[發(fā)明專利]一種船舶壓載水中微藻活性檢測方法及裝置

無效

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• 申請日: 2013-05-09
• 公開（公告）號: CN103234949A
• 公開（公告）日: 2013-08-07
• 發(fā)明（設計）人: 王俊生;潘新祥;孫野青;李冬青
• 申請（專利權）人: 大連海事大學
• 主分類號: G01N21/64
• 分類號: G01N21/64;G01N15/14
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司 21212
• 代理人: 趙淑梅;李馨

技術領域

本發(fā)明涉及一種船舶壓載水中微藻活性檢測方法及裝置。

背景技術

船舶壓載水是外來海洋生物入侵的主要途徑之一，外來有害海洋生物入侵傳播造成的災害，對生態(tài)、工業(yè)、農(nóng)業(yè)以及人類健康等都造成了嚴重的影響，在《船舶壓載水及沉積物控制和管理國際公約》中規(guī)定了船舶排放時的壓載水性能應滿足的標準，其中重要的一項內(nèi)容是壓載水中不同尺寸存活生物的濃度，而微藻是船舶壓載水中最普遍存在的一種生物，也是目前船舶壓載水處理和檢測的主要目標。

目前對于船舶壓載水檢測的方法主要有：光學顯微鏡計數(shù)法、染料熒光顯微鏡計數(shù)法、流式細胞儀計數(shù)法、分子及生化方法等。

光學顯微鏡計數(shù)法，即利用血球計數(shù)板在顯微鏡下直接計數(shù)，是一種常用的微藻計數(shù)方法，將微藻懸液放在血球計數(shù)板載玻片與蓋玻片之間的計數(shù)室內(nèi)，由于載玻片上的計數(shù)室蓋上蓋玻片后的容積是一定的，所以可以根據(jù)在顯微鏡下觀察判斷微藻活性并將活性微藻數(shù)目換算為單位體積內(nèi)的微藻數(shù)目。該方法克服了非藻顆粒物的干擾，計數(shù)結(jié)果更接近真實值，但工作強度大、效率低，同時要求實驗人員必須具備豐富的水生生物學知識，能鑒定識別常見藻類并判斷活性，人為因素影響和誤差較大。

染料熒光顯微鏡計數(shù)法，即通過對微藻樣品進行熒光染料的染色，熒光染料與微藻體內(nèi)某些活性物質(zhì)（如DNA等）結(jié)合，不同活性的微藻所染熒光強度不同，通過熒光顯微鏡即可觀察記錄活性微藻數(shù)量。該種方法克服了人為觀察微藻活性的缺點，一定程度上提高了準確性；然而每種染料根據(jù)各自染色機理的不同，只能對某些藻成立，普適性差，并且染色過程繁瑣，需要具有專業(yè)知識的人員進行染色，染色過程易受外界各種因素干擾，某些染料本身存在毒性。

流式細胞儀計數(shù)法，即利用商用化流式細胞儀進行微藻細胞的計數(shù)，經(jīng)熒光染料標記過的微藻細胞制成的懸液，以一定的流速通過檢測區(qū)域，微藻細胞在外界激發(fā)光的作用下，發(fā)出特異熒光信號和散射光信號，根據(jù)這些信號來判斷微藻細胞的大小、數(shù)量、內(nèi)部物質(zhì)等，克服人工操作帶來的計數(shù)誤差，工作效率高，具有快速準確的優(yōu)點，是目前生物數(shù)量測定的標準方法之一；該方法的缺點是：商用流式細胞儀價格昂貴、體積龐大，不便于現(xiàn)場檢測，樣前處理繁瑣，操作復雜，另外，藻類活性的判斷依然依靠熒光染料進行，熒光染料存在的上述缺點仍未得到解決。

分子及生化方法，主要包括：核酸雜交技術，聚合酶鏈反應（PCR）技術、基因芯片技術、DNA指紋技術、酶活性分析等，優(yōu)點是：檢測靈敏度高，是目前檢測靈敏度最高的技術；缺點是：對于微藻體積測量無能為力，所需設備昂貴、笨重，基本采用收集樣品后拿回實驗室進行培養(yǎng)鑒定，耗時費力，效率不高，并且進行檢測的種類也相對有限，對不斷出現(xiàn)的新的種類缺乏了解而無法確認，該方法需要受過高度訓練的技術人員來準備樣品和分析結(jié)果。

綜上分析，微藻活性現(xiàn)場快速實時檢測及計數(shù)是船舶壓載水檢測急需解決的關鍵問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術的缺點與不足，提供一種結(jié)構簡單、方便攜帶，免標記的用于現(xiàn)場快速測量的船舶壓載水中微藻活性檢測方法及裝置，本發(fā)明克服了現(xiàn)有船舶壓載水中微藻活性檢測方法中存在的無法現(xiàn)場檢測、檢測設備昂貴、樣品處理繁瑣、染料帶來的普適性和誤差等問題，從根本上解決船舶壓載水中微藻活性計數(shù)問題。這將對于生化傳感領域以及船舶運輸行業(yè)具有重要的科學意義和現(xiàn)實價值。

本發(fā)明提供了一種船舶壓載水中微藻活性檢測裝置，所述裝置包括平臺、微流控芯片、驅(qū)動組件、光激發(fā)組件、光檢測組件和數(shù)據(jù)處理組件，所述平臺為暗室結(jié)構，光激發(fā)組件與平臺連接，微流控芯片和光檢測組件固定在平臺內(nèi)，驅(qū)動組件與微流控芯片連接，光檢測組件與數(shù)據(jù)處理組件連接；

所述微流控芯片由玻璃片和固定在玻璃片上的聚二甲基硅氧烷組成，所述聚二甲基硅氧烷表面設有若干個樣品儲液池、若干個鞘液儲液池和若干個廢液儲液池，樣品儲液池設有與樣品儲液池連通的樣品通道，鞘液儲液池設有與鞘液儲液池連通的鞘液通道，廢液儲液池設有與廢液儲液池連通的檢測通道，樣品通道和鞘液通道交匯后與檢測通道連通，檢測通道設有檢測區(qū)域，樣品儲液池、鞘液儲液池和廢液儲液池設有驅(qū)動組件。

本發(fā)明所述裝置采用微流控芯片、數(shù)據(jù)處理組件使用微處理器、光檢測組件使用光電倍增管或單光子計數(shù)模塊，使裝置具有微型化的特征，比現(xiàn)有儀器具有體積小、重量輕、便于攜帶，能用于現(xiàn)場檢測。

本發(fā)明所述光激發(fā)組件的光斑所覆蓋區(qū)域布滿所述微流控芯片的檢測區(qū)域。

本發(fā)明所述驅(qū)動組件優(yōu)選為壓力驅(qū)動組件或電力驅(qū)動組件。