[发明专利]一种基于全息图像特征的微藻分类检测装置及检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及微藻种类检测技术，具体公开了一种基于全息图样特征的微藻种分类检测装置及检测方法。

背景技术

海洋微藻是一类原始的植物，是海洋生态系统中的初级生产者，也是重要的海洋生物资源。微藻分布范围广，且种类多、数量大、繁殖快，在海洋生态系统的物质和能量的循环中地位显著，如果利用得当具有很高的经济价值。海洋微藻的代谢影响着整个海洋生态系统的生产力，与水产养殖、生态环境、污染治理、工业生产密切相关。微藻本身营养丰富，富含蛋白质，是单细胞蛋白的重要来源，可以作为鱼类、贝类等育苗的开口饵料。

海洋微藻的应用离不开对微藻资源的准确分类鉴定。从19世纪出现大量对海洋微藻的分类专著以来，海洋微藻从传统的形态学分类法，经历了化学分类法，同工酶分类法，到现在普遍应用的分子生物学分类法，分类方法学的研究和探讨从未停止，一直有新的发现，下面概述海洋微藻的一些分类方法。

形态分类法

形态学观察是普遍使用也是最具历史的微藻类分类方法。形态学分类主要是跟据藻细胞大小、鞭毛及色素体有无、鞭毛的位置及数目，腹孔的有无，色素体的个数及形状，硅藻的特异性花纹等表面平整情况、群体或个体胶被形态和群体中细胞个数等特征来确定微藻的种类。

生化分类法

生物化学分类法是根据细胞的生物大分子的组成差异来对微藻分类的方法。生化特性也是进行微藻分类的研究的一个指标，但只是对传统分类方法的一个补充，没有形成一个完整的分类体系。目前能够用于生化分类的海洋微藻“特征化学成分”有色素、脂肪酸、甾醇、醛类、碳水化合物(糖类)和氨基酸等。

同工酶分类法

同工酶是功能相同但结构和性质不同的多肽性酶的总称，生物物种亲缘关系的远近，可由同工酶基因序列及其编码的蛋白质序列的相似性推断。对同工酶进行电泳，由于同工酶具有不同大小、构象和带电荷数，形成具有不同数目和迁移率条带的酶谱，这些酶谱反应了等位基因和位点的变化，具有种属特异性。Kato等曾用此方法作为标准对一些铜绿微囊藻进行分类。这种方法虽然能很灵敏地检测出共生体的物种差异,但很难区别出共生体中藻的属内差异。

分子生物学方法

分子生物学方法是通过选择真核生物核糖体DNA(ribosomal DNA，rDNA)通用引物进行PCB扩增，扩增产物进行克隆、测序，将所得的序列进行同源性比对及系统进化树分析，从而确定微藻种类。

综上分析，现有船舶压载水中微藻种类检测方法存在不同程度的缺点，如所需设备昂贵、笨重，基本采用收集样品后拿回实验室进行培养鉴定的方式进行，耗时费力，效率不高，并且进行检测的种类也相对有限。因此亟需一种简单便捷的微藻种类检测方法以解决船舶压载水微藻种类检测问题。

发明内容

鉴于已有技术的不足，本发明的目的是要提供一种能够实时在线监测船舶压载水中微藻种类的检测装置。

本发明技术方案如下：

一种基于全息图像特征的微藻分类检测装置，其特征在于装置包括：

作为系统唯一照明光源发射相干光束的光激发组件；

与所述光激发组件紧密贴合用以汇聚光线的微孔组件；

连接所述微孔组件与微流控芯片的承接组件；

平稳放置所述微流控芯片的微流控芯片承载平台；

放置于所述微流控芯片后用以提取全息图像的光采集组件；

与所述光采集组件通过数据线连接用以提取全息图像特征的光处理组件；

所述光激发组件激发的相干光束经微孔组件照射在所述微流控芯片的样品上、并于光采集组件形成全息图像，所述光处理组件对全息图像进行特征提取、分析，进而确定样品中的微藻种类；

使用时，将所述装置放置于昏暗无光的条件下进行检测，以保证在未打开光激发组件时，所述光采集组件不能收集到全息图像信息。

进一步地，所述微流控芯片包括载玻片与聚二甲基硅氧烷片；

所述聚二甲基硅氧烷片上凹刻有若干通向延伸的主通道；任意所述主通道一端设置有储液孔，另一端两侧均匀减缩连接于过滤通道；所述过滤通道的另一端连接检测通道，所述检测通道为宽度大于主通道的长方形区域，其另一端通过废液收集通道连接废液池，所述废液收集通道中间位置设置有控制通道通断的阀门。

进一步地，所述的光激发组件内嵌稳压电路和发光二极管。

进一步地，所述的光激发组件激发的光束经微孔组件作用形成的光斑覆盖区域布满所述微流控芯片的检测通道的整个探测区域。