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基于强-弱双光束激发的微藻活性定量检测研究
| 论文题名： | 基于强-弱双光束激发的微藻活性定量检测研究 |
| 关键词： | 船舶压载水;微藻活性;定量检测;强-弱双光束激发 |
| 摘要： | 随着世界航运经济的蓬勃发展，由于船舶压载水带来的外来生物入侵问题，已经给全球各大航运国近岸海域的生态安全和经济发展带来严重威胁。为了有效控制船舶压载水排放引发的海洋生物入侵灾害，《控制和管理船舶压载水和沉积物国际公约》要求，排放的压载水中尺寸为10~50μm的存活生物的数量少于10个/mL，而微藻正是此尺寸范围内的主要微生物，因此单个微藻细胞活性的定量检测成为压载水研究的主要课题。 鉴于此，本文提出一种基于强-弱双光束激发的定量检测微藻活性的新方法。该方法以微流控芯片作为微藻检测平台，利用叶绿素荧光技术并结合强-弱双光束激发得到相对荧光产率的新原理实现对单个微藻细胞活性的定量检测。本文完成了基于强-弱双光束激发的微藻活性定量检测系统的设计与搭建，该系统包括硬件与软件两个部分。硬件部分主要包括：作为微藻检测平台的微流控芯片模块、用于荧光激发与接收的信号检测模块、对接收到的微弱荧光信号进行滤波放大的信号处理模块、信号采集与显示模块以及将各部分固定在一起保证检测系统稳定性的机械结构模块等。软件部分包括微藻荧光信号峰值判断功能的设计与实现、相对荧光产率计算功能的设计与实现、显示计算结果界面的设计与实现、SPI通信程序的设计。 最后选择了四种不同种类、形态、大小和结构的微藻细胞作为样品，通过化学处理和热处理的方法做了对比实验，对本文提出的新方法进行了原理验证。此外，使用压载水样品做了大量的实验，通过实验数据提出了一种评估单个微藻细胞活性的通用标准。本文提出的方法不仅克服了传统方法在单光束激发下通过固定标准无法准确评估单个微藻细胞活性的困难；并且使用相对荧光产率来定量评估微藻活性，不需要测量暗适应之后的本底荧光产量，也不需要测量最大荧光产量，弱光激发光源强度不需要非常弱，强光激发光源强度也不需要达到饱和脉冲。因此，该方法大大减小了开发的成本与技术难度。同时设计的检测系统还具备体积小、操作简单、成本低等优点。 |
| 作者： | 王兰兰 |
| 专业： | 电子科学与技术 |
| 导师： | 王俊生 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 大连海事大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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