CN110320168B - 一种测量微囊藻群体内部透光性的方法 - Google Patents

一种测量微囊藻群体内部透光性的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110320168B
CN110320168B CN201910699567.5A CN201910699567A CN110320168B CN 110320168 B CN110320168 B CN 110320168B CN 201910699567 A CN201910699567 A CN 201910699567A CN 110320168 B CN110320168 B CN 110320168B
Authority
CN
China
Prior art keywords
microcystis
thin layer
group
population
compactness
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201910699567.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110320168A (zh
Inventor
朱伟
冯甘雨
胡思远
赵帅
薛宗璞
王若辰
陈怀民
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hohai University HHU
Original Assignee
Hohai University HHU
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hohai University HHU filed Critical Hohai University HHU
Priority to CN201910699567.5A priority Critical patent/CN110320168B/zh
Publication of CN110320168A publication Critical patent/CN110320168A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110320168B publication Critical patent/CN110320168B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
    • G01N21/31—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)

Abstract

本发明公开了一种测量微囊藻群体内部透光性的方法，包括以下步骤：(1)标准样品制备：制作微囊藻群体薄层；(2)使用分光光度计测试得到薄层的吸收曲线，并计算薄层在测试波长范围内的平均吸光度A；(3)计算薄层密实度c；(4)分析计算：根据薄层的平均吸光度A、厚度B、薄层密实度c参数建立公式，计算得出消光系数K：K＝A/(Bc)；(5)计算微囊藻群体密实度c'；(6)微囊藻群体内部透光性表征：根据薄层的消光系数K和微囊藻群体的密实度c'，建立公式求解微囊藻群体内某一深度处的光强：I＝I010‑Kbc'。该方法能够准确测量微囊藻群体内部透光性，定量表征微囊藻群体内部的光衰减情况，操作简便，成本低廉。

Description

一种测量微囊藻群体内部透光性的方法
技术领域
本发明涉及一种测量藻类群体内部透光性的方法，更具体地，涉及一种测量微囊藻群体内部透光性的方法。
背景技术
微囊藻水华是太湖等富营养化湖泊中的常见现象，而形成水华的微囊藻通常以聚团成群体的方式存在，常见微囊藻种类包括鱼害微囊藻、铜绿微囊藻、惠氏微囊藻、假丝微囊藻等。形成群体为微囊藻提供较大的优势，包括容易抵抗水流扰动而聚集在水面、较强的抗捕食能力。但是，群体形成带来了一定的弊端，使得群体内部的细胞获得的光能远低于群体的表层细胞。微囊藻群体尺寸极小，一般为10μm～2000μm，难以用一般的光学仪器进行测定。目前没有专门的方法分析微囊藻群体内部的透光性，尤其是群体内部的光衰减情况。
发明内容
发明目的：本发明提供了一种测量微囊藻群体内部透光性的方法，该方法能够准确测量微囊藻群体内部透光性，操作简便，成本低廉。
技术方案：本发明所述一种测量微囊藻群体内部透光性的方法，包括以下步骤：
(1)标准样品制备：将微囊藻群体富集于滤膜上，将微囊藻群体从滤膜上刮下，平铺在盖玻片上，用另一片盖玻片进行覆盖、压实，制作成薄层；
(2)使用分光光度计测试得到薄层的吸收曲线，并计算薄层在测试波长范围内的平均吸光度A；
(3)计算薄层密实度c；
(4)分析计算：根据薄层的平均吸光度A、厚度B、薄层密实度c参数建立以下公式，计算得出消光系数K：
K＝A/(Bc)；
(5)计算微囊藻群体密实度c'；
(6)微囊藻群体内部透光性表征：根据薄层的消光系数K和微囊藻群体的密实度c'，建立以下公式求解微囊藻群体内某一深度处的光强：
I＝I010-Kbc'；
其中：I——微囊藻群体内光强，I0——微囊藻群体外部光强，b——光穿透进入微囊藻群体的深度。
其中，步骤(1)中将微囊藻群体富集于滤膜上时采用真空抽滤方法，选取的抽滤压力为0.03MPa～0.08MPa，能够使微囊藻群迅速富集的同时不破坏微囊藻细胞结构。
其中，步骤(1)中可选的滤膜材质为醋酸纤维、聚四氟乙烯、尼龙，防止在将微囊藻群体从滤膜上刮下时滤膜碎屑脱落造成干扰。
其中，步骤(1)中滤膜孔径为0.45μm～1.00μm，能够在保证微囊藻过滤速度的同时不造成微囊藻损失。
其中，步骤(1)中制备出的薄层厚度为10μm～200μm，接近于实际微囊藻群体的厚度范围，能够保证薄层的厚度与实际微囊藻群体在物理层面是接近的，以减少测量计算时产生的偏差。
其中，步骤(1)中制备出的薄层不同区域的厚度差异为0％～5％，能够保证薄层吸光度测试时的准确性。
其中，步骤(1)中制备的薄层数量为10～30，按照步骤(2)和步骤(3)分别计算平均吸光度A和薄层密实度c，并将步骤(4)中公式拟合曲线，求得消光系数K，能够减小计算出的消光系数K的误差。
有益效果：1、能够准确测量微囊藻群体内部透光性，定量表征微囊藻群体内部的光衰减情况；2、操作简便，成本低廉。
附图说明
图1是薄层吸光度、厚度、密实度的拟合曲线图；
图2是微囊藻群体样品内部的光强随光进入群体内的深度的变化情况。
具体实施方式
实施例
取30mL微囊藻群样品，通过真空抽滤富集于滤膜上，抽滤压力为0.08MPa，所用滤膜为0.45μm孔径的聚四氟乙烯滤膜，富集完成后，将微囊藻群体从滤膜上刮下，平铺在盖玻片上，用另一片盖玻片进行覆盖、压实，制作成薄层。一共制作了23块薄层样品，并利用型号为岛津UV-2450的分光光度计对23块薄层样品分别测量吸收度，测量波长为280nm～780nm，通过分光光度计进行扫描后会得到各波长下的吸光度Aλ，样品的平均吸光度A取各波长吸光度的平均值：
Figure BDA0002150380950000021
其中Δλ为扫描的波长间隔，Δλ＝1nm。
再将薄层样品分别置于5mL去离子水中，在100℃下水浴5min分散成单细胞，冷却后，进行计数，获得薄层的密实度c。
23件薄层样品的厚度B、密实度c以及平均吸光度A的值如下表所示：
样品 厚度B(μm) 密实度c(cells/(100μm)<sup>3</sup>) 平均吸光度A
1 12.6 2702 0.64
2 24.4 3377 1.38
3 20 2931 0.83
4 22 4376 1.34
5 41.4 2705 1.56
6 37.6 2707 1.38
7 20 4205 0.88
8 23.6 3564 1.17
9 19.2 3040 0.81
10 25.6 3374 1.06
11 38.2 2453 1.55
12 46.8 2923 1.96
13 40.4 3462 1.69
14 46.2 2118 1.43
15 48.6 2242 1.64
16 111.4 2749 2.92
17 54.4 1504 1.32
18 103.6 1842 2.45
19 173 2716 3.11
20 143.8 2382 3.06
21 78.8 2045 1.57
22 68.2 2582 1.86
23 38.2 1769 0.86
建立方程A＝KBc，并将23个方程拟合曲线，根据K＝A/(Bc)计算求得消光系数K。如图1所示，平均吸光度A与薄层厚度B、密实度c的关系在B×c<1825×103cells/(100μm)2范围内满足线性变化，回归公式为A＝1.256×10-3Bc。通过回归公式，得出薄层的消光系数K＝1.256×10-3(100μm)2/cells。
将野外获取的微囊藻群体样品放入0.5mL去离子水中，100℃下水浴5min分散成单细胞，冷却后，进行计数，得到该微囊藻群体样品的密实度c'为1560cells/(100μm)3，建立公式I＝I010-Kbc'。
该微囊藻群体样品内部的光强随光进入群体内的深度的变化情况如图2所示，在深度为0时，相对光强均为100％，在深度为0-100μm的范围内，随深度增加，相对光强逐渐衰减；在深度大于117μm后，该微囊藻群体样品B×c>1825×103cells/(100μm)2，不满足线性变化，相对光强的计算式参照图1虚线所示公式，得出非线性变化规律；在深度为225μm处，该微囊藻群体样品内相对光强接近0。

Claims (7)

1.一种测量微囊藻群体内部透光性的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)标准样品制备：将微囊藻群体富集于滤膜上，将微囊藻群体从滤膜上刮下，平铺在盖玻片上，用另一片盖玻片进行覆盖、压实，制作成薄层；
(2)使用分光光度计测试得到薄层的吸收曲线，并计算同一薄层同一区域在测试波长范围内各波长的平均吸光度A；
(3)计算薄层密实度c；
(4)分析计算：根据薄层的平均吸光度A、厚度B、薄层密实度c参数建立以下公式，计算得出消光系数K：
K＝A/(Bc)；
(5)计算微囊藻群体密实度c'；
(6)微囊藻群体内部透光性表征：根据薄层的消光系数K和微囊藻群体的密实度c'，建立以下公式求解微囊藻群体内某一深度处的光强：
I＝I010-Kbc'；
其中：I——微囊藻群体内光强，I0——微囊藻群体外部光强，b——光穿透进入微囊藻群体的深度。
2.根据权利要求1所述的测量微囊藻群体内部透光性的方法，其特征在于，所述步骤(1)中将微囊藻群体富集于滤膜上时采用真空抽滤方法，选取的抽滤压力为0.03MPa～0.08MPa。
3.根据权利要求1所述的测量微囊藻群体内部透光性的方法，其特征在于，所述步骤(1)中滤膜材质为醋酸纤维、聚四氟乙烯或尼龙。
4.根据权利要求1所述的测量微囊藻群体内部透光性的方法，其特征在于，所述步骤(1)中滤膜孔径为0.45～1.00μm。
5.根据权利要求1所述的测量微囊藻群体内部透光性的方法，其特征在于，所述步骤(1)中制备出的薄层厚度为10μm～200μm。
6.根据权利要求1所述的测量微囊藻群体内部透光性的方法，其特征在于，所述步骤(1)中制备出的薄层不同区域的厚度差异为0％～5％。
7.根据权利要求1所述的测量微囊藻群体内部透光性的方法，其特征在于，所述步骤(1)中制备的薄层数量为10～30，按照步骤(2)和步骤(3)分别计算平均吸光度A和薄层密实度c，并将步骤(4)中公式拟合曲线，求得消光系数K。
CN201910699567.5A 2019-07-31 2019-07-31 一种测量微囊藻群体内部透光性的方法 Active CN110320168B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910699567.5A CN110320168B (zh) 2019-07-31 2019-07-31 一种测量微囊藻群体内部透光性的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910699567.5A CN110320168B (zh) 2019-07-31 2019-07-31 一种测量微囊藻群体内部透光性的方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110320168A CN110320168A (zh) 2019-10-11
CN110320168B true CN110320168B (zh) 2021-07-09

Family

ID=68125098

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910699567.5A Active CN110320168B (zh) 2019-07-31 2019-07-31 一种测量微囊藻群体内部透光性的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110320168B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112385536B (zh) * 2020-10-30 2022-05-06 南京信息工程大学 一种测算大型漂浮藻类光限制深度的方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101287980A (zh) * 2005-08-11 2008-10-15 惠普开发有限公司 用于光学分析物质的系统
CN102656261A (zh) * 2009-09-18 2012-09-05 菲科尔生物技术国际公司 利用控制的光照的微藻发酵
WO2015048051A3 (en) * 2013-09-24 2015-06-04 Exxonmobile Research And Engineering Company Methods of selecting algae strains for productivity and robustness
CN105543097A (zh) * 2016-01-07 2016-05-04 重庆工商大学 一种活性微藻吸附材料的收集方法
CN106018245A (zh) * 2016-05-20 2016-10-12 河海大学 一种富集及检测微囊藻单细胞和群体生物量的方法
CN108700515A (zh) * 2015-12-10 2018-10-23 阿自倍尔株式会社 微藻类的监测装置以及微藻类的监测方法
EP3465148A1 (en) * 2016-05-24 2019-04-10 Real Tech Inc. A device for detecting algae concentration using first derivative of visible light absorbance

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101287980A (zh) * 2005-08-11 2008-10-15 惠普开发有限公司 用于光学分析物质的系统
CN102656261A (zh) * 2009-09-18 2012-09-05 菲科尔生物技术国际公司 利用控制的光照的微藻发酵
WO2015048051A3 (en) * 2013-09-24 2015-06-04 Exxonmobile Research And Engineering Company Methods of selecting algae strains for productivity and robustness
CN108700515A (zh) * 2015-12-10 2018-10-23 阿自倍尔株式会社 微藻类的监测装置以及微藻类的监测方法
CN105543097A (zh) * 2016-01-07 2016-05-04 重庆工商大学 一种活性微藻吸附材料的收集方法
CN106018245A (zh) * 2016-05-20 2016-10-12 河海大学 一种富集及检测微囊藻单细胞和群体生物量的方法
EP3465148A1 (en) * 2016-05-24 2019-04-10 Real Tech Inc. A device for detecting algae concentration using first derivative of visible light absorbance

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
"Modelling the vertical migration of different-sized Microcystis colonies:coupling turbulent mixing and buoyancy regulation";Wei Zhu，et.al.;《Environmental Science and Pollution Research》;20180829;第1-9页 *
"分光光度法测定铜绿微囊藻细胞密度研究";周绪申 等;《水利技术监督》;20161231(第5期);第1915-1921页 *
"静止水体中微囊藻属迁移轨迹的数值模拟";俞茜 等;《中国环境科学》;20171231;第37卷(第5期);第50-51、132页 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN110320168A (zh) 2019-10-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Twardowski et al. Separating in situ and terrigenous sources of absorption by dissolved materials in coastal waters
Clarke et al. Laboratory analysis of the selective absorption of light by sea water
Wetzel et al. Composition and biomass of phytoplankton
Pápista et al. Chlorophyll-a determination with ethanol–a critical test
Babin et al. Light absorption by aquatic particles in the near‐infrared spectral region
Latimer Influence of Selective Light Scattering on Measurements of Absorption Spectra of Chlorella.
CN109781626B (zh) 一种基于光谱分析的近岸高悬沙水体绿潮遥感识别方法
DE102017129454A1 (de) Gasanalysemessgerät
Röttgers et al. Determination of the particulate absorption of microalgae using a point‐source integrating‐cavity absorption meter: verification with a photometric technique, improvements for pigment bleaching, and correction for chlorophyll fluorescence
CN110320168B (zh) 一种测量微囊藻群体内部透光性的方法
CN113324952B (zh) 水体漫衰减系数遥感反演方法及系统
CN106733548A (zh) 一种表面改性的同质双层氧化硅自清洁减反膜的制备方法
Smith Quantitative and qualitative analysis of the family Bolivinidae
Hooker et al. Above-water radiometry in shallow coastal waters
US20230358689A1 (en) Estimating Biofilm Biomass on Objects in an Aquatic Environment
CN106769903B (zh) 一种养殖水体藻类浓度检测方法
Paavel et al. Parameterization of chlorophyll-specific phytoplankton absorption coefficients for productive lake waters
Hofmann et al. In-situ optical and acoustical measurements of the buoyant cyanobacterium P. rubescens: Spatial and temporal distribution patterns
CN109164049A (zh) 光纤端面涂覆敏感膜的一氧化碳传感器的制作方法及其传感器和一氧化碳浓度的检测方法
CN105954226B (zh) 对叶表结构不敏感的叶绿素含量的检测方法
EP2594601B1 (de) Optode
Reinart et al. Diffuse attenuation coefficient in some Estonian and Finnish lakes
Bhatti et al. Assessing the potential of remotely sensed data for water quality monitoring of coastal and inland waters
CN209992393U (zh) 一种二硫化钼增敏的表面等离子体共振传感器
Iturriaga et al. Discrimination of the absorption properties of marine particulates using a microphotometric technique

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant