CN111610175A - 一种流通式浮游植物种类及细胞密度检测装置和检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种流通式浮游植物种类及细胞密度检测装置，包括外壳、数据采集与处理模块和上位机模块，外壳内设置有流动室、荧光检测模块和全息成像检测模块，荧光检测模块包括相互正交布置的激发光源照明光路和荧光检测光路，荧光检测模块和全息成像检测模块分别连接数据采集与处理模块，数据采集与处理模块连接上位机模块。本发明采用流通式结构对海水中的浮游植物种类和细胞浓度进行连续检测，构建了多通道的荧光检测光路并提高微弱光信号的收集效率，设计了全息成像检测光路克服了传统显微成像景深较小的局限，具有成本低、结构紧凑、体积小且不受自然环境光照影响等优点，可以实现水体中浮游植物种类的自动识别和细胞浓度的快速测量。
Description
技术领域
本发明涉及环境科学领域，具体涉及一种流通式浮游植物种类及细胞密度检测装置和检测方法。
背景技术
浮游植物是海洋生态系统中最主要的生产者和能量转换者，构成了海洋食物网的营养基础，作为光合作用的生物体，也是全球碳循环的主要贡献者。在一定条件下，浮游植物在海水中爆发性聚集或繁殖，而致使水体变色或对其它海洋生物产生危害的异常现象，一般把藻类细胞密度达到106-107cell/L时认为爆发赤潮。近年来，我国近海地区的赤潮现象发生频率持续上升、影响区域不断扩展，对沿海地区养殖业可持续发展、人类健康及海洋生态安全构成了严重威胁，造成了巨大的经济损失和社会影响。水体中的优势藻的种类和生物量，与该水体是否有可能爆发赤潮及赤潮的严重程度密切相关，因而，需要对被测水体中的优势藻的种类和浓度进行重点监测。优势藻的种类组成和浓度受到季节、水温等的影响，是一个动态变化的过程，同一水体在不同季节的优势藻种类具有显著的差异，且同一季节不同水域和不同深度的水体中优势藻的种类和密度也具有明显的差异。因此，面对赤潮灾害的日益频发的现状，实时、准确、快速地监测海洋生态系统中的浮游植物的优势藻种及含量，对于赤潮的发生机制研究、预警、控制及治理具有重要的意义。
目前，已发展起一些较成熟的浮游植物检测方法，例如显微计数法、叶绿素含量测定法、荧光分析法、流式细胞仪计数等。显微计数法主要依靠专业的人员在显微镜下进行藻类的分类和计数，需要花费的时间较长，效率较低；叶绿素含量测定法是一种相对较快速简单的测量技术，在实验室内通过高效液相色谱法或分光光度法分析现场采集的样品，具有选择性好、分离性能和灵敏度高等特点，但需要复杂而昂贵的检测仪器，而且样品需要预处理、分析时间长、设备体积大，不能实时反映出水体中藻类的信息。基于叶绿素a的荧光测量技术是一种快速估算高浓度浮游植物生物量的方法，通过不同的荧光激发-发射光谱来表征浮游植物的不同分类群，可以用来区分几种主要的分类群，但浮游植物的荧光强度受到藻类种间及种内色素组成、生理状态、生物量的大小以及水体中有色溶解物质和自然环境光干扰等因素影响。流式细胞术的方法是测量通过激光照射区域的悬浮溶液中单个粒子的前向和侧向散射光和荧光信号，从而在一定程度上鉴别不同的浮游植物的细胞大小、形状和种类等信息。成像流式细胞仪是结合了光学显微镜和流式细胞术的优势的方法，可连续获取高分辨率的现场浮游生物图像和多种光信号。
尽管这些浮游植物观测技术为浮游植物群落演替监测问题的解决提供了技术平台，但传统的显微物镜的景深较浅，需要使用稳定的鞘流将液体样品进行流体动力学聚焦成几微米厚的层，这限制了可以检测的对象的大小，而且原位采集的浮游生物图像中往往包含了多个生物个体的重叠,导致无法准确地反映浮游植物群落的组成和细胞生物量。此外，目前的浮游生物监测设备体积庞大、且价格昂贵，这也限制了它们的广泛使用。
发明内容
本发明旨在克服浮游植物现场检测装置的结构复杂、操作繁复、成本高昂等问题，提出一种流通式浮游植物种类及细胞密度检测装置。
为实现上述目的，本申请采用以下技术方案：
一种流通式浮游植物种类及细胞密度检测装置，包括外壳、数据采集与处理模块和上位机模块，所述外壳内设置有流动室、荧光检测模块和全息成像检测模块，所述荧光检测模块包括相互正交布置的激发光源照明光路和荧光检测光路，所述激发光源照明光路包括430nm检测荧光通道、450nm检测荧光通道、475nm检测荧光通道、525nm检测荧光通道和620nm检测荧光通道，每组检测荧光通道以流动室为中心从里往外依次对称设置有球透镜、光源滤光片和LED光源Ⅰ，所述荧光检测光路包括含有两片聚光透镜的聚光透镜组、硅光电二极管和放置在两片聚光透镜之间的两片荧光检测滤光片，所述硅光电二极管位于聚光透镜组的外侧；所述全息成像检测模块包括依次设置的LED光源Ⅱ、聚光透镜、可变光阑和面阵探测器，所述LED光源Ⅱ、聚光透镜和可变光阑位于流动室的一侧，所述面阵探测器位于流动室的另一侧；所述荧光检测模块和全息成像检测模块分别连接数据采集与处理模块，所述数据采集与处理模块连接上位机模块。
优选的，所述一种流通式浮游植物种类及细胞密度检测装置，还包括海水样品池和蠕动泵，所述蠕动泵的进水端连接海水样品池，出水端连接流动室。
优选的，所述数据采集与处理模块包括嵌入式控制模块，可以控制切换不同波长的LED光源Ⅰ和硅光电二极管的采样频率，并将采集到的激发荧光光谱和散射光信号进行处理分析(获取浮游植物群落的组成和细胞密度)，将测量结果发送到上位机模块。
优选的，所述上位机模块为嵌入式单板计算机或者笔记本电脑。
优选的，所述流动室为正方形截面的石英毛细管。石英毛细管与蠕动泵相连，通过蠕动泵的阀门控制电路和进出水管道，实现水样的采集与排出。
优选的，每个所述检测荧光通道的LED光源Ⅰ的光源驱动电路均采用独立的恒流电源驱动电路，可以通过调节电流的大小来改变光源的发光光强；所述光源滤光片为彩色玻璃滤光片(BG25和BG39)，有效地避免入射光对荧光信号的干扰；所述球透镜采用K9光学玻璃制成，可将光源发出的光均匀汇聚小区域内，提高入射在浮游植物样品上的辐照度。
优选的，所述外壳为封闭式，由聚甲醛树脂材料制成，所述外壳的两边侧壁上共设置有十个光学窗口，用于对称安装五个不同波长的LED光源Ⅰ。所述外壳可以由聚甲醛树脂材料一体化的3D打印成型方法制成；聚光透镜组可以将浮游植物样品的大角度散射的荧光收集到硅光电二极管上，其中第一片透镜将入射光转换为平行光，第二片透镜将平行光汇聚于硅光电二极管上。
优选的，所述聚光透镜组的聚光透镜为BK7的平凸透镜，可以将浮游植物样品的大角度散射的荧光收集到探测器上，提高微弱荧光检测的灵敏度；所述荧光检测滤光片选用中心波长为685nm且带宽为40nm的带通滤光片。
优选的，所述LED光源Ⅱ采用中心波长为550nm的LED光源，所述聚光透镜为焦距为20mm的平凸透镜，所述可变光阑的最小孔径为50um；所述面阵探测器选择CMOS图像传感器。
本申请还涉及一种流通式浮游植物种类识别及细胞密度检测的方法，包括以下步骤：
1)将海水样品送入海水样品池，暗反应2min；
2)控制蠕动泵，将海水样品泵送到流通室中进行检测；
3)依次点亮荧光检测模块的中心波长分别为430nm、450nm、475nm、525nm和620nm的LED光源Ⅰ，分别检测不同藻类所含色素的荧光信号；
4)点亮全息成像检测模块的LED光源Ⅱ，同步触发面阵探测器，检测藻类的衍射图像信号；
5)通过数据采集与处理模块采集荧光信号和衍射图像信号，存储并发送至上位机模块；
6)上位机模块通过内置算法分析荧光信号和全息衍射图样信号，计算得到浮游植物的种类和细胞大小；
7)重复步骤2-6的操作方式，依次通过荧光检测模块和全息成像检测模块对于下一个海水样品进行检测，存储并荧光信号和衍射光信号发送到上位机进行数据处理；
8)关闭蠕动泵，通过上位机进行分析和计算单位时间内海洋样品中的浮游植物细胞种类和细胞浓度，结束检测。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)本申请装置具有结构紧凑(小型化)、低成本、高通量以及不受自然环境光干扰的特点，适合于走航式或原位式海洋浮游植物群落的现场快速调查与分析
(2)构建了多通道的荧光检测光路和激发光源照明光路，采用球透镜可将光源发出的光均匀汇聚于小区域内，提高入射在浮游植物样品上的辐照度，同时通过聚光透镜组收集大角度散射的荧光信号，具有光学系统检测效率高的优点；
(3)设计了全息成像检测模块，通过将光源光线聚焦在光阑上以产生球面波照明流动中的样本，控制面阵探测器连续采集同一浮游植物细胞样本在不同位置的多张数字全息图像，可以对于流动中的浮游植物样品进行成像，获取同一浮游植物样本的不同运动或位置状态下的多张图像，为浮游植物图像的形态学分析和目标识别提供了丰富的特征信息，克服了传统显微成像景深较小的局限；通过浮游植物的荧光信号检测浮游植物的特征色素，结合全息成像技术获取较大景深范围内细胞形态学特征信息，识别出一定体积内浮游植物的种类和细胞数目，实现对于水域中浮游植物群落组成与细胞密度的现场快速测量；本申请的全息成像检测模块具有光学结构简单，经济高效的优点，可以对于流动中的浮游植物样品进行成像，获取同一浮游植物样本的不同运动或位置状态下的多张图像，为浮游植物图像的形态学分析和目标识别提供了丰富的特征信息。
(4)采用石英毛细管作为流动室，与蠕动泵相连，可以精确控制海水样品以一定流速连续泵送到毛细管中，在脉冲照明的条件下，获取连续流动的液体中物体的荧光信号和清晰的聚焦图像，具有较小的检测体积和较高的灵敏度。
附图说明
图1为本申请一种流通式浮游植物种类及细胞密度检测装置结构示意图；
图2为本申请荧光检测模块的外形结构示意图；
图3为本申请荧光检测模块的荧光检测通道结构示意图；
图4为本申请全息成像检测模块的光学原理示意图；
图5为本申请全息成像检测模块的结构示意图；
图中标注：1-海水样品池，2-蠕动泵，3-流通室，4-荧光检测模块，401-430nm检测荧光通道，402-450nm检测荧光通道，403-475nm检测荧光通道，404-525nm检测荧光通道，405-620nm检测荧光通道，5-全息成像检测模块，6-数据采集与处理模块，7-上位机模块，8-外壳，9-排出口，F1-LED光源Ⅰ，F2-滤光片，F3-球透镜，F4-荧光检测滤光片，F5-硅光电二极管，F6-聚光透镜组，S1-LED光源Ⅱ，S2-聚光透镜，S3-可变光阑，S4-面阵探测器。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
如图1～5所示，一种流通式浮游植物种类及细胞密度检测装置，包括外壳1、数据采集与处理模块6和上位机模块7，所述外壳1内设置有流动室3、荧光检测模块4和全息成像检测模块5，所述荧光检测模块4包括相互正交布置的激发光源照明光路和荧光检测光路，所述激发光源照明光路包括430nm检测荧光通道401、450nm检测荧光通道402、475nm检测荧光通道403、525nm检测荧光通道404和620nm检测荧光通道405，每组检测荧光通道以流动室3为中心从里往外依次对称设置有球透镜F3、光源滤光片F2和LED光源ⅠF1，所述荧光检测光路包括含有两片聚光透镜的聚光透镜组F6、硅光电二极管F5和放置在两片聚光透镜之间的两片荧光检测滤光片F4，所述硅光电二极管F5位于聚光透镜组F6的外侧；所述全息成像检测模块5包括依次设置的LED光源ⅡS1、聚光透镜S2、可变光阑S3和面阵探测器S4，所述LED光源ⅡS1、聚光透镜S2和可变光阑S3位于流动室的一侧，所述面阵探测器S4位于流动室3的另一侧；所述荧光检测模块4和全息成像检测模块5分别连接数据采集与处理模块6，所述数据采集与处理模块6连接上位机模块7。
所述一种流通式浮游植物种类及细胞密度检测装置，还包括海水样品池1和蠕动泵2以及排出口9，所述蠕动泵2的进水端连接海水样品池1，出水端连接流动室3。本实施例中的蠕动泵为微型蠕动泵。海水样品池里的海水由微型蠕动泵送入流动室，然后依次通过荧光检测模块和全息成像检测模块进行测量，所述的全息成像检测模块可以记录浮游植物细胞的衍射图样，数据采集与处理模块对检测数据进行采集和分析，然后将计算结果发送给上位机模块。
所述数据采集与处理模块6以嵌入式控制模块为核心，可以控制切换不同波长的LED光源Ⅰ和硅光电二极管的采样频率，并将采集到的激发荧光光谱和散射光信号进行处理分析(获取浮游植物群落的组成和细胞密度)，并将测量结果发送到上位机模块。本实施例中嵌入式控制模块6以STM32单片机为核心，STM32的通用输入输出端口功能强大，每个端口拥有6个32位寄存器和1个16位寄存器用于配置、复位等操作，并可通过程序单独配置，共有八种输入/输出模式。
所述上位机模块7可以为嵌入式单板计算机或者笔记本电脑，将原始的浮游生物特征信息存储于数据库中，通过预置图像处理程序重建全息图像，使用浮游生物特征提取程序构建特征数据集，然后将特征数据集输入到支持向量机分类模型中，计算未知浮游生物的种类。最后，结合从单位时间内通过流动池的流体体积，计算得到浮游植物的种类和细胞浓度。
所述流动室3为正方形截面的石英毛细管。石英毛细管与蠕动泵相连，通过蠕动泵的阀门控制电路和进出水管道，实现水样的采集与排出。
每个所述检测荧光通道的LED光源ⅠF1的光源驱动电路均采用独立的恒流电源驱动电路，可以通过调节电流的大小来改变光源的发光光强，本实施例中LED光源驱动模块采用PT4115降压恒流源，采用恒流芯片FP7103给激光器提供稳定可靠的恒流源，STM32单片机以时间序列分别控制荧光检测模块的LED光源Ⅰ和全息成像检测模块的LED光源Ⅱ的发光，激发荧光光谱信号分别经过前置放大电路、带通滤波电路、可变增益放大电路和模数转换电路等传输到上位机模块，全息成像检测模块采集的图像直接传输到上位机模块；所述光源滤光片F2为彩色玻璃滤光片(BG25和BG39)，有效地避免入射光对荧光信号的干扰；所述球透镜F3采用K9光学玻璃制成，可将光源发出的光均匀汇聚小区域内，提高入射在浮游植物样品上的辐照度。
所述外壳8为封闭式，由聚甲醛树脂材料制成，所述外壳的两边侧壁上共设置有十个光学窗口，用于对称安装五个不同波长的LED光源Ⅰ。所述外壳可以由聚甲醛树脂材料一体化的3D打印成型方法制成，中心为流动室通道，侧壁具有若干个光学窗口，用于放置荧光检测模块和全息成像检测模块，具有结构稳定、重量轻、吸水性小等优点。LED光源Ⅰ发出的光通过光学窗口入射到流动室的中心区域，以激发水样中浮游植物产生荧光信号；聚光透镜组可以将浮游植物样品的大角度散射的荧光收集到硅光电二极管上，其中第一片透镜将入射光转换为平行光，第二片透镜将平行光汇聚于硅光电二极管上。所述荧光检测模块由硅光电二极管将光信号转换为电信号，所述硅光电二极管后还依次设置有前置放大电路、带通滤波电路、可变增益放大电路和模数转换电路，通过前置放大电路、带通滤波电路、可变增益放大电路和模数转换电路将电信号转换为数字信号，然后通过数据采集与处理模块6进行采集数字信号。
所述LED光源Ⅰ波长的选择根据绿藻、蓝藻、硅藻和裸藻四种浮游植物对不同光谱的吸收和发射特性，可以检测叶绿素a、叶绿素b、叶绿素c、类胡萝卜素和藻蓝蛋白这5种活体光合色素的特征吸收波长。
所述聚光透镜组F6的聚光透镜为BK7的平凸透镜，可以将浮游植物样品的大角度散射的荧光收集到探测器上，提高微弱荧光检测的灵敏度；所述荧光检测滤光片F4选用中心波长为685nm且带宽为40nm的带通滤光片，以减少激发光源散射光对荧光测量的影响，因为浮游植物通过不同捕光色素吸收不同波长激发光后，都是由反应中心的叶绿素a产生荧光，荧光波段在660nm-700nm之间；选用响应速度快、灵敏度高、暗电流低的硅光电二极管F5作为光电探测器，将荧光信号转换为电信号。
所述LED光源ⅡS1采用中心波长为550nm的LED光源，所述聚光透镜S2为焦距为20mm的平凸透镜，所述可变光阑S3的最小孔径为50um；所述面阵探测器S4本实施例中选择Sony MIX317型CMOS图像传感器。嵌入式模块以STM32单片机为核心处理器控制荧光检测模块和全息成像检测模块，一方面以时间序列驱动激发多波长LED光源；另一方面，以一定的频率控制全息成像检测模块的光源，并且同步触发全息成像检测模块的图像传感器，实现图像的采集，然后将图像传输到上位机模块。由于嵌入式模块中各个检测单元之间的独立性，可以在使用过程中根据实际需求进行灵活组合，而且在部分模块单元的进行调试、优化和升级过程中，也不会影响其余模块的正常使用，减少了其它硬件的折损率。荧光检测模块和全息成像检测模块将检测数据传输到上位机模块进行处理，可以降低运算负荷，以保证嵌入式实时性的要求。
本申请使用LED光源Ⅱ替代传统的激光相干光源，可以大大简化全息成像光路，光源通过聚光透镜组汇聚在可变光阑的位置，经过小孔发散后形成球面波；球面波经过距离的传播后到达待测平面；当藻类经过待测平面时被聚球面光波照射，发生衍射效应，经过一定距离传播到CMOS探测器上，与未透过的样品的参考光发射干涉形成衍射图像；由CMOS通过数据线将采集到的全息图像传送给计算机。由于被照射的物体的三维形态、物理化学性质等不同，呈现出不同的吸光系数，形成的全息图像大小和深浅不同，因此还需要经过后期图像处理和全息图像重建，以数字方式将物体进行聚焦。全息图像包含有关物体的复数折射率分布的信息，因此，不仅可以获取样品的吸收率，还可以获取其相位分布。
为了方便操作，对于本申请的检测装置，还可以定制设计图形用户界面(GUI)来操作设备，可以指定所有相关的测量参数，例如液体流速，驱动电流，闪光脉冲持续时间和相机传感器增益等，并包含全息图像重建程序、浮游植物特征提取程序、浮游植物识别程序和实验结果输出程序。将识别结果输出到本地笔记本电脑中。
本实施例中定制设计的图形用户界面(GUI)的全息图像重建程序是为了对连续流动的水样品中发现的目标对象进行自动检测和全息重建，首先需要消除在原始完整图像中发现的静态对象，如流道中的灰尘颗粒等，通过计算仅包含静态对象的前20张图像的时间平均图像，从当前原始全息图中减去平均图像即可获得的目标对象的图像。然后，通过图像分割处理提取目标生物相应的全息图。最后，采用卷积法再现法对于全息图像进行迭代重建，并通过客观图像质量评估方法评估重建图像质量，最后输出全息重建效果最好的图像；浮游植物特征提取程序可以在线分析荧光信号和全息衍射图样的重建图像，分别提取出浮游植物样本的荧光特征信息和几何形态特征(包括面积、周长、长度、宽度、等效直径)、HU不变矩特征和纹理特征等；浮游植物识别程序设计基于两层支持向量机模型的浮游植物分类识别系统，第一层支持向量机分类器模型以荧光特征为输入变量，第二次支持向量机分类器模型以形态学特征为输入变量，两个训练过程是平行的。分别将未知的图像信息和荧光信号信息输入支持向量机，如果第一层支持向量机分类器和第二层支持向量机分类器的识别类别一致，则样本为这种浮游植物的种类；如果它们不一致，则识别标记成为无法识别类别。最后，根据单位时间内通过流动池的流体体积，实现浮游植物细胞密度的快速、准确测量。
本实施例流通式浮游植物种类识别及细胞密度检测的方法，包括以下步骤：
1)通过抽水排水装置将海水样品送入海水样品池，暗反应2min，其中抽水排水装置需要另外安装；
2)控制微型蠕动泵，将海水样品以一定流速泵送到石英毛细管的流动中进行检测；
3)依次点亮中心波长分别430nm、450nm、475nm、525nm和620nm的5种通道荧光检测模块的LED光源，通过硅光电二极管分别检测不同波长通道上的藻类所含色素的荧光信号；
4)点亮全息成像检测模块的LED光源，同步触发CMOS图像传感器，检测藻类的衍射图像信号；
5)通过嵌入式检测模块采集荧光信号和衍射图像信号，存储并发送至上位机模块；
6)上位机模块通过内置算法分析荧光信号和全息衍射图样信号，计算得到浮游植物的种类和细胞大小；
7)重复步骤2-6的操作方式，依次通过荧光检测模块和全息成像检测模块对于下一个小体积海水样品进行检测，存储并荧光信号和衍射光信号发送到上位机进行数据处理；
8)关闭蠕动泵，通过上位机进行分析和计算单位时间内海洋样品中的浮游植物细胞种类和细胞浓度，结束检测。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。
Claims (10)
1.一种流通式浮游植物种类及细胞密度检测装置，其特征在于，包括外壳、数据采集与处理模块和上位机模块；
所述外壳的内部设置有流动室、荧光检测模块和全息成像检测模块；其中，荧光检测模块，包括：相互正交布置的激发光源照明光路和荧光检测光路；
所述激发光源照明光路，包括：430nm检测荧光通道、450nm检测荧光通道、475nm检测荧光通道、525nm检测荧光通道和620nm检测荧光通道5组检测荧光通道；每组检测荧光通道均以流动室为中心由里往外依次由球透镜、光源滤光片和LED光源Ⅰ对称设置；
所述荧光检测光路，包括：含有两片聚光透镜的聚光透镜组、硅光电二极管和放置在两片聚光透镜之间的两片荧光检测滤光片；所述硅光电二极管位于聚光透镜组的外侧；
所述全息成像检测模块，包括：依次设置的LED光源Ⅱ、聚光透镜、可变光阑和面阵探测器，所述LED光源Ⅱ、聚光透镜和可变光阑位于流动室的一侧，所述面阵探测器位于流动室3的另一侧；所述荧光检测模块和全息成像检测模块分别连接数据采集与处理模块，所述数据采集与处理模块连接上位机模块。
2.根据权利要求1所述一种流通式浮游植物种类及细胞密度检测装置，其特征在于，还包括海水样品池和蠕动泵，所述蠕动泵的进水端连接海水样品池，出水端连接流动室。
3.根据权利要求1所述一种流通式浮游植物种类及细胞密度检测装置，其特征在于，所述数据采集与处理模块包括嵌入式控制模块，控制切换不同波长的LED光源Ⅰ和硅光电二极管的采样频率，并将采集到的激发荧光光谱和散射光信号进行处理分析，并将结果发送到上位机模块。
4.根据权利要求1所述一种流通式浮游植物种类及细胞密度检测装置，其特征在于，所述上位机模块为嵌入式单板计算机或者笔记本电脑。
5.根据权利要求1所述一种流通式浮游植物种类及细胞密度检测装置，其特征在于，所述流动室为正方形截面的石英毛细管。
6.根据权利要求1所述一种流通式浮游植物种类及细胞密度检测装置，其特征在于，每个所述检测荧光通道的LED光源Ⅰ的光源驱动电路均采用独立的恒流电源驱动电路；所述光源滤光片为彩色玻璃滤光片；所述球透镜采用K9光学玻璃制成。
7.根据权利要求1所述一种流通式浮游植物种类及细胞密度检测装置，其特征在于，所述外壳为封闭式，由聚甲醛树脂材料制成，所述外壳的两边侧壁上共设置有十个光学窗口，用于对称安装五个不同波长的LED光源Ⅰ。
8.根据权利要求1所述一种流通式浮游植物种类及细胞密度检测装置，其特征在于，所述聚光透镜组的聚光透镜为BK7的平凸透镜；所述荧光检测滤光片选用中心波长为685nm且带宽为40nm的带通滤光片。
9.根据权利要求1所述一种流通式浮游植物种类及细胞密度检测装置，其特征在于，所述LED光源Ⅱ采用中心波长为550nm的LED光源，所述聚光透镜为焦距为20mm的平凸透镜，所述可变光阑的最小孔径为50um；所述面阵探测器选择CMOS图像传感器。
10.采用如权利要求1～9任一项所述流通式浮游植物种类及细胞密度检测装置进行检测的方法，包括以下步骤：
1)将海水样品送入海水样品池，暗反应2min；
2)控制蠕动泵，将海水样品泵送到流通室中进行检测；
3)依次点亮荧光检测模块的中心波长分别为430nm、450nm、475nm、525nm和620nm的LED光源Ⅰ，并分别检测不同藻类所含色素的荧光信号；
4)点亮全息成像检测模块的LED光源Ⅱ，同步触发面阵探测器，检测藻类的衍射图像信号；
5)通过数据采集与处理模块采集荧光信号和衍射图像信号，存储并发送至上位机模块；
6)上位机模块通过内置算法分析荧光信号和全息衍射图样信号，计算得到浮游植物的种类和细胞大小；
7)重复步骤2)-6)的操作方式，依次通过荧光检测模块和全息成像检测模块对于下一个海水样品进行检测，存储并荧光信号和衍射光信号发送到上位机进行数据处理；
8)关闭蠕动泵，通过上位机进行分析和计算单位时间内样品中的浮游植物细胞种类和细胞浓度，结束检测。
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