基于微流控芯片的压载水微藻活性检测及分类

发布时间：2017-09-30 23:27

  本文关键词：基于微流控芯片的压载水微藻活性检测及分类

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【摘要】：远洋船舶作为海洋国际贸易及运输的主要工具,其携带的船舶压载水成为外来海洋生物传播的主要途径。微藻是压载水检测中非常重要的检测目标,对压载水中微藻实施现场快速全自动检测及鉴别微藻种类尤为重要。本论文提出了基于微流控芯片便携式船舶压载水中微藻现场快速检测及分类新方法。主要研究内容如下：本文所设计的检测系统通过微藻细胞的叶绿素荧光来探测单个微藻活性。采用此系统对6个种类的微藻活死细胞样品进行实验,来验证系统实用性。系统不仅可以清晰区分活微藻细胞和死微藻细胞,还可以定量评估细胞的活性。该系统可以探测到直径3μm的普通小球藻。检测系统结合阻抗脉冲传感(RPS)原理能够全自动检测微藻,并对微藻的个数、尺寸进行粗略分析。在此基础上,我们设计了一种新的系统,在可抛式微流控芯片上实现叶绿素荧光(CF),正交侧向散射光(OLS)和阻抗脉冲传感(RPS)三维信息同时检测,并通过此三维信息来对微藻进行快速准确分类。在这个新方法中,分别对三维信息和微藻细胞的特性之间的关系进行研究。采用此系统对3种微藻细胞混合样品进行实验,分类结果与流式细胞仪对比分析系统性能。本文研究内容为压载水中微藻存活状态检测及分类提供一种新方法,这对于压载水的在线原位检测具有非常大的潜力。
【关键词】：微流控芯片 船舶压载水 叶绿素荧光 微藻检测分类
【学位授予单位】：大连海事大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：U664.92;TN492
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 第1章 绪论9-17
• 1.1 课题研究背景9-14
• 1.1.1 船舶压载水中微藻9-10
• 1.1.2 船舶压载水排放公约10-12
• 1.1.3 主要藻类检测及分类方法12-14
• 1.2 微流控芯片上微藻检测分类技术14-16
• 1.3 论文主要内容16-17
• 第2章 微流控芯片中检测原理及驱动技术17-27
• 2.1 微流控芯片上激光诱导叶绿素荧光检测原理17-22
• 2.1.1 微藻叶绿素组成及吸收光谱17-18
• 2.1.2 叶绿素荧光产生的过程18-21
• 2.1.3 荧光检测技术及其在微流控芯片中的应用21-22
• 2.2 阻抗脉冲传感(RPS)原理22-24
• 2.3 直流电动微流驱动原理及其特性24-25
• 2.4 本章小结25-27
• 第3章 叶绿素荧光微藻活性检测系统27-45
• 3.1 实验系统设计27-34
• 3.1.1 光学检测系统29-31
• 3.1.2 信号放大电路31-32
• 3.1.3 数据采集模块32-34
• 3.2 微流控芯片的设计和制造34-35
• 3.3 样品制备及实验流程35-37
• 3.3.1 实验藻类及处理35-36
• 3.3.2 实验操作流程36-37
• 3.4 实验结果与讨论37-44
• 3.4.1 活体与死体微藻的叶绿素荧光信号37-40
• 3.4.2 不同种类微藻活体和死体细胞的叶绿素荧光40-43
• 3.4.3 系统检测极限43
• 3.4.4 温度对微藻细胞活性的影响43-44
• 3.5 本章小结44-45
• 第4章 叶绿素荧光阻抗脉冲微藻检测计数系统45-52
• 4.1 实验系统设计45-49
• 4.1.1 差分微流控芯片的设计46-47
• 4.1.2 差分放大检测电路47-49
• 4.1.3 实验操作流程49
• 4.2 实验结果与讨论49-51
• 4.3 本章小结51-52
• 第5章 基于微流控芯片的三维信息微藻分类系统52-63
• 5.1 三维信息分类系统的设计52-54
• 5.2 实验结果与讨论54-61
• 5.2.1 单个细胞的CF,OLS,RPS三维信息54-56
• 5.2.2 三种不同微藻细胞的CF,OLS,RPS三维信息56-59
• 5.2.3 与流式细胞仪对比验证系统精度59-61
• 5.3 本章小结61-63
• 第6章 总结与展望63-65
• 参考文献65-69
• 攻读学位期间公开发表论文69-70
• 致谢70-71
• 作者简介71

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 梅林;宋世远;查忠勇;伊茜;化岩;饶纪;苏建华;;生物芯片发展现状和未来[J];激光杂志;2008年02期

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本文编号：951059