[发明专利]基于滤光液原理的微藻活性检测装置与方法

说明书

技术领域

本发明属于水体藻类活性检测技术领域，具体涉及一种基于滤光液原理的微藻活性检测装置与方法。

背景技术

在船舶压载水中携带的外来物种之中，微藻占有相当一部分的比例，现在确认的对我国海洋造成实质性危害的外来藻类达十几种，这些藻类会严重破坏当地的海岸生态系统，给经济及环境带来巨大的损失和危害。近几年来，人为对大海的破坏导致附近海疆的水体越来越富营养化，微藻被带到其他近海后迅速繁衍，破坏性也日益扩大。一些藻类因为自身有很强的环境相容性，因此大量生殖后爆发后往往会彻底摧毁当地原有的生态系统结构并使其基本功能瘫痪，引发灾难性的后果。

目前，用于检测微藻活性的方法主要有：光学显微镜法、流式细胞仪法、分子及生化方法等。光学显微镜法是用细胞固定液固定从水中分离出来浮游植物细胞，在显微镜下直接观察浮游植物细胞的形态，根据细胞不同的形态来判断微藻细胞的活性。这种方法要求实验人员必须具备丰富的水生生物学知识，能鉴定识别常见藻类并判断活性，人为因素影响和误差较大，而且工作强度大、效率低。

流式细胞仪法了用荧光染料标记微藻细胞并将其制成的悬液，利用流式细胞仪测量通过激光照射区域的悬浮溶液中微藻细胞的荧光信号和散射光信号，通过这些信号判断微藻的活性。这种方法工作效率高，具有快速准确的优点，但是商用流式细胞仪价格昂贵、体积庞大，操作复杂。

分子及生化方法，主要包括：核酸杂交技术，聚合酶链反应(PCR)技术、基因芯片技术、DNA指纹技术、酶活性分析等。该方法具有检测灵敏度高的优点。其缺点是：对于微藻体积测量无能为力，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，耗时费力，效率不高，并且进行检测的种类也相对有限。

在实际微藻检测工作中，使用单一染料并不能完全标记公约规定的所有的藻。为保证检测的准确性，实际检测应用中样品往往需要进行多重染色及多光谱检测，这就要求高效可靠的滤光手段。然而传统玻璃滤光片的生产流程固定，成品性强，在运用中不能灵活地滤取所要波长范围的光，对于已经安装到光电检测装置中的滤光片而言只能探测固定的光谱，更换困难，这些尺寸标准固定的滤光片对于一些检测实验来说是不适应的，来自高强度辐射热源的过多热量会使滤光片破裂，而且有效地冷却也是很困难的，实验中有时还需要其它几何形状的滤光片，但制作大量几何形状不同的滤光片造价很高，同样，也存在着过多的热量会使滤光片破裂的可能性，同时，拆卸机器更换滤光片也非常不方便。

具有一定光学特性的染色液体可很好地实现选取特定波段的光的功能，欲改变滤光特性只需更换染色液体即可，不同滤光特性的滤光液可自由组合，实现多光谱检测的目的，满足藻类检测的相关公约规定，且具有成本低、更换方便、能冷却反应器等诸多优势。

发明内容

为解决现有技术存在的上述问题，本发明要提供一种基于滤光液原理的微藻活性检测装置与方法。

为了实现上述目的，本发明的技术发案如下：

基于滤光液原理的微藻活性检测装置，其特征在于，包括电源单元15、光电单元16、信号放大滤波单元17、信号采集单元18及数据处理单元19；

电源单元15用于给信号放大滤波单元17和光电单元16提供工作所需的电压；

光电单元16用于检测待测微藻，以及控制检测过程中的光电信号转换；光电单元16包括微流控芯片部分、光源部分、滤光液部分和光电检测部分；微流控芯片部分盛放待测微藻样品液，置于光源部分和滤光液部分之间，滤光液部分盛装具有滤光特性的滤光液，能够实现选取特定波段的光的功能；光电检测部分置于滤光液部分下端，接收滤光液部分的光信号并转换为电信号，发送给信号放大滤波单元17；

信号放大滤波单元17用于将光电单元16输出的电信号进行放大滤波处理，提高检测的精度及灵敏度；

信号采集单元18用于采集信号放大滤波单元17的电信号，发送给数据处理单元19；

数据处理单元19对信号采集单元18输出的电信号进行数据处理，然后在计算机端显示实时的信号图。

进一步地，所述光电单元16的微流控芯片部分，包括微流控芯片2和载玻片1，微流控芯片2与载玻片1粘合在一起，采用等离子清洗机进行粘合；微流控芯片2上的微通道两端设有注液孔3和废液孔6，微流控芯片2的注液孔3作为待测微藻样品液的注入口，微流控芯片2的废液孔6用来回收废液。

进一步地，所述的微流控芯片2的微通道上设置有变径段作为检测区域，变径段的通道直径小于微通道直径，使得经过检测区域的待测微藻样品液中的微藻细胞逐个有序地经过检测区域。