水体细菌微生物多波长透射光谱解析方法研究

发布时间：2022-02-19 02:00

　　饮用水安全是我国面临的突出环境问题,直接关系到人民群众的生命和健康。水体细菌微生物污染远远高于化学污染的比例,传统生化分析方法为间歇、随机的样品采集和复杂、耗时的实验室分析,不能实现对水中危害细菌微生物的快速、在线、实时检测,更不能达到全面、连续的水质监测预警,为及时的响应处理提供最佳时机。多波长透射光谱技术具有测量速度快、信息丰富、无需试剂辅助等特点,且细菌微生物多波长透射光谱包含有浓度、大小、形状、组分、结构等特征信息,为水体细菌微生物的快速识别和检测提供了可能。因此,开展水体细菌微生物多波长透射光谱特征参数解析方法研究,不仅可为细菌微生物的结构组成、生理与机理基础科学研究提供手段,而且可为饮用水源典型危害致病菌的快速识别预警提供方法。本文以水体常见大肠杆菌、肺炎克雷伯菌、鼠伤寒沙门氏菌和金黄色葡萄球菌为研究对象,从细菌多波长透射光谱特征分析入手,构建了水体细菌微生物多波长透射光谱解析模型,并深入研究了水体细菌微生物特征参数获取方法,在此基础上研究了不同生长阶段细菌特征参数的变化规律,取得的创新研究成果如下:（1）不同细菌微生物多波长透射光谱特性分析与光谱预处理:实验测量了不同浓度... 

【文章来源】：中国科学技术大学安徽省211工程院校985工程院校

【文章页数】：102 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 水体细菌微生物危害
    1.2 现有检测技术与研究现状
        1.2.1 生物学检测技术
        1.2.2 光谱学检测技术
    1.3 多波长透射光谱技术
        1.3.1 基本原理
        1.3.2 影响因素
        1.3.3 研究进展
    1.4 论文主要研究内容
    1.5 本章小结
第2章 水体细菌微生物多波长透射光谱预处理与特征分析
    2.1 水体细菌微生物多波长透射光谱获取
        2.1.1 细菌培养与实验方法
        2.1.2 多波长透射光谱测定
    2.2 水体细菌微生物多波长透射光谱数据预处理
        2.2.1 光谱归一化
        2.2.2 导数光谱
    2.3 水体细菌微生物多波长透射光谱特征分析
        2.3.1 不同浓度细菌光谱特征
        2.3.2 不同细菌检测限计算
        2.3.3 细菌微生物谱图对比
    2.4 本章小结
第3章 水体细菌微生物多波长透射光谱解析模型建立
    3.1 细菌微生物结构特征
    3.2 多波长透射光谱解析模型构建
        3.2.1 光散射理论
        3.2.2 光学参数
        3.2.3 模型建立
    3.3 多波长透射光谱模型参数确定
        3.3.1 外结构和内结构折射率
        3.3.2 化学组分折射率
    3.4 多波长透射光谱测量与模型验证
    3.5 本章小结
第4章 水体细菌微生物特征参数获取方法研究
    4.1 细菌微生物结构参数提取
        4.1.1 参数解析方法
        4.1.2 光谱特征分析
        4.1.3 结果与讨论
    4.2 细菌微生物浓度反演
        4.2.1 浓度解析方法
        4.2.2 结果与分析
    4.3 细菌微生物化学组分分析
        4.3.1 特征波段选取
        4.3.2 组分解析
        4.3.3 稳定性验证
    4.4 本章小结
第5章 水体细菌微生物不同生长阶段参数变化特征研究
    5.1 生长阶段概述
    5.2 生长曲线测量
    5.3 不同生长阶段参数变化特征分析
        5.3.1 光谱特征
        5.3.2 细菌粒径
        5.3.3 细菌浓度
        5.3.4 核酸含量
    5.4 本章小结
第6章 总结与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
致谢
在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]利用光镊拉曼光谱研究环境因素对葡萄球菌黄素生物合成的影响[J]. 陶站华,柯珂,师德强,竺利波.  激光与光电子学进展. 2017(12)
[2]水体细菌微生物种类快速鉴别方法研究[J]. 王久悦,赵南京,段静波,方丽,孟德硕,杨瑞芳,肖雪,刘建国,刘文清.  光谱学与光谱分析. 2015(09)
[3]采用面积归一化法测定氯气中氧的含量[J]. 翟英花,林云鹏,白贤红.  氯碱工业. 2015(02)
[4]不同功能地表水体中病原微生物指示物的标准比较[J]. 陈亚楠,王亚炜,魏源送,郑祥,王光宇.  环境科学学报. 2015(02)
[5]人工湿地对病原微生物去除的研究进展[J]. 陈迪,杨勇,郑祥,魏源送.  农业环境科学学报. 2013(09)
[6]基于近红外透射光谱的乳制品蛋白质、脂肪含量检测[J]. 郭中华,王磊,金灵,郑彩英.  光电子.激光. 2013(06)
[7]微生物远红外波段复折射率测定及模型构建[J]. 孙杜娟,胡以华,顾有林,王勇,李乐.  物理学报. 2013(09)
[8]环境监测中生物传感器技术的应用研究[J]. 王成金,马玉波.  北方环境. 2013(04)
[9]傅里叶变换红外光谱对枯草芽孢杆菌的光学特性研究[J]. 冯明春,徐亮,高闽光,焦洋,魏秀丽,金岭,程巳阳,李相贤,冯书香.  光谱学与光谱分析. 2012(12)
[10]球形粒子Mie散射特性分析[J]. 张伟,路远,杜石明,王宝荣.  光学技术. 2010(06)

博士论文
[1]光辐射对生物体影响的关键技术研究[D]. 季雷.南京航空航天大学 2015
[2]快速检测农产品中大肠杆菌O157：H7的生物传感方法与仪器研究[D]. 王一娴.浙江大学 2013

硕士论文
[1]电分析化学方法用于水体中大肠杆菌快速检测的应用研究[D]. 耿萍.华东师范大学 2008
[2]透射光谱法测量薄膜参数的研究[D]. 刘细成.四川大学 2003



本文编号：3631988