一种浮游藻类检测系统技术方案

本发明专利技术公开了一种浮游藻类检测系统，属于微型浮游藻类检测技术领域，该系统包括：样品进样装置；激光器，用于发出激光以照射所述样品进样装置内流动的藻类细胞；光探测装置，用于探测所述激光照射在所述藻类细胞上所产生的散射光和/或荧光；分析计算模块，用于根据所述光探测装置探测到的散射光和/或荧光识别所述藻类细胞种类和/或计算所述藻类细胞的数量。整个系统在检测时能够自动检测样品中藻类细胞的数量，无需人为干预，检测的速度快、效率高、准确率高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及微型浮游藻类检测领域，具体涉及一种浮游藻类检测系统。
技术介绍
微型浮游藻类通常指粒径小于20μm的藻类细胞，它们是水域生态系统中的初级生产者，其种类多、数量广、分布广，研究其群落、数量及分布信息对了解湖泊、海洋生态系统动力学具有重要意义，同时对湖泊、海洋生态系统保护、污染监控以及资源的开发利用等提供理论支持。目前，对浮游藻类的检测方法有很多，例如：中国专利CN 203759745 U公开了一种浮游植物的计数装置及系统，利用高分辨率显微镜对浮游植物分析和计数；中国专利文献CN 101624615 A公开了一种快速筛选高油脂含量微藻种质的方法，采用荧光显微镜筛选高油脂微藻细胞；中国专利文献CN 202421056 U公开了一种浮游生物快速监测装置，采用CCD成像装置对浮游生物快速成像分析。对于体积较小、丰度较大的微型浮游藻类而言，上述采用高分辨率显微镜或荧光显微镜的人工镜检法依赖于人的操作，因而检测效率低下；而采用CCD成像装置对藻类进行分析的方法，由于成像的数据量较大导致检测速度较慢，一般每秒低于几百个细胞。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于克服现有技术中检测方法对附有藻类细胞数量的检测速度较慢、效率低的问题。为此，本专利技术实施例提供一种浮游藻类检测系统，包括：样品进样装置；激光器，用于发出激光以照射所述样品进样装置内流动的藻类细胞；光探测装置，用于探测所述激光照射在所述藻类细胞上所产生的散射光和/或荧光；分析计算模块，用于根据所述光探测装置探测到的散射光和/或荧光识别所述藻类细胞种类和/或计算所述藻类细胞的数量。优选地，所述样品进样装置包括：流动室，其内壁依次构成了同轴的稳流内腔、聚焦内腔、探测内腔，所述稳流内腔和所述探测内腔为柱形，所述聚焦内腔为锥形，且所述探测内腔的横截面的面积小于所述稳流内腔的横截面的面积；样品针管，用于向所述聚焦内腔注入包含有所述藻类细胞的样品流，样品针管的外壁与流动室内壁之间的区域用于注入鞘液。优选地，所述样品针管前端的轴截面外轮廓为平滑过渡的曲线。优选地，所述平滑过渡的曲线的轴向距离为1.4㎜-1.6㎜；所述样品针管前端的外径为350μm-450μm，后端的外径为1.6㎜-2㎜；所述样品针管的内径为150μm-350μm。优选地，所述流动室的探测内腔的横截面为边长为200μm-400μm的正方形；或者，所述流动室的探测内腔的横截面为矩形，矩形的短边长度为180μm-200μm，长边长度为短边长度的2至3倍。优选地，所述光探测装置包括前向散射光探测器，设置于所述激光光路的正前方，用于接收所述激光照射在所述藻类细胞上所产生的前向位置 的散射光。优选地，所述光探测装置还包括：第一荧光探测器，设置于所述激光光路的侧向位置，用于接收所述激光照射在所述藻类细胞上所产生的侧向位置的荧光；所述侧向位置与藻类细胞流的流动方向垂直，且与所述激光的照射方向垂直；第一滤波片，设置在所述侧向位置的荧光光路上，位于在所述流动室和所述第一荧光探测器之间，用于过滤掉波长小于第一预定波长的光。优选地，所述光探测装置还包括第一二色镜，设置在所述侧向位置的荧光光路上，位于所述流动室和所述第一滤波片之间，用于反射波长低于所述第一预定波长的光。优选地，所述光探测装置还包括：第二荧光探测器，设置于第一反射光光路上，用于接收所述第一反射光；所述第一反射光为所述第一二色镜所反射的光；第二滤波片，设置在所述第一反射光光路上，位于所述第一二色镜和所述第二荧光探测器之间，用于过滤掉第二预定波长范围外的光。优选地，所述光探测装置还包括第二二色镜，设置在所述第一反射光光路上，位于所述第一二色镜和所述第二滤波片之间，用于反射波长低于所述第二预定波长范围最小值的光。优选地，所述光探测装置还包括：第三荧光探测器，设置于第二反射光光路上，用于接收所述第二反射光；所述第二反射光为所述第二二色镜所反射的光；第三滤波片，设置在所述第二反射光光路上，位于所述第二二色镜和所述第三荧光探测器之间，用于过滤掉第三预定波长范围外的光。优选地，所述前向散射光探测器、所述第一荧光探测器、所述第二荧 光探测器和所述第三荧光探测器中的至少一者采用雪崩二极管APD。优选地，所述光探测装置还包括信号调理模块，用于将所述前向散射光探测器、所述第一荧光探测器、所述第二荧光探测器和所述第三荧光探测器中至少一者输出的电信号转换为数字信号。优选地，所述激光器与所述样品进样装置的激光光路之间还设置有反光镜。优选地，所述激光器所发出的激光的横截面为圆形光斑；所述激光器与所述样品进样装置的激光光路之间还包括至少一对横向聚焦柱面镜和纵向聚焦柱面镜，用于将所述圆形光斑整形为椭圆形光斑。优选地，所述系统还包括流速监测器，用于监测样品和/或鞘液的流速。优选地，所述系统还包括流速控制器，用于控制样品和/或鞘液的流速，使聚焦内腔内流动的雷诺数低于2300。优选地，所述分析计算模块还用于根据所述光探测装置探测到的散射光和/或荧光分析藻类细胞的种类。优选地，所述系统还包括显示模块，用于显示藻类细胞总体的数量，和/或不同种类的藻类细胞的数量。本专利技术技术方案，具有如下优点：1.本专利技术实施例提供的浮游藻类检测系统，通过激光器发出的激光照射样品进样装置内流动的藻类细胞，通过光探测装置探测激光照射在藻类细胞上所产生的散射光和/或荧光，通过分析计算模块根据探测装置探测到的散射光和/或荧光识别所述藻类细胞种类和/或计算藻类细胞的数量，整个系统在检测时能够自动检测样品中藻类细胞的数量，无需人为干预，检 测的速度快、效率高、准确率高。附图说明为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1A为本专利技术实施例1中浮游藻类检测系统的原理框图；图1B为本专利技术实施例1中流动室的轴截面图；图1C为本专利技术实施例1中椭圆形光斑照射流动室探测内腔内的藻类细胞的示意图；图1D为本专利技术实施例1中样品针管前端的轴截面为平角时的仿真图；图1E为本专利技术实施例1中样品针管前端的轴截面为锥角时的仿真图；图1F为本专利技术实施例1中样品针管的结构示意图；图1G为本专利技术实施例1中样品针管内径为1mm时的仿真图；图1H为本专利技术实施例1中样品针管内径为200μm时的仿真图；图1I为本专利技术实施例1中流动室的探测内腔部位的横截面为正方形的示意图；图1J为本专利技术实施例1中流动室的探测内腔部位的横截面为矩形的示意图；图1K为本专利技术实施例1中浮游藻类检测系统的完整光路示意图；图1L为本专利技术实施例1中浮游藻类检测系统的一种具体实施方式的原 理框图。具体实施方式下面将结合附图对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。在本专利技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种浮游藻类检测系统，其特征在于，包括：样品进样装置；激光器，用于发出激光以照射所述样品进样装置内流动的藻类细胞；光探测装置，用于探测所述激光照射在所述藻类细胞上所产生的散射光和/或荧光；分析计算模块，用于根据所述光探测装置探测到的散射光和/或荧光识别所述藻类细胞种类和/或计算所述藻类细胞的数量。

【技术特征摘要】
1.一种浮游藻类检测系统，其特征在于，包括：样品进样装置；激光器，用于发出激光以照射所述样品进样装置内流动的藻类细胞；光探测装置，用于探测所述激光照射在所述藻类细胞上所产生的散射光和/或荧光；分析计算模块，用于根据所述光探测装置探测到的散射光和/或荧光识别所述藻类细胞种类和/或计算所述藻类细胞的数量。2.根据权利要求1所述的浮游藻类检测系统，其特征在于，所述样品进样装置包括：流动室，其内壁依次构成了同轴的稳流内腔、聚焦内腔、探测内腔，所述稳流内腔和所述探测内腔为柱形，所述聚焦内腔为锥形，且所述探测内腔的横截面的面积小于所述稳流内腔的横截面的面积；样品针管，用于向所述聚焦内腔注入包含有所述藻类细胞的样品流，样品针管的外壁与流动室内壁之间的区域用于注入鞘液。3.根据权利要求2所述的浮游藻类检测系统，其特征在于，所述样品针管前端的轴截面外轮廓为平滑过渡的曲线。4.根据权利要求3所述的浮游藻类检测系统，其特征在于，所述平滑过渡的曲线的轴向距离为1.4㎜-1.6㎜；所述样品针管前端的外径为350μm-450μm，后端的外径为1.6㎜-2㎜；所述样品针管的内径为150μm-350μm。5.根据权利要求2所述的浮游藻类检测系统，其特征在于，所述流动室的探测内腔的横截面为边长为200μm-400μm的正方形；或者，所述流动室的探测内腔的横截面为矩形，矩形的短边长度为180μm-200μm，长边长度为短边长度的2至3倍。6.根据权利要求1所述的浮游藻类检测系统，其特征在于，所述光探测装置包括前向散射光探测器，设置于所述激光光路的正前方，用于接收所述激光照射在所述藻类细胞上所产生的前向位置的散射光。7.根据权利要求1或6所述的浮游藻类检测系统，其特征在于，所述光探测装置还包...

【专利技术属性】
技术研发人员：严心涛，王策，马玉婷，吴云良，陈忠详，裴智果，钟金凤，
申请(专利权)人：中国科学院苏州生物医学工程技术研究所，
类型：发明
国别省市：江苏;32