[发明专利]一种船舶压载水微藻含量的检测方法

说明书

本发明属于船舶压载水微藻含量检测技术领域，具体涉及一种上转换纳米荧光探针，通过竞争发射，实现微藻含量的快速检测。所述方法采用红色上转换纳米荧光探针，在近红外光激发下，荧光探针的红色发光与压载水微藻叶绿素a的最大吸收峰高度重叠，通过竞争性发光测量，建立发光强度与叶绿素a含量的关系曲线，根据叶绿素a含量与微藻细胞生物量的对应关系，建立发光强度与微藻细胞生物量的关系模型，从而计算压载水样本中微藻的生物量。本发明可实现微藻生物量的快速检测，操作简便，灵敏度高，采用安全的长波长近红外光作为激发源，降低对生物的光损伤，而且不会引起微藻的自发背底荧光，可以呈数量级地提高检测灵敏度，适合推广应用。

技术领域

本发明涉及船舶压载水微藻含量检测技术领域，具体涉及采用上转换荧光探针，通过竞争发射，实现微藻含量的快速检测。

背景技术

随着经济发展日趋全球化，船舶航运目前承担着80％以上的全球货物运输量。为了控制船舶横倾、纵倾、吃水、稳性或应力，保证船舶在航行时的稳定性和操纵性，需要在船舶上装载压载水。然而，船舶压载水携带着大量的水生生物，如浮游植物、浮游动物、细菌、病毒等，这些外来水生生物会随着压载水的吸纳和排放入侵当地海洋生态系统，造成外来生物入侵、赤潮等严重灾害，因此，被国际海事组织(IMO)列为危害海洋的四大危害之一。特别是，海洋微藻，这类浮游植物由于繁殖及生命力极强、缺乏天敌，会对新海域的生态系统造成灾难性的破坏，微藻入侵已经在世界范围内造成了巨大的经济和环境损失[船舶压载水种微藻快速检测系统设计，仪表技术与传感器]。然而，目前仍然缺乏船舶压载水微藻细胞的快速检测方法。

目前主要检测方法：1)显微计数法，通过在显微镜下对微藻细胞进行观察，通过细胞的大小、形态、颜色进行区分和计数，推断，但是该方法需要专业人士进行检测，人工计数误差大、计数所经历的时间长，难以实现快速检测；2)流式细胞术法,利用流式细胞仪测量通过激光照射区域的含有微藻的悬浮液，通过测量染料标记的微藻细胞的光信号，判断微藻的含量，这种方法具有准确、效率高的优点，但是商用流式细胞仪价格昂贵、体积庞大、样品前处理繁琐，难以实现压载水船基快速检测；3)叶绿素荧光法，由于叶绿素a广泛存在于所有的藻类中，因此叶绿素a浓度成为测定微藻生物量的最常用指标。测量叶绿素a浓度的方法主要有荧光分光光度法(直接荧光分光光度法快速测定水体中叶绿素a，武汉理工大学学报，2011，33，112-115)和吸收分光光度法(一种快速准确的微藻生物量估算法，植物生理学报，2021，57，216-224)：荧光分光光度法是利用海洋微藻中叶绿素a在蓝光(420nm)激发下发射红光(680nm)的特性，建立叶绿素a含量与发光强度的相关关系，从而标定藻类生物量，但该种方法灵敏度较低，由于叶绿素的荧光较弱，并不适用于低浓度叶绿素a的含量测试；吸收分光光度法，利用藻类叶绿素a在≈649和≈665nm波长处有吸收的特性，通过吸光度值计算样品的叶绿素a含量，进一步地，专利CN 111896482 A报道了建立小球藻样本的颜色参数与叶绿素含量的模型，从而计算叶绿素a含量。

发明内容

根据上述阐述的技术问题，本发明的目的在于提供一种压载水微藻含量的检测方法。利用上转换纳米荧光探针在红光区665nm的发生，与微藻的叶绿素a的最大吸收峰高度重叠，形成竞争性发射，通过检测发光光谱实现压载水微藻含量的检测，从而快速判断压载水中存活的生物量是否达到排放要求。

为了实现上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种船舶压载水微藻含量的检测方法，包括以下步骤：

步骤1)：取压载水水样，经过滤、离心后得到微藻沉淀，将微藻沉淀溶于溶剂中，超声、静置处理后，获得叶绿素溶液A，测定叶绿素溶液A的吸光度值，计算叶绿素a的含量；

步骤2)：将上转换纳米荧光探针加入与叶绿素溶液A相同的溶剂中进行分散，形成探针溶液B；