[發(fā)明專利]一種基于激光誘導(dǎo)熒光及流體動態(tài)顯微攝影的水體藻類檢測方法

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• 申請日: 2019-12-18
• 公開（公告）號: CN111122526A
• 公開（公告）日: 2020-05-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊頂田
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院南海海洋研究所
• 主分類號: G01N21/64
• 分類號: G01N21/64;C12Q1/06;C12R1/89
• 代理公司: 廣州科粵專利商標代理有限公司 44001
• 代理人: 周友元;劉明星

本發(fā)明公開了一種基于激光誘導(dǎo)熒光及流體動態(tài)顯微攝影的水體藻類檢測方法，包括：S1：利用激光激發(fā)動態(tài)水體中藻類顆粒，使藻類顆粒產(chǎn)生熒光。S2：選擇相機鏡頭參數(shù)，保證單個像素單元的成像面積與水體中藻類的尺寸接近，當藻類顆粒進出像素單元的成像面積范圍時，會產(chǎn)生強度漲落變化的動態(tài)散斑；S3：采用短爆光和長采樣的相機工作模式連續(xù)采集散斑圖像；S4：通過算法減去圖像信號中的背景信號，獲得藻類顆粒的動態(tài)熒光信號，實現(xiàn)對水體中藻類的檢測。本發(fā)明能對水體中的藻類進行顯微動態(tài)成像，可以用來分析藻類豐度和計數(shù)，有效提高檢測效率，且檢測方便、快捷。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及藻類檢測技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種基于激光誘導(dǎo)熒光及流體動態(tài)顯微攝影的水體藻類檢測方法。

背景技術(shù)

水環(huán)境生物由于其獨特的生活環(huán)境是目前很多科學(xué)家重點的研究內(nèi)容，尤其是在水環(huán)境生物資源探索、基因分析和碳循環(huán)研究中。其中的微型生物，如藻類等，以及生物碎屑等形成的顆粒性有機碳是水環(huán)境食物鏈和碳循環(huán)過程的主要承擔(dān)者，這些顆粒有機碳通過水環(huán)境食物鏈維持生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)、完整性和穩(wěn)定性，最終經(jīng)過沉積過程將碳固定并有部分永久性封存。由于微型生物種類多、量大，不同類微型生物對于生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)的貢獻分量和過程目前還有很多未知，需要進行進一步研究，尤其是微型生物的動態(tài)變化方面。在檢測技術(shù)方面，由于水環(huán)境生態(tài)系統(tǒng)是一個開放的生態(tài)系統(tǒng)，各種微型生物顆粒的形成、輸入和輸出過程非常復(fù)雜多變，因此目前的檢測技術(shù)很難對這些過程進行精確監(jiān)測。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種基于激光誘導(dǎo)熒光及流體動態(tài)顯微攝影的水體藻類檢測方法，能在野外現(xiàn)場對水體中的藻類進行顯微動態(tài)成像，以分析藻類豐度和計數(shù)。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

一種基于激光誘導(dǎo)熒光及流體動態(tài)顯微攝影的水體藻類檢測方法，包括以下步驟：

S1：利用激光激發(fā)動態(tài)水體中藻類顆粒，使藻類顆粒產(chǎn)生熒光。

S2：選擇相機鏡頭參數(shù)，保證單個像素單元的成像面積與水體中藻類的尺寸接近，當藻類顆粒進出像素單元的成像面積范圍時，會產(chǎn)生強度漲落變化的動態(tài)散斑；

S3：采用短爆光和長采樣的相機工作模式連續(xù)采集散斑圖像；

S4：通過算法減去圖像信號中的背景信號，獲得藻類顆粒的動態(tài)熒光信號，實現(xiàn)對水體中藻類的檢測。

優(yōu)選地，在所述步驟S2中，相機鏡頭采用5-10倍顯微物鏡，進行流體動態(tài)顯微放大攝影。

優(yōu)選地，所述的相機鏡頭上設(shè)置有可通透685nm的濾光片。

優(yōu)選地，在所述步驟S1中，利用波長為443nm的激光對水體中的藻類顆粒進行直接激發(fā)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于：

本發(fā)明采用激光誘導(dǎo)熒光及流體動態(tài)顯微攝影技術(shù)，通過激光激發(fā)水體中藻類的內(nèi)在熒光，并通過顯微成像技術(shù)采集熒光圖像，采用算法將圖像信號中的背景信號減去，獲得流動藻類的熒光信號，增強了目標水體中藻類顆粒的特異性檢測和動態(tài)成像質(zhì)量，因而提高了檢測精度和效率。

本發(fā)明能在野外現(xiàn)場對水體中的藻類進行顯微動態(tài)成像，可以用來分析藻類豐度和計數(shù)，有效提高檢測效率，且檢測方便、快捷。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的檢測方法的流程圖。

具體實施方式

為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本發(fā)明作進一步詳細的說明。

請參照圖1所示，一種基于激光誘導(dǎo)熒光及流體動態(tài)顯微攝影的水體藻類檢測方法，主要包括以下步驟：