则需加入培养基后再启动测量；若步骤B中为方式二，则直接启动测量。

进一步，所述预判期的时间与延迟期的比值小于M时，底物添加方式为方式一，反之为方式二。

作为优选，M小于1/3。

进一步，在步骤C中，还包括增益调整步骤，所述增益调整步骤为若预判期内的信号超过仪器量程上限值，则进行增益调整后得到预判期内信号的拟合线。

作为优选，所述增益调整步骤为将拟合线的斜率调整至目标菌标准斜率值以下，所述目标菌标准斜率值是仪器量程上限值与目标菌延迟期时间比值。