深海微生物生物量自动检测仪电子系统设计

发布时间：2020-05-11 00:14

【摘要】： 深海微生物生物量的研究对深海生物多样性、生态环境研究以及海洋生物地球化学循环过程的研究都具有重要意义。深海检测仪器的进步是深海微生物研究发展的必要前提,因此具有保真性、实时性、连续性的新型深海微生物生物量检测仪的研究迫在眉睫。 论文在分析了目前国内外微生物生物量测量方法及现有检测仪器的现状的基础上,自主设计了一套基于ATP生物发光法的微生物生物量检测仪。该仪器综合利用了生物学、发光化学、机械、电子以及计算机等技术,实现了具有自动生化反应过程的深海微生物生物量检测。论文主要介绍了仪器的电子检测系统,运用步进电机细分驱动技术、结合电磁阀驱动理论和荧光检测手段,设计了一套基于C8051F040的自动生化反应控制及荧光检测电路,实现了仪器的自动化检测过程,大幅度提高了微生物量检测的工作效率和检测精度。 检测实验表明,仪器的系统噪声小于0.01mA,检测精度可达10-11mol/L,检测误差仅为6.93%,步进电机的转动精度为0.225。,在国内外同类检测仪器中具有领先水平。 论文分为六章： 第一章阐述了研究背景、意义、国内外技术手段及发展状况,详细分析了现有手段的优缺点,提出了一套基于ATP生物发光法的新型仪器的设计方案。 第二章阐述了深海微生物生物量检测仪器的工作原理以及整体设计方案,并在此基础上对不同设计方案选择以及器件选型进行了详细讨论。 第三、四章阐述了仪器电子系统的硬件设计以及软件方案。 第五章给出了该系统的实验数据以及检测结果。 第六章为全文总结及展望。
【图文】：

热液、冷泉以及天然气水合物等地质化学过程影响的大部分海域，沉积物微生物密度具有随水深增加而降低的普遍性水平分布特征，，随沉积物深度增加微生物密度呈对数线性减低(图1.1)。但在海底热液、冷泉和天然气水合物富集区等高生物地球化学活动区，由于在沉积物各深度层中不均匀分布的生物能源和地球化学特征，微生物的分布不为规律性变化I3]。因此，热液口、冷泉区及天然气水合物富集区微生物生物量的研究对研究该类区域生态环境、沉积物等有重大意义。

光、电、计算机一体化的自动化结构，并向带有自动控制、自动检测、自动存储、自我诊断、自行决策等高智能化仪器发展。流式细胞仪的出现为微生物生物量自动检测开创了新的天地。图1.2为流式细胞仪的内部结构图。流式细胞仪是一种可区别不同微粒及细胞，并可对细胞进行多参·数分析及计数的仪器，它可以快速测量、存贮、显示悬浮在液体中的分散细胞的一系列重要的生物物理、生物化学等方面的特征参量[9]。回曰收集器图1.2流式细胞仪结构图20世纪90年代末流式细胞仪引入到微生物学的研究领域中，主要用于快速地定量分析单细胞微生物。一般是根据细胞的叶绿素、藻蓝素、藻红素等色素的自发或激发荧光的波长差异，或通过染色DNA或蛋白质、荧光标记抗体、特殊功能探针如荧光素二乙酸醋l6]等标记与流式细胞仪结合，来测得微生物生物量。流式细胞仪是一种可以自动检测分析的仪器，突破了传统手动检测的瓶颈，检测更为为准确。但流式细胞仪依旧采用的是细胞荧光计数法，方法也较为复杂，
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：TH766.6

【引证文献】

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1 董贤信;深海环境模拟装置监测与控制系统设计[D];浙江大学;2012年

本文编号：2658114