TW201516154A - 微藻監測系統與方法 - Google Patents

Abstract

一種微藻監測系統，用於監測一容器內的微藻，包含一吸收光感測單元、一葉綠素螢光感測單元，及一控制單元。主要是以該吸收光感測單元偵測通過該微藻液且包含至少二種以上特徵波段光的光強度，及以該葉綠素螢光感測單元偵測該微藻液的螢光光強度，最後，該控制單元會以前述光強度、螢光光強度為檢測數據，計算前述微藻針對每一特徵波段光的吸收值，及釋放的葉綠素相關參數。藉此，以多種特徵波段光的吸收值及葉綠素相關參數，可以量測微藻的葉綠素活性、含量，及其他色素含量，進而提升評估微藻細胞濃度與生長狀況時的準確性。

Description

微藻監測系統與方法

本發明是有關於一種監測系統與方法，特別是指一種微藻監測系統與方法。

在大量培養微藻的養殖過程中，必須不斷的監測微藻的生長狀況，才能確保所生產的微藻的細胞密度、細胞生長期能夠維持所需的品質。

由於人工監測的方式，過於耗時、費工，並具有較大的人為誤差，因此，已逐漸被自動化的微藻監測設備所取代，而目前市面上的微藻監測方法，主要是以通過微藻液之單波段光的光強度，獲得微藻的光吸收值，做為評估微藻細胞濃度的參考依據。

惟，微藻通常有多種色素，且生長過程中色素的含量也會改變，因此，如果只以單波段光的光吸收值，做為評估細胞濃度的參考依據，在實務上並不理想，且準確性不高。此外，雖然也有少部份的研究單位，以葉綠素螢光相關參數評估微藻的細胞濃度與生長狀況，則同樣會因為無法得知其他色素的含量，而有準確性不高的情形，這也是造成使用者對於自動化微藻監測設備使用意願不高 的主因。

因此，本發明之目的，即在提供一種能夠提升評估微藻細胞濃度與生長狀況準確性的微藻監測系統與方法。

於是，本發明微藻監測方法，用於監測一容器內的微藻，以一吸收光感測單元、一葉綠素螢光感測單元，及一控制單元為工具，該微藻監測方法包含下列步驟：(a)導入包含微藻的微藻液至該容器。(b)該吸收光感測單元偵測通過該微藻液且包含至少二種以上特徵波段光的光強度。(c)該葉綠素螢光感測單元偵測該微藻液的螢光光強度。(d)該控制單元以前述光強度、螢光光強度為檢測數據，計算前述微藻針對每一特徵波段光的吸收值，及釋放的葉綠素相關參數。

一種微藻監測系統，用於監測一容器內的一微藻液，包含一吸收光感測單元、一葉綠素螢光感測單元，及一控制單元。該吸收光感測單元相對微藻液發射至少二種以上的特徵波段光，及偵測通過該微藻液之特徵波段光的光強度。該葉綠素螢光感測單元偵測該微藻液的螢光光強度。該控制單元以前述光強度、螢光光強度為檢測數據，計算前述微藻針對每一特徵波段光的吸收值，及釋放的葉綠素相關參數。

本發明之功效：以多種特徵波段光的吸收值及葉綠素相關參數，可以量測微藻的葉綠素活性、含量，及 其他色素的含量，進而提升評估微藻細胞濃度與生長狀況時的準確性。

1‧‧‧容器

11‧‧‧引流口

2‧‧‧微藻液

3‧‧‧吸收光感測單元

31‧‧‧第一發光模組

311‧‧‧發光二極體

32‧‧‧色彩感測模組

321‧‧‧濾光片

322‧‧‧光強度感測器

4‧‧‧葉綠素螢光感測單元

41‧‧‧第二發光模組

411‧‧‧發光二極體

42‧‧‧螢光感測模組

421‧‧‧紅色濾光片

422‧‧‧螢光強度感測器

5‧‧‧控制單元

51‧‧‧顯示介面

6‧‧‧電腦

71~78‧‧‧步驟流程

8‧‧‧蠕動泵

本發明之其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中：圖1是一示意圖，說明本發明一微藻監測系統與方法的一較佳實施例；圖2是該較佳實施例的一剖視圖；及圖3是該較佳實施例的一流程圖。

在本發明被詳細描述之前，應當注意在以下的說明內容中，類似的元件是以相同的編號來表示。

參閱圖1、圖2，本發明微藻監測系統的一較佳實施例，用於監測一容器1內包含微藻的一微藻液2。該容器1具有導引流體進、出的二引流口11。該微藻監測系統包含一吸收光感測單元3、一葉綠素螢光感測單元4、一控制單元5，及一電腦6。

該吸收光感測單元3具有相對設置在該容器1二側且發射特徵波段光的一第一發光模組31，及接收特徵波段光的一色彩感測模組32。該第一發光模組31具有排列成陣列的數發光二極體311，用於發射七種可見光與一種紅外線。該色彩感測模組32在本較佳實施例具有四濾光片321，及一光強度感測器322。該等濾光片321分別供波段 不重複的光穿透。該光強度感測器322感測每一特徵波段光的光強度。

該葉綠素螢光感測單元4具有相對設置在該容器1另外二側的一第二發光模組41，及接收螢光的一螢光感測模組42。該第二發光模組41具有產生亮光的數發光二極體411。該螢光感測模組42具有供光通過的一紅色濾光片421，及一螢光強度感測器422。

該控制單元5與該光強度感測器322、該螢光強度感測器42電連接，用於控制該光強度感測器322、該螢光強度感測器42開、關，及以光強度、螢光光強度為數據，計算微藻針對每一特徵波段光的吸收值，及釋放的葉綠素相關參數，並具有顯示檢測數據，及前述吸收值、葉綠素相關參數的一顯示介面51。

該電腦6與該控制單元5電連接，能夠接收由該控制單元5所傳輸的吸收值、葉綠素相關參數，達到展示的目的。

參閱圖3，及圖1、圖2，以下即針對本發明微藻監測方法結合實施例步驟說明如后：

步驟71：透過一蠕動泵8由該容器1引流口11導入不含微藻的一空白樣本至該容器1。

步驟72：該吸收光感測單元3的光強度感測器322偵測四種特徵波段光的光強度。檢測時，主要是由該第一發光模組31相對該色彩感測模組32發射可見光或紅外線，使可見光或紅外線依序通過空白樣本及濾光片321，由 於該等濾光片321只能分別供一特徵波段且不重複的光穿透，因此，該光強度感測器322可以偵測到四種特徵波段光的光強度。

步驟73：該葉綠素螢光感測單元4的螢光強度感測器422偵測螢光的光強度。檢測時，主要是由該第二發光模組41相對該螢光感測模組42發射亮光，使亮光通過空白樣本及紅色濾光片421後，由該螢光強度感測器422偵測螢光光強度。

步驟74：透過該蠕動泵8由該容器1引流口11導入含微藻的微藻液2至該容器1。

步驟75：該吸收光感測單元3的光強度感測器322偵測四種特徵波段光的光強度。檢測時，主要是由該第一發光模組31相對該色彩感測模組32發射可見光或紅外線，使可見光或紅外線依序通過微藻液2及濾光片321，由於該等濾光片321只能分別供一特徵波段且不重複的光穿透，因此，該光強度感測器322可以偵測到四種特徵波段光的光強度。

步驟76：該葉綠素螢光感測單元4的螢光強度感測器422偵測螢光的光強度。檢測時，主要是由該第二發光模組41相對該螢光感測模組42發射亮光，使亮光通過微藻液2後，激發微藻的螢光，及使螢光通過紅色濾光片421後，由該螢光強度感測器422偵測螢光光強度。

步驟77：該控制單元5匯整前述空白樣本與微藻液2四種特徵波段光的光強度值與螢光值，並顯示於該 顯示界面51。

步驟78：該控制單元5以前述空白樣本的光強度、螢光光強度為對照數據，以微藻液2的光強度、螢光光強度為檢測數據，計算檢測數據與對照數據的差值後，獲得前述微藻針對每一特徵波段光的吸收值，及釋放的葉綠素相關參數，並顯示於該顯示界面51。

步驟79：該電腦6接收由該控制單元5所傳輸的吸收值、葉綠素相關參數，達到展示或傳輸的目的。

綜上所述，本發明之微藻監測系統與方法具有下列優點及功效：本發明能夠以多種特徵波段光的吸收值及葉綠素相關參數，不但可以量測微藻中葉綠素的含量，也可以量測微藻中其他色素如胡蘿蔔素、藻藍蛋白等色素的含量，進而提升評估微藻細胞濃度與生長狀況時的準確性。

惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

1‧‧‧容器

11‧‧‧引流口

2‧‧‧微藻液

3‧‧‧吸收光感測單元

31‧‧‧第一發光模組

32‧‧‧色彩感測模組

4‧‧‧葉綠素螢光感測單元

41‧‧‧第二發光模組

42‧‧‧螢光感測模組

5‧‧‧控制單元

51‧‧‧顯示介面

6‧‧‧電腦

8‧‧‧蠕動泵

Claims (10)

1. 一種微藻監測方法，用於監測一容器內的微藻，以一吸收光感測單元、一葉綠素螢光感測單元，及一控制單元為工具，該微藻監測方法包含下列步驟：(a)導入包含微藻的微藻液至該容器；(b)該吸收光感測單元偵測通過該微藻液且包含至少二種以上特徵波段光的光強度；(c)該葉綠素螢光感測單元偵測該微藻液的螢光光強度；(d)該控制單元以前述光強度、螢光光強度為檢測數據，計算前述微藻針對每一特徵波段光的吸收值，及釋放的葉綠素相關參數。
2. 如請求項1所述的微藻監測方法，更包含有在步驟(a)前的一步驟(e)，導入不含微藻的一空白樣本至該容器，一步驟(f)，該吸收光感測單元偵測通過該空白樣本且包含至少二種以上特徵波段光的光強度，一步驟(g)，該葉綠素螢光感測單元偵測該空白樣本的螢光光強度，且該步驟(d)的控制單元，是以前述空白樣本的光強度、螢光光強度為對照數據，計算檢測數據與對照數據的差值後，獲得前述微藻針對每一特徵波段光的吸收值，及釋放的葉綠素相關參數。
3. 一種微藻監測系統，用於監測一容器內的一微藻液，包含：一吸收光感測單元，相對微藻液發射至少二種以上 的特徵波段光，及偵測通過該微藻液之特徵波段光的光強度；一葉綠素螢光感測單元，偵測該微藻液的螢光光強度；及一控制單元，以前述光強度、螢光光強度為檢測數據，計算前述微藻針對每一特徵波段光的吸收值，及釋放的葉綠素相關參數。
4. 如請求項3所述的微藻監測系統，其中，該吸收光感測單元具有相對設置在該容器且發射特徵波段光的一第一發光模組，及接收特徵波段光的一色彩感測模組。
5. 如請求項4所述的微藻監測系統，其中，該第一發光模組具有數發光二極體，用於發射七種可見光與一種紅外線。
6. 如請求項4所述的微藻監測系統，其中，該色彩感測模組具有數濾光片，及一光強度感測器，該等濾光片分別供波段不重複的光穿透，該光強度感測器感測特徵波段光的光強度。
7. 如請求項3所述的微藻監測系統，其中，該葉綠素螢光感測單元具有相對設置在該容器且發射亮光的一第二發光模組，及接收螢光的一螢光感測模組。
8. 如請求項7所述的微藻監測系統，其中，該螢光感測模組具有供光通過的一紅色濾光片，及一螢光強度感測器。
9. 如請求項3所述的微藻監測系統，更包含有與該控制單 元電連接的一電腦，該控制單元傳輸前述每一特徵波段光的吸收值，及釋放的葉綠素相關參數至該電腦。
10. 如請求項9所述的微藻監測系統，其中，該控制單元具有顯示前述檢測數據的一顯示介面。