CN102384887B - 船舶压载水微藻活体分级计数装置 - Google Patents

船舶压载水微藻活体分级计数装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种船舶压载水分级计数装置，主要包括水样/ATP提取液切换装置、分级过滤装置和荧光发光反应池；一定体积的压载水水样经水样/ATP提取液切换装置进入分级过滤装置后，水样中的微藻由分级过滤装置的滤膜过滤出来，其他成分则被排出，然后加入ATP提取液提取出微藻的ATP，所述ATP与荧光发光剂在荧光发光反应池中发生发光反应，由光纤探头检测发光强度，以此计算出ATP总量和微藻活体总数。本发明的有益效果在于：结构简单、分级精度高、计数准确、并能区分出微生物的死活。

Description

船舶压载水微藻活体分级计数装置
技术领域
本发明涉及一种船舶压载水分级计数装置，尤其是涉及一种结合Isopore滤膜、蠕动泵、ATP提取液、荧光发光剂、光纤探头结合，以实现船舶压载水微藻活体快速准确分级分离、计数的装置。
背景技术
船舶压载水含有多种海洋生物，随压载水排放进入受纳水体易引发外来物种入侵问题。为此，国际海事组织（IMO）制定并于2004年通过了《关于船舶压载水及其沉积物管理和控制的国际公约》，对压载水中特定尺寸范围内的海洋生物活体排放浓度及检测时限做出了规定，但未规定检测方法。目前我国海事执法部门只能通过查看船舶压载水排放日志或经验法（如检查压载水给排管道是否有压载水残留）判断船舶是否按照规定进行压载水置换进而判断船舶所载压载水是否满足排放标准，故难以做出及时、准确的判断，造成巨额经济损失，更严重的是带来潜在的海洋环境风险。包括我国在内的各缔约国正迫切地需要快速、准确、操作简单的压载水生物活体总数测量方法。
目前压载水采样采用分级过滤方式实现，常用编织型滤网进行过滤，孔径尺寸精确度较低，分级精度需进一步提高。
目前计数水生生物数量最为可靠的方法是培养-计数法，该方法准确性、灵敏性均较高，广泛应用于压载水生物的相关研究中（Johanna N.Bradie,Sarah A.Bailey,Gerard van der Velde,et al.Brine-induced mortality of non-indigenousinvertebrates in residual ballast water[J].Marine Environmental Research,2010,70(5):395-401.）；但该方法涉及实验较多、操作烦琐、耗时长、准备和收尾工作繁重，而且需要有大量专业技术人员参与；自然环境中绝大部分细菌(>85%～99.999%)以目前的培养手段不可培养（Kuske C,Barns S,Busch J.Diverseuncultivated bacterial group s from soils of the arid southwestern United States thatare p resent in many geographic regions[J].Applied and environmental microbiology,1997,63(9):3614-3621.）；微生物死/活只能靠肉眼判断，计数结果受主观影响较大；压载水中存在的大量浮游动物会不停的游动，极易造成重复计数或者漏记，同样影响计数的准确性（冯道伦,许乐平.船舶压载水中生物取样和检测的几个问题[J].环境科学与技术，2009,32(3)：464-468.）。
三磷酸酰苷（ATP）生物发光技术利用存在于生物活体中的ATP在生物体死亡后很快(2h)分解的原理，测定在荧光素酶在ATP作用下氧化D-荧光素产生的荧光强度确定ATP浓度，进而推算出活菌数。与培养-计数法具有良好的相关性（Anwar M,Yaqoob M,Waseem A,et al.Bioluminescent determination ofadenosine5'-tripHospHate in blood and milk samples[J].Journal of the ChemicalSociety ofPakistan,2006,28(4):380-384.），定量能力强，只测量活体生物数量、检测速度快，适用于快速检测压载水生物活体总数。该技术在食品检验检疫中发展较为成熟，但操作复杂。
发明内容
本发明的目的在于提供一种船舶压载水微藻活体分级计数装置，结合Isopore滤膜、蠕动泵、ATP提取液、荧光发光剂、光纤探头从而实现本发明的目的。
本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：
船舶压载水微藻活体分级计数装置，其特征在于，包括水样/ATP提取液切换装置、分级过滤装置和荧光发光反应池；
所述水样/ATP提取液切换装置包括次三通器和第一蠕动泵，所述次三通器的三个端口分别设置为水样入口、ATP提取液入口和三通器出口，水样入口和ATP提取液入口各设置有一阀门；所述第一蠕动泵的入口与次三通器出口连接，第一蠕动泵的出口和分级过滤装置的入口连接；
所述分级过滤装置的主体为漏斗型容器，底部设置有入口，顶部的近端口处设置有卡座、滤膜和密封垫圈，端口处设置有外螺纹，与荧光发光反应池的分级过滤装置接口连接；
所述荧光发光反应池包括主三通器和第二蠕动泵，主三通器的外表面一侧设置有插孔和插销，插孔中安装有光纤探头；主三通器的三个端口分别设置为出口、分级过滤装置接口和第二蠕动泵接口；所述分级过滤装置接口的端口处设置有内螺纹，第二蠕动泵通过第二蠕动泵接口连接于主三通器。
在本发明的一个实施例中，所述第一蠕动泵的出口和分级过滤装置的入口通过水管连接，第二蠕动泵接口和荧光发光反应池通过水管连接。
在本发明的一个实施例中，所述分级过滤装置与荧光发光反应池通过外螺纹和内螺纹连接，旋紧后螺纹内螺纹下沿抵住密封垫圈，密封垫圈压紧滤膜，与卡座配合固定滤膜。
在本发明的一个实施例中，所述滤膜为Isopore滤膜，Isopore滤膜根据分离的要求设置有若干种不同孔径的型号。
在本发明的一个实施例中，所述分级过滤装置接口处设置由两块挡板组成的液体流道，液体流道的出口位于光纤探头的前方。
本发明的有益效果在于：结构简单、分级精度高、计数准确、并能区分出微生物的死活。
附图说明
图1为本发明所述装置的总体结构示意图。
图2为本发明所述的水样/ATP提取液切换装置的结构示意图。
图3为本发明所述的分级过滤装置的结构示意图。
图4为本发明所述的荧光发光反应池的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
如图1、图2和图3所示，本发明所述的船舶压载水微藻活体分级计数装置，主要包括水样/ATP提取液切换装置A、分级过滤装置B和荧光发光反应池C；
所述水样/ATP提取液切换装置A包括次三通器5和第一蠕动泵8，所述次三通器5的三个端口分别设置为水样入口2、ATP提取液入口4和三通器出口6，水样入口2和ATP提取液4入口各设置有一阀门1和3；所述第一蠕动泵8的入口7与次三通器出口6通过水管连接，第一蠕动泵8的出口9和分级过滤装置B的入口10连接；
所述分级过滤装置B的主体为漏斗型容器，底部设置有入口10，顶部的近端口处设置有卡座11、滤膜12和密封垫圈13，端口处设置有外螺纹14，分级过滤装置B的主体与荧光发光反应池C的分级过滤装置接口连接；
所述荧光发光反应池C包括主三通器和第二蠕动泵22，主三通器的外表面一侧设置有插孔19和插销20，插孔19中安装有光纤探头；主三通器的三个端口分别设置为出口21、分级过滤装置接口和第二蠕动泵接口16；所述分级过滤装置接口的端口处设置有内螺纹15，第二蠕动泵22通过第二蠕动泵接口16连接于主三通器,所述分级过滤装置接口处设置由两块挡板17和18的液体流道，液体流道的出口位于光纤探头的前方。
所述分级过滤装置B与荧光发光反应池C通过外螺纹14和内螺纹15连接，旋紧后内螺纹15下沿抵住密封垫圈13，密封垫圈13压紧滤膜12，与卡座11配合固定滤膜12。
本发明所述系统的工作方法如下：
首先开启阀门1，阀门3保持闭合，启动蠕动泵8，一定体积的压载水水样由水样入口2进入水样/ATP提取液切换装置A，并经过水样/ATP提取液切换装置A进入分级过滤装置B。水样中微藻被Isopore滤膜12过滤并停留在Isopore滤膜12上，更换不同孔径的Isopore滤膜12，可滤出不同尺寸范围的微藻。海水和小尺寸微藻从荧光发光反应池出口21排出，一定体积水样全部通过水样/ATP提取液切换装置A后，关闭阀门1，关闭蠕动泵8。
启动蠕动泵22，荧光发光剂进入荧光发光反应池C，荧光发光反应池C内剩余水样被排出。此时开启阀门3，阀门1保持闭合，启动蠕动泵8，ATP提取液由ATP提取液入口4进入水样/ATP提取液切换装置A，并经过水样/ATP提取液切换装置A进入分级过滤装置B。ATP提取液提取滤留在Isopore滤膜12上的微藻中的ATP。ATP与荧光发光剂在光纤探头插孔19前相遇发生发光反应放出荧光，通过固定在光纤探头插孔19内的光线探头传入荧光分光光度计。蠕动泵8、阀门3、蠕动泵22开启，直至荧光分光光度计检测不出荧光。对全过程荧光强度进行积分，利用公式换算出ATP总量和微藻活体总数。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (5)

1.船舶压载水微藻活体分级计数装置，其特征在于，包括水样/ATP提取液切换装置、分级过滤装置和荧光发光反应池；
所述水样/ATP提取液切换装置包括次三通器和第一蠕动泵，所述次三通器的三个端口分别设置为水样入口、ATP提取液入口和三通器出口，水样入口和ATP提取液入口各设置有一阀门；所述第一蠕动泵的入口与次三通器出口连接，第一蠕动泵的出口和分级过滤装置的入口连接；
所述分级过滤装置的主体为漏斗型容器，底部设置有入口，顶部的近端口处设置有卡座、滤膜和密封垫圈，端口处设置有外螺纹，与荧光发光反应池的分级过滤装置接口连接；
所述荧光发光反应池包括主三通器和第二蠕动泵，主三通器的外表面一侧设置有插孔和插销，插孔中安装有光纤探头；主三通器的三个端口分别设置为出口、分级过滤装置接口和第二蠕动泵接口；所述分级过滤装置接口的端口处设置有内螺纹，第二蠕动泵通过第二蠕动泵接口连接于主三通器。
2.根据权利要求1所述的船舶压载水微藻活体分级计数装置，其特征在于，所述第一蠕动泵的出口和分级过滤装置的入口通过水管连接，第二蠕动泵接口和荧光发光反应池通过水管连接。
3.根据权利要求1所述的船舶压载水微藻活体分级计数装置，其特征在于，所述分级过滤装置与荧光发光反应池通过外螺纹和内螺纹连接，旋紧后内螺纹下沿抵住密封垫圈，密封垫圈压紧滤膜，与卡座配合固定滤膜。
4.根据权利要求1所述的船舶压载水微藻活体分级计数装置，其特征在于，所述滤膜为Isopore滤膜，Isopore滤膜根据分离的要求设置有若干种不同孔径的型号。
5.根据权利要求1所述的船舶压载水微藻活体分级计数装置，其特征在于，所述分级过滤装置接口处设置由两块挡板组成的液体流道，液体流道的出口位于光纤探头的前方。
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