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基于共聚焦结构的微藻细胞荧光检测技术研究
| 论文题名： | 基于共聚焦结构的微藻细胞荧光检测技术研究 |
| 关键词： | 微藻细胞;荧光检测;船舶压载水;共聚焦结构;沉积物控制 |
| 摘要： | 微藻入侵是近些年来困扰海运业的难题，这与船舶压载水的排放密切相关。船舶压载水是指为了维持船舶本身平衡，向外界排放或者向船体注入的海水。船舶压载水通常是在航运过程中就地取材，这些海水中会携带该水域的微藻，如果对压载水处理不当就会造成微藻入侵。为此《国际船舶压载水和沉积物控制与管理公约》规定了船舶压载水的排放标准，为了符合公约所提出的标准，船舶需要压载水微藻活性检测方面的技术支持。 本文从微藻本身的荧光特性出发，在激光诱导荧光技术的基础上，提出了一种基于共聚焦结构的微藻细胞荧光检测技术，利用共聚焦结构提升激光诱导荧光的检测精度。利用算法对采集的荧光信号进行峰值计数达到微藻计数的目的。本文设计了一种基于共聚焦结构的微藻细胞荧光检测系统，整个系统分为硬件部分和软件部分，硬件部分是通过系统设计形成的一套具备采集荧光信号、光电转换、电信号滤波放大、模数转换等功能的系统，该系统包括微流控芯片检测平台、共聚焦检测结构、光源模块、信号处理模块、信号采集和显示模块、电源模块和微泵模块。软件部分主要完成峰值判断、数据查看、数据保存的功能，该部分主要包括峰值判断算法封装类和Qt图形交互界面。 系统耦合测试完成后，首先设计微藻荧光检测实验，通过对不同尺寸微藻进行荧光检测，验证系统在荧光信号采集上的可行性。紧接着设计微藻浓度分析实验，通过细胞计数板作为对照组验证系统计数的准确性。在此基础上，设计物理灭活实验，利用超高速离心将微藻结构破坏检测其活性，验证系统对活性监测的功能。最后模拟压载水进行实验，模拟实际船舶压载水检测现场，验证系统对于压载水微藻活性检测的功能。 检测结构体积小、采集精度高、制作成本低。通过实验证明系统具备荧光检测功能，并可以通过算法实现微藻荧光信号的峰值计数，整个系统可以对水中微藻进行浓度分析。 |
| 作者： | 刘俊男 |
| 专业： | 电子与通信工程 |
| 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： | 2022 |
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