基于微流控芯片的微藻粒径检测系统设计

发布时间：2017-03-18 17:09

  本文关键词：基于微流控芯片的微藻粒径检测系统设计，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：海洋微生物粒径的分布直接影响着海洋生态系统的物质循环和能量流动。准确快速检测海洋微藻粒径及其分布对于深入研究海洋微藻生理特性、群落结构与功能、在海洋生态系统中的作用等都具有重大的科学意义。而目前检测微藻粒径的方法不能同时满足海洋微藻粒径检测和水下原位在线检测。针对以上问题本文提出了一种基于微流控芯片的水下原位微藻粒径检测的方法和检测系统。该检测系统的原理是基于微流控芯片技术与阻抗脉冲传感技术(RPS)和激光诱导叶绿素荧光技术结合实现对单微藻的粒径和叶绿素荧光检测。根据以上检测目标设计的检测系统包括微流控芯片、检测模块、微藻取样模块、数据采集模块、电源模块、ARM开发板及数据通信模块,这些模块被封装在水下密封舱内。为了证明该系统的性能,取典型的三种微藻(球等鞭金藻、盐生杜氏藻、亚心型扁藻)作为样品做了粒径检测及分类实验,并把本文系统的检测结果与显微镜和流式细胞仪的检测结果作对比,对比结果证明了该系统的可靠性和准确性。本文检测系统与实验室中的显微镜和流式细胞仪相比,具有可以在水下自动地、原位地、快速地检测等优点。目前该系统的粒径检测极限暂时为3μm,以后会对该系统做进一步地改善。
【关键词】：微藻 粒径谱 叶绿素荧光 微流控芯片 原位检测
【学位授予单位】：大连海事大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：Q949.2;TN492
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 第1章 绪论9-14
• 1.1 海洋微藻粒径谱检测的意义9
• 1.2 海洋微藻粒径谱检测的国内外现状9-11
• 1.3 主要研究内容11-14
• 第2章 微藻粒径检测原理及系统总体设计14-23
• 2.1 微藻粒径检测原理14-20
• 2.1.1 微藻特征分析14-15
• 2.1.2 微藻粒径阻抗脉冲传感技术(RPS)检测原理15-18
• 2.1.3 微藻叶绿素荧光检测原理18-20
• 2.2 检测系统的整体设计20-22
• 2.2.1 检测系统的组成20-22
• 2.2.2 检测系统的工作过程22
• 2.3 本章小结22-23
• 第3章 微藻粒径检测分系统设计23-47
• 3.1 微流控芯片设计与制备23-25
• 3.1.1 微流控芯片设计23-24
• 3.1.2 微流控芯片制备24-25
• 3.2 微藻运动控制分析25-27
• 3.3 微藻取样模块设计27-28
• 3.4 微藻检测模块设计28-38
• 3.4.1 单微藻细胞粒径检测模块设计28-33
• 3.4.2 单微藻细胞叶绿素荧光检测模块设计33-38
• 3.5 数据采集模块设计38-40
• 3.6 电源模块设计40-42
• 3.7 ARM控制模块设计42-43
• 3.8 检测系统的集成43-44
• 3.9 上位机模块设计44-46
• 3.10 本章小结46-47
• 第4章 微藻粒径检测系统性能测试47-62
• 4.1 分模块测试47-50
• 4.1.1 微流控芯片及微藻运动控制测试47-48
• 4.1.2 检测模块测试48
• 4.1.3 数据采集模块测试48-49
• 4.1.4 电源模块测试49-50
• 4.2 集成后的系统测试50-61
• 4.2.1 检测标准粒径的颗粒50-52
• 4.2.2 检测微藻52-58
• 4.2.3 检测极限58-59
• 4.2.4 系统参数测试59-61
• 4.3 本章小结61-62
• 第5章 总结与展望62-64
• 5.1 总结62-63
• 5.2 展望63-64
• 参考文献64-68
• 攻读学位期间公开发表论文68-69
• 致谢69-70
• 作者简介70

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