水体细菌微生物多波长透射光谱快速测量实验研究

发布时间：2017-12-06 19:32

  本文关键词：水体细菌微生物多波长透射光谱快速测量实验研究

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【摘要】：细菌微生物污染是我国饮用水安全面临的突出环境问题,现有检测方法检测结果相对准确,但需对样品进行间断采集,实验操作过程繁琐、耗时,无法满足水体细菌微生物快速、实时、在线检测的需求。本文以水体常见致病菌大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和肺炎克雷伯菌为研究对象,重点研究了水体细菌微生物的多波长透射光谱快速获取方法,以及基于多波长透射光谱法的水体细菌微生物定量检测能力,取得的主要研究成果如下:(1)多波长透射光谱快速测量实验系统建立:以氘灯和溴钨灯为光源,多通道光栅光谱仪为分光探测器件,建立并优化了水体细菌微生物多波长透射光谱快速测量实验系统,基于标准物质(重铬酸钾和滤光片)及紫外-可见分光光度计测量结果,进行了实验系统光谱标定与数据对比分析。结果表明:实验系统与紫外-可见分光光度计对于不同浓度重铬酸钾溶液及不同透过率的中性滤光片测量光谱线性相关系数均在0.99以上,误差5%以内,实验系统具有较好的光谱测量准确性。(2)细菌微生物多波长透射光谱快速准确获取:以大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和肺炎克雷伯菌为实验研究对象,分别利用多波长透射光谱快速测量实验系统和紫外-可见分光光度计测量了三种细菌在220～900nm波长范围内的多波长透射光谱,并对测量结果进行了对比分析。结果表明:三种细菌的多波长透射光谱光密度值线性拟合相关系数均大于0.99,光谱一致性较好;实验系统对样品菌种进行30次光谱累加并实现自动平均测量时间约为15s,远少于紫外-可见分光光度计单条光谱测量时间。(3)细菌微生物定量检测能力初步分析:以大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和肺炎克雷伯菌为研究对象,基于实验系统和紫外-可见分光光度计测量光谱数据,对比分析了基于不同波长点和全光谱波段获取的三种细菌微生物的检测限。结果表明:实验系统测量数据得到的三种细菌微生物检测限数值均优于紫外-可见分光光度计,并且基于全光谱波段计算得到的三种细菌微生物检测限值最低,分别为 1.16×104、1.06×104和 1.60×104cells/ml。本文建立的实验系统实现了水体细菌微生物多波长透射光谱的快速、准确与高灵敏获取,且基于全光谱波段的水体细菌微生物定量检测分析效果更优,为发展水体细菌微生物的实时、在线监测与预警系统提供了重要技术手段。
【学位授予单位】：中国科学技术大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：R123.1;O657.3

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本文编号：1259733