藻類計(jì)數(shù)測(cè)量裝置的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種藻類計(jì)數(shù)測(cè)量裝置，基于流式細(xì)胞術(shù)，其包括：傳輸單元、光源、光電轉(zhuǎn)換單元及微控制單元；從所述傳輸單元流出的單個(gè)藻類樣品被所述光源發(fā)出的激發(fā)光激發(fā)而產(chǎn)生相應(yīng)的熒光，所述熒光經(jīng)所述光電轉(zhuǎn)換單元轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，并通過(guò)所述微控制單元根據(jù)所述電信號(hào)對(duì)藻類樣品的數(shù)目進(jìn)行計(jì)數(shù)測(cè)量；其中，所述光源、光電轉(zhuǎn)換單元和微控制單元收容于一收容腔內(nèi)，所述傳輸單元固設(shè)于所述收容腔外。本實(shí)用新型的藻類計(jì)數(shù)測(cè)量裝置能夠直接放置于湖泊、海洋等水域中進(jìn)行藻類樣品的原位計(jì)數(shù)測(cè)量，能夠避免到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行藻類樣品的采樣。
【專利說(shuō)明】
藻類計(jì)數(shù)測(cè)量裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及生物檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種藻類計(jì)數(shù)測(cè)量裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]水體富營(yíng)養(yǎng)化導(dǎo)致藻類大量繁殖，嚴(yán)重威脅到其他水生生物甚至人類的健康，為了有效地防控藻類，對(duì)藻類進(jìn)行必要的監(jiān)控就顯得尤為重要。
[0003]通常，反映藻類生物量的方法有葉綠素a含量測(cè)量法和細(xì)胞計(jì)數(shù)法。該兩種方法一般都需要到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行藻類樣品的采樣，然后再將采樣得到的藻類樣品帶回實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行藻類樣品的計(jì)數(shù)測(cè)量。
[0004]因此，有必要提供一種藻類計(jì)數(shù)測(cè)量裝置，以解決現(xiàn)有的藻類計(jì)數(shù)測(cè)量方法仍存在現(xiàn)場(chǎng)采樣等費(fèi)時(shí)費(fèi)力的缺陷。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型的目的在于提供一種藻類計(jì)數(shù)測(cè)量裝置，用于解決現(xiàn)有的藻類計(jì)數(shù)測(cè)量方法仍存在現(xiàn)場(chǎng)采樣等費(fèi)時(shí)費(fèi)力的缺陷。
[0006]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型提供如下技術(shù)方案:
[0007]—種藻類計(jì)數(shù)測(cè)量裝置，基于流式細(xì)胞術(shù)，包括:傳輸單元、光源、光電轉(zhuǎn)換單元及微控制單元;從所述傳輸單元流出的單個(gè)藻類樣品被所述光源發(fā)出的激發(fā)光激發(fā)而產(chǎn)生相應(yīng)的熒光，所述熒光經(jīng)所述光電轉(zhuǎn)換單元轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，并通過(guò)所述微控制單元根據(jù)所述電信號(hào)對(duì)藻類樣品的數(shù)目進(jìn)行計(jì)數(shù)測(cè)量;其中，所述光源、光電轉(zhuǎn)換單元和微控制單元收容于一收容腔內(nèi)，所述傳輸單元固設(shè)于所述收容腔外。
[0008]優(yōu)選地，所述傳輸單元包括針栗及針管，所述藻類樣品經(jīng)所述針栗、針管，從所述針管的針頭依次流出。
[0009]優(yōu)選地，所述針管的直徑為0.16nm。
[0010]優(yōu)選地，所述傳輸單元還包括過(guò)濾件，與所述針栗連接，通過(guò)所述過(guò)濾件使得經(jīng)雜質(zhì)過(guò)濾的藻類樣品進(jìn)入所述針栗。
[0011]優(yōu)選地，所述收容腔呈L型，所述傳輸單元位于所述L型的缺口處。
[0012]優(yōu)選地，所述光電轉(zhuǎn)換單元與所述光源位于同一水平面上，該水平面與所述傳輸單元的傳輸路徑所在方向相互垂直。
[0013]優(yōu)選地，所述光電轉(zhuǎn)換單元包括透鏡、濾光片及光電倍增管，所述熒光經(jīng)所述透鏡聚焦、所述濾光片濾除雜散光后，入射至所述光電倍增管進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，以得到所述電信號(hào)。
[0014]優(yōu)選地，所述光電轉(zhuǎn)換單元還包括通光件，設(shè)置于所述濾光片與光電倍增管之間，所述通光件上開(kāi)設(shè)有一通孔，供經(jīng)所述濾光片濾除雜散光后的熒光透過(guò)。
[0015]優(yōu)選地，所述通孔的直徑不大于所述傳輸單元的傳輸路徑寬度。
[0016]優(yōu)選地，所述光源包括激光器，所述激光器發(fā)出的激發(fā)光的中心波長(zhǎng)為450nm。
[0017]由上可知，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下有益效果:
[0018]通過(guò)將光源、光電轉(zhuǎn)換單元和微控制單元設(shè)置于收容腔內(nèi)，而傳輸單元設(shè)置于收容腔外，使得藻類技術(shù)測(cè)量裝置能夠直接放置于湖泊、海洋等水域中進(jìn)行藻類樣品的原位計(jì)數(shù)測(cè)量，避免了到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行藻類樣品的采樣，從而解決了現(xiàn)有的藻類計(jì)數(shù)測(cè)量方法仍存在現(xiàn)場(chǎng)采樣等費(fèi)時(shí)費(fèi)力的缺陷。
【附圖說(shuō)明】
[0019]為了更清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型各實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)本實(shí)用新型各實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單的介紹。顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0020]圖1為一實(shí)施例的藻類計(jì)數(shù)測(cè)量裝置的結(jié)構(gòu)框圖；
[0021]圖2為圖1中傳輸單元的結(jié)構(gòu)框圖；
[0022]圖3為另一實(shí)施例的傳輸單元的結(jié)構(gòu)框圖；
[0023]圖4為圖1中光電轉(zhuǎn)換單元的結(jié)構(gòu)框圖；
[0024]圖5為另一實(shí)施例的光電轉(zhuǎn)換單元的結(jié)構(gòu)框圖；
[0025]圖6為一具體實(shí)施例的藻類計(jì)數(shù)測(cè)量裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖7為一實(shí)施例中計(jì)算機(jī)接收到的電信號(hào)的波形圖。
[0027]其中，附圖標(biāo)記說(shuō)明如下:
[0028]100、藻類計(jì)數(shù)測(cè)量裝置；10、收容腔、1、傳輸單元；11、針栗；12、針管；121、針頭；14、過(guò)濾件;2、光源;21、激光器;3、光電轉(zhuǎn)換單元;31、透鏡;32、濾光片;33、光電倍增管;34、通光件;341、通孔;4、微控制單元;5、藻類樣品。
【具體實(shí)施方式】
[0029]為了使本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員更好地理解本實(shí)用新型中的技術(shù)方案，并使本實(shí)用新型的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的各實(shí)施例中的技術(shù)方案予以進(jìn)一步地詳盡說(shuō)明。
[0030]請(qǐng)參閱圖1，在一實(shí)施例中，一種藻類計(jì)數(shù)測(cè)量裝置100包括:傳輸單元1、光源2、光電轉(zhuǎn)換單元3和微控制單元4。
[0031]其中，傳輸單元I僅可以供單個(gè)藻類樣品通過(guò)，例如玻璃毛細(xì)管組件或者直徑較小的針管組件等。
[0032]光源2可以是由激光器或者LED組成的寬譜光源，用以發(fā)出激發(fā)光。較優(yōu)地，光源2的中心波長(zhǎng)為450nm，相應(yīng)地，光源2發(fā)出的激發(fā)光的中心波長(zhǎng)也為450nmo
[0033]進(jìn)一步地，在450nm的激發(fā)光的激發(fā)下，藻類樣品中的藻類會(huì)形成熒光效應(yīng)，即含藻類的藻類樣品因被激發(fā)光激發(fā)而產(chǎn)生中心波長(zhǎng)大致為680nm的熒光。
[0034]光電轉(zhuǎn)換單元3用以進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，即將光信號(hào)(例如熒光)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。光電轉(zhuǎn)換單元34可以為光電倍增管或者其它具有光電轉(zhuǎn)換功能的電路組成。
[0035]從傳輸單元I流出的單個(gè)藻類樣品被光源2發(fā)出的激發(fā)光激發(fā)而產(chǎn)生相應(yīng)的熒光，熒光經(jīng)光電轉(zhuǎn)換單元34轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，并通過(guò)微控制單元4根據(jù)電信號(hào)對(duì)藻類樣品的數(shù)量進(jìn)行計(jì)數(shù)測(cè)量。
[0036]進(jìn)一步地，光源2、光電轉(zhuǎn)換單元3和微控制單元4收容于收容腔10內(nèi)，傳輸單元I固設(shè)于收容腔10外。其中，光電轉(zhuǎn)換單元3與微控制單元4可以采用體積較小、質(zhì)量較輕的器件，以提高藻類計(jì)數(shù)測(cè)量裝置100的實(shí)用性。
[0037]通過(guò)如上所述的設(shè)置，實(shí)現(xiàn)了設(shè)置于收容腔10內(nèi)的光源2、光電轉(zhuǎn)換單元3和微控制單元4等器件的防水效果，使得藻類計(jì)數(shù)測(cè)量裝置100能夠直接放置于湖泊、海洋等水域中進(jìn)行藻類樣品的原位計(jì)數(shù)測(cè)量，即藻類樣品通過(guò)傳輸單元I的傳輸路徑進(jìn)行傳輸，在傳輸路徑的傳輸過(guò)程中將受到光源2發(fā)出的激發(fā)光的激發(fā)，進(jìn)而通過(guò)光電轉(zhuǎn)換單元3進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，以利于微控制單元4對(duì)藻類樣品的數(shù)量進(jìn)行原位計(jì)數(shù)測(cè)量，以此避免了現(xiàn)有技術(shù)中存在到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行藻類樣品采樣的費(fèi)時(shí)費(fèi)力的問(wèn)題。
[0038]需要說(shuō)明的是，本實(shí)施例中，藻類計(jì)數(shù)測(cè)量裝置100并未設(shè)置容器，其放置于湖泊、海洋等水域中之后，水域中的藻類樣品進(jìn)入固設(shè)于收容腔10之外的傳輸單元丨，由傳輸路徑進(jìn)行傳輸，最終直接流回水域中，也就是說(shuō)，藻類計(jì)數(shù)測(cè)量裝置100并未對(duì)傳輸單元I進(jìn)行密封，避免了現(xiàn)場(chǎng)中藻類樣品采樣對(duì)生物鏈產(chǎn)生的影響，保持了原有的生物環(huán)境的生態(tài)平衡。
[0039]請(qǐng)參閱圖2，在一實(shí)施例中，傳輸單元I包括針栗11及針管12。
[0040]其中，藻類樣品經(jīng)針栗11、針管12，從針管12的針頭121依次流出。通過(guò)針栗11，使得流入針管12的包含有藻類的藻類樣品具有一定的流速，進(jìn)而使得該藻類樣品可以從針管12的針頭121中依次流出。
[0041]進(jìn)一步地，針管12的直徑為0.16nm，以使藻類樣品僅能一個(gè)一個(gè)地依次從針管12中通過(guò)，以利于藻類樣品的計(jì)數(shù)測(cè)量。
[0042]請(qǐng)參閱圖3，在一實(shí)施例中，傳輸單元I還包括過(guò)濾件14，與針栗11連接，通過(guò)過(guò)濾件14使得經(jīng)雜質(zhì)過(guò)濾的藻類樣品進(jìn)入針栗11。其余組件與圖2中的各組件一致，在此不再一一贅述。
[0043]具體地，過(guò)濾件14為過(guò)濾網(wǎng)，設(shè)置在針栗11上，用于將藻類樣品中顆粒較大的雜質(zhì)過(guò)濾，以防止直徑小于針栗11的針管12被堵塞，進(jìn)而堵塞了傳輸單元2的傳輸路徑。
[0044]請(qǐng)參閱圖4，在一實(shí)施例中，光電轉(zhuǎn)換單元3包括透鏡31、濾光片32及光電倍增管33ο
[0045]其中，熒光經(jīng)透鏡31聚焦、濾光片32濾除雜散光后，入射至光電倍增管33進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，以得到電信號(hào)。
[0046]透鏡31的聚焦倍數(shù)由光電轉(zhuǎn)換單元3的空間大小決定，只要經(jīng)透鏡31聚焦后的熒光仍然可以透射至光電轉(zhuǎn)換單元3的濾光片32上即可。當(dāng)然，在其他實(shí)施例中，透鏡31也可以使用具有放大效果的物鏡替代。
[0047]濾光片32的選定波長(zhǎng)為680nm。也就是說(shuō)，波長(zhǎng)為680nm以外的雜散光無(wú)法通過(guò)濾光片32而會(huì)被濾除，波長(zhǎng)為680nm的光，例如經(jīng)透鏡31聚焦后的熒光，則可以通過(guò)濾光片32而不會(huì)被濾除，以此提高微控制單元對(duì)藻類樣品的數(shù)量進(jìn)行計(jì)數(shù)測(cè)量時(shí)的精確度。
[0048]當(dāng)然，在其他實(shí)施例中，濾光片32也可以由帶通濾波器、高通濾波器或者低通濾波器等其他具有濾除雜散光效果的濾光器件替代。
[0049]請(qǐng)參閱圖5，在一實(shí)施例中，光電轉(zhuǎn)換單元3還包括通光件34，設(shè)置于濾光片32與光電倍增管33之間。其余組件與圖4中的各組件一致，在此不再一一贅述。
[0050]其中，通光件34上開(kāi)設(shè)有一通孔，供經(jīng)濾光片32濾除雜散光后的熒光透過(guò)。通光件34可以是金屬薄片或者其他具有非透光性質(zhì)的薄材。
[0051]進(jìn)一步地，通孔的直徑不大于傳輸單元的傳輸路徑寬度，以利用小孔成像原理，使得透過(guò)通孔的熒光正對(duì)于通孔的位置，且覆蓋范圍與通孔的直徑相同，從而提高入射至光電倍增管33的熒光的入射準(zhǔn)確度，進(jìn)一步地提高了微控制單元對(duì)藻類樣品的數(shù)量進(jìn)行計(jì)數(shù)測(cè)量時(shí)的精確度，還同時(shí)避免了因藻類樣品從針頭中流出向四周散射開(kāi)所形成的光的覆蓋范圍比較大，光斑也比較大，進(jìn)而導(dǎo)致光電倍增管33無(wú)法準(zhǔn)確獲得熒光的問(wèn)題。
[0052]圖6為一具體實(shí)施例的藻類計(jì)數(shù)測(cè)量裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖6所示，在一具體實(shí)施例中，密封性良好的收容腔10可以直接放置于湖泊、海洋等水域中，該收容腔10呈L型，傳輸單元I位于L型的缺口處。
[0053]進(jìn)一步地，光電轉(zhuǎn)換單元3與光源2位于同一水平面上，該水平面與傳輸單元I的傳輸路徑所在方向相互垂直。舉例來(lái)說(shuō)，光電轉(zhuǎn)換單元3沿水平面的Y軸方向設(shè)置，光源2沿水平面的X軸方向設(shè)置，則與該水平面相互垂直的傳輸單元I的傳輸路徑所在方向沿Z軸方向，即藻類樣品的流動(dòng)方向?yàn)閆軸方向。
[0054]也就是說(shuō)，光源2產(chǎn)生的激發(fā)光激發(fā)由傳輸單元I的傳輸路徑所傳輸?shù)脑孱悩悠?而產(chǎn)生相應(yīng)的熒光向四周散射開(kāi)，其中部分入射至光電轉(zhuǎn)換單元3中。部分熒光的入射方向(圖中虛線所示)與激發(fā)光的出射方向(圖中虛線所示)位于同一水平面，且該入射、出射方向均與傳輸單元I的傳輸路徑所在方向相互垂直。
[0055]通過(guò)如上所述的設(shè)置，部分熒光的入射方向?qū)⒈３峙c傳輸單元I的傳輸路徑所在方向的相互垂直，入射至光電轉(zhuǎn)換單元3中的通孔341，并進(jìn)一步入射至光電倍增管33，以通過(guò)小孔成像原理提高微控制單元4對(duì)藻類樣品的數(shù)量進(jìn)行計(jì)數(shù)測(cè)量時(shí)的精確度。
[0056]現(xiàn)結(jié)合圖1至圖5，對(duì)圖6中所示的該具體實(shí)施例中的藻類計(jì)數(shù)測(cè)量裝置100的工作原理加以詳細(xì)地說(shuō)明如下。
[0057](I)藻類樣品5通過(guò)過(guò)濾件14過(guò)濾掉藻類樣品5中顆粒較大的雜質(zhì)后，經(jīng)針栗11、針管12、針頭121依次流出，流出的包含藻類的藻類樣品5因被激光器21所發(fā)出的中心波長(zhǎng)450nm的激發(fā)光激發(fā)而產(chǎn)生熒光效應(yīng)，形成相應(yīng)的中心波長(zhǎng)大致為680nm的熒光。
[0058](2)調(diào)整光電轉(zhuǎn)換單元3，使得通光件34的通孔341正對(duì)于針頭121的位置，進(jìn)而使得向四周散射開(kāi)的熒光經(jīng)透鏡31聚焦、濾光片32濾除雜散光后，再透過(guò)通光件34的通孔341入射至光電倍增管33進(jìn)行光電信號(hào)的轉(zhuǎn)換，從而獲取到由準(zhǔn)確入射的熒光轉(zhuǎn)換得到的電信號(hào)。
[0059](3)通過(guò)微控制單元4對(duì)電信號(hào)進(jìn)行采集以及計(jì)數(shù)測(cè)量，采集得到的電信號(hào)的波形圖如圖7所示，根據(jù)該波形圖中所呈現(xiàn)的脈沖的個(gè)數(shù)，即可準(zhǔn)確地測(cè)量得到藻類樣品5的個(gè)數(shù)。
[0060]通過(guò)如上所述藻類樣品所進(jìn)行的原位計(jì)數(shù)測(cè)量，避免了現(xiàn)場(chǎng)采樣，保證了藻類樣品能夠處于真實(shí)的生物環(huán)境，進(jìn)而得到精確度較高的計(jì)數(shù)測(cè)量效果。
[0061]上述內(nèi)容，僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，并不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型保護(hù)范圍的限定。任何在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種藻類計(jì)數(shù)測(cè)量裝置，基于流式細(xì)胞術(shù)，其特征在于，包括:傳輸單元、光源、光電轉(zhuǎn)換單元及微控制單元;從所述傳輸單元流出的單個(gè)藻類樣品被所述光源發(fā)出的激發(fā)光激發(fā)而產(chǎn)生相應(yīng)的熒光，所述熒光經(jīng)所述光電轉(zhuǎn)換單元轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，并通過(guò)所述微控制單元根據(jù)所述電信號(hào)對(duì)藻類樣品的數(shù)目進(jìn)行計(jì)數(shù)測(cè)量;其中，所述光源、光電轉(zhuǎn)換單元和微控制單元收容于一收容腔內(nèi)，所述傳輸單元固設(shè)于所述收容腔外。2.如權(quán)利要求1所述的藻類計(jì)數(shù)測(cè)量裝置，其特征在于，所述傳輸單元包括針栗及針管，所述藻類樣品經(jīng)所述針栗、針管，從所述針管的針頭依次流出。3.如權(quán)利要求2所述的藻類計(jì)數(shù)測(cè)量裝置，其特征在于，所述針管的直徑為0.16nm。4.如權(quán)利要求2所述的藻類計(jì)數(shù)測(cè)量裝置，其特征在于，所述傳輸單元還包括過(guò)濾件，與所述針栗連接，通過(guò)所述過(guò)濾件使得經(jīng)雜質(zhì)過(guò)濾的藻類樣品進(jìn)入所述針栗。5.如權(quán)利要求1所述的藻類計(jì)數(shù)測(cè)量裝置，其特征在于，所述收容腔呈L型，所述傳輸單元位于所述L型的缺口處。6.如權(quán)利要求5所述的藻類計(jì)數(shù)測(cè)量裝置，其特征在于，所述光電轉(zhuǎn)換單元與所述光源位于同一水平面上，該水平面與所述傳輸單元的傳輸路徑所在方向相互垂直。7.如權(quán)利要求1所述的藻類計(jì)數(shù)測(cè)量裝置，其特征在于，所述光電轉(zhuǎn)換單元包括透鏡、濾光片及光電倍增管，所述熒光經(jīng)所述透鏡聚焦、所述濾光片濾除雜散光后，入射至所述光電倍增管進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，以得到所述電信號(hào)。8.如權(quán)利要求7所述的藻類計(jì)數(shù)測(cè)量裝置，其特征在于，所述光電轉(zhuǎn)換單元還包括通光件，設(shè)置于所述濾光片與光電倍增管之間，所述通光件上開(kāi)設(shè)有一通孔，供經(jīng)所述濾光片濾除雜散光后的熒光透過(guò)。9.如權(quán)利要求8所述的藻類計(jì)數(shù)測(cè)量裝置，其特征在于，所述通孔的直徑不大于所述傳輸單元的傳輸路徑寬度。10.如權(quán)利要求1所述的藻類計(jì)數(shù)測(cè)量裝置，其特征在于，所述光源包括激光器，所述激光器發(fā)出的激發(fā)光的中心波長(zhǎng)為450nm。
【文檔編號(hào)】G01N15/14GK205643103SQ201620434926
【公開(kāi)日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2016年5月12日
【發(fā)明人】吉雁鴻, 黃強(qiáng), 靳杰, 鄺國(guó)濤, 王子晗
【申請(qǐng)人】深圳市生強(qiáng)科技有限公司