船舶壓載水微藻活體分級計數裝置的製作方法

2023-05-05 05:22:51

專利名稱：船舶壓載水微藻活體分級計數裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種船舶壓載水分級計數裝置，尤其是涉及一種結合Isopore濾膜、 蠕動泵、ATP提取液、螢光發光劑、光纖探頭結合，以實現船舶壓載水微藻活體快速準確分級分離、計數的裝置。
背景技術：
船舶壓載水含有多種海洋生物，隨壓載水排放進入受納水體易引發外來物種入侵問題。為此，國際海事組織(IMO)制定並於2004年通過了《關於船舶壓載水及其沉積物管理和控制的國際公約》，對壓載水中特定尺寸範圍內的海洋生物活體排放濃度及檢測時限做出了規定，但未規定檢測方法。目前我國海事執法部門只能通過查看船舶壓載水排放日誌或經驗法(如檢查壓載水給排管道是否有壓載水殘留)判斷船舶是否按照規定進行壓載水置換進而判斷船舶所載壓載水是否滿足排放標準，故難以做出及時、準確的判斷，造成巨額經濟損失，更嚴重的是帶來潛在的海洋環境風險。包括我國在內的各締約國正迫切地需要快速、準確、操作簡單的壓載水生物活體總數測量方法。目前壓載水採樣採用分級過濾方式實現，常用編織型濾網進行過濾，孔徑尺寸精確度較低，分級精度需進一步提高。目前計數水生生物數量最為可靠的方法是培養_計數法，該方法準確性、靈敏性均較高，廣泛應用於壓載水生物的相關研究中(Johanna N. Bradie，Sarah A. Bailey, Gerard van der Velde, et al.Brine-induced mortality of non-indigenous invertebrates in residual ballast water[J]. Marine Environmental Research,2010, 70(5) 395-401.)；但該方法涉及實驗較多、操作煩瑣、耗時長、準備和收尾工作繁重，而且需要有大量專業技術人員參與；自然環境中絕大部分細菌(> 85% 99. 999% )以目前的培養手段不可培養(Kuske C，Barns S，Busch J. Diverse uncultivated bacterial group s from soils of the arid southwestern United States that are ρ resent in many geographic regions[J]. Applied and environmental microbiology,1997,63 (9) 3614-3621.)；微生物死/活只能靠肉眼判斷，計數結果受主觀影響較大；壓載水中存在的大量浮遊動物會不停的遊動，極易造成重複計數或者漏記，同樣影響計數的準確性(馮道倫，許樂平.船舶壓載水中生物取樣和檢測的幾個問題[J].環境科學與技術，2009，32 (3) 464-468.)。三磷酸醯苷(ATP)生物發光技術利用存在於生物活體中的ATP在生物體死亡後很快(2h)分解的原理，測定在螢光素酶在ATP作用下氧化D-螢光素產生的螢光強度確定ATP 濃度，進而推算出活菌數。與培養-計數法具有良好的相關性(Anwar Μ, Yaqoob Μ, Waseem A，et al. Bioluminescent determination of adenosine 5' -tripHospHate in blood and milk samples[J]. Journal of the Chemical Society of Pakistan，2006，28(4) 380-384.)，定量能力強，只測量活體生物數量、檢測速度快，適用於快速檢測壓載水生物活體總數。該技術在食品檢驗檢疫中發展較為成熟，但操作複雜。

發明內容
本發明的目的在於提供一種船舶壓載水微藻活體分級計數裝置，結合Isopore濾膜、蠕動泵、ATP提取液、螢光發光劑、光纖探頭從而實現本發明的目的。本發明所解決的技術問題可以採用以下技術方案來實現船舶壓載水微藻活體分級計數裝置，其特徵在於，包括水樣/ATP提取液切換裝置、分級過濾裝置和螢光發光反應池；所述水樣/ATP提取液切換裝置包括次三通器和第一蠕動泵，所述次三通器的三個埠分別設置為水樣入口、ATP提取液入口和三通器出口，水樣入口和ATP提取液入口各設置有一閥門；所述第一蠕動泵的入口與次三通器出口連接，第一蠕動泵的出口和分級過濾裝置的入口連接；所述分級過濾裝置的主體為漏鬥型容器，底部設置有入口，頂部的近埠處設置有卡座、濾膜和密封墊圈，埠處設置有外螺紋，與螢光發光反應池的分級過濾裝置接口連接；所述螢光發光反應池的包括主三通器和第二蠕動泵，主三通器的外表面一側設置有插孔和插銷，插孔中安裝有光纖探頭；主三通器的三個埠分別設置為出口、分級過濾裝置接口和第二蠕動泵接口 ；所述分級過濾裝置接口的埠處設置有內螺紋，第二蠕動泵通過第二蠕動泵接口連接於主三通器。在本發明的一個實施例中，所述第一蠕動泵的出口和分級過濾裝置的入口通過水管連接，第二蠕動泵接口和螢光發光反應池通過水管連接。在本發明的一個實施例中，所述分級過濾裝置與螢光發光反應池通過外螺紋和內螺紋連接，外螺紋套在內螺紋外面，旋緊後螺紋內螺紋下沿抵住密封墊圈，密封墊圈壓緊濾膜，與卡座配合固定濾膜。在本發明的一個實施例中，所述濾膜為Isopore濾膜，Isopore濾膜根據分離的要求設置有若干種不同孔徑的型號。在本發明的一個實施例中，所述分級過濾裝置接口處設置由兩塊擋板組成的液體流道，液體流道的出口位於光纖探頭的前方。本發明的有益效果在於結構簡單、分級精度高、計數準確、並能區分出微生物的死活。


圖1為本發明所述裝置的總體結構示意圖。圖2為本發明所述的水樣/ATP提取液切換裝置的結構示意圖。圖3為本發明所述的分級過濾裝置的結構示意圖。圖4為本發明所述的螢光發光反應池的結構示意圖。
具體實施例方式為使本發明實現的技術手段、創作特徵、達成目的與功效易於明白了解，下面結合具體實施方式
，進一步闡述本發明。
如圖1、圖2和圖3所示，本發明所述的船舶壓載水微藻活體分級計數裝置，主要包括水樣/ATP提取液切換裝置A、分級過濾裝置B和螢光發光反應池C ；所述水樣/ATP提取液切換裝置A包括次三通器5和第一蠕動泵8，所述次三通器 5的三個埠分別設置為水樣入口 2、ATP提取液入口 4和三通器出口 6，水樣入口 2和ATP 提取液4入口各設置有一閥門1和3 ；所述第一蠕動泵8的入口 7與次三通器出口 6通過水管連接，第一蠕動泵8的出口 9和分級過濾裝置B的入口 10連接；所述分級過濾裝置B的主體為漏鬥型容器，底部設置有入口 10，頂部的近埠處設置有卡座11、濾膜12和密封墊圈13，埠處設置有外螺紋14，分級過濾裝置B的主體與螢光發光反應池C的分級過濾裝置接口連接；所述螢光發光反應池C的包括主三通器和第二蠕動泵22，主三通器的外表面一側設置有插孔19和插銷20，插孔19中安裝有光纖探頭；主三通器的三個埠分別設置為出口 21、分級過濾裝置接口和第二蠕動泵接口 16 ；所述分級過濾裝置接口的埠處設置有內螺紋15，第二蠕動泵22通過第二蠕動泵接口 16連接於主三通器，所述分級過濾裝置接口處設置由兩塊擋板17和18的液體流道，液體流道的出口位於光纖探頭的前方。所述分級過濾裝置B與螢光發光反應池C通過外螺紋14和內螺紋15連接，外螺紋套14在內螺紋15外面，旋緊後內螺紋15下沿抵住密封墊圈13，密封墊圈13壓緊濾膜 12，與卡座11配合固定濾膜12。本發明所述系統的工作方法如下首先開啟閥門1，閥門3保持閉合，啟動蠕動泵8，一定體積的壓載水水樣由水樣入口 2進入水樣/ATP提取液切換裝置A，並經過水樣/ATP提取液切換裝置A進入分級過濾裝置B。水樣中微藻被Isopore濾膜12過濾並停留在Isopore濾膜12上，更換不同孔徑的 Isopore濾膜12，可濾出不同尺寸範圍的微藻。海水和小尺寸微藻從螢光發光反應池出口 21排出，一定體積水樣全部通過水樣/ATP提取液切換裝置A後，關閉閥門1，關閉蠕動泵8。啟動蠕動泵22，螢光發光劑進入螢光發光反應池C，螢光發光反應池C內剩餘水樣被排出。此時開啟閥門3，閥門1保持閉合，啟動蠕動泵8，ATP提取液由ATP提取液入口 4 進入水樣/ATP提取液切換裝置A，並經過水樣/ATP提取液切換裝置A進入分級過濾裝置B。 ATP提取液提取濾留在Isopore濾膜12上的微藻中的ATP。ATP與螢光發光劑在光纖探頭插孔19前相遇發生發光反應放出螢光，通過固定在光纖探頭插孔19內的光線探頭傳入螢光分光光度計。蠕動泵8、閥門3、蠕動泵22開啟，直至螢光分光光度計檢測不出螢光。對全過程螢光強度進行積分，利用公式換算出ATP總量和微藻活體總數。以上顯示和描述了本發明的基本原理和主要特徵和本發明的優點。本行業的技術人員應該了解，本發明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發明的原理，在不脫離本發明精神和範圍的前提下，本發明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發明範圍內。本發明要求保護範圍由所附的權利要求書及其等效物界定。
權利要求
1.船舶壓載水微藻活體分級計數裝置，其特徵在於，包括水樣/ATP提取液切換裝置、 分級過濾裝置和螢光發光反應池；所述水樣/ATP提取液切換裝置包括次三通器和第一蠕動泵，所述次三通器的三個埠分別設置為水樣入口、ATP提取液入口和三通器出口，水樣入口和ATP提取液入口各設置有一閥門；所述第一蠕動泵的入口與次三通器出口連接，第一蠕動泵的出口和分級過濾裝置的入口連接；所述分級過濾裝置的主體為漏鬥型容器，底部設置有入口，頂部的近埠處設置有卡座、濾膜和密封墊圈，埠處設置有外螺紋，與螢光發光反應池的分級過濾裝置接口連接；所述螢光發光反應池的包括主三通器和第二蠕動泵，主三通器的外表面一側設置有插孔和插銷，插孔中安裝有光纖探頭；主三通器的三個埠分別設置為出口、分級過濾裝置接口和第二蠕動泵接口 ；所述分級過濾裝置接口的埠處設置有內螺紋，第二蠕動泵通過第二蠕動泵接口連接於主三通器。
2.根據權利要求1所述的船舶壓載水微藻活體分級計數裝置，其特徵在於，所述第一蠕動泵的出口和分級過濾裝置的入口通過水管連接，第二蠕動泵接口和螢光發光反應池通過水管連接。
3.根據權利要求1所述的船舶壓載水微藻活體分級計數裝置，其特徵在於，所述分級過濾裝置與螢光發光反應池通過外螺紋和內螺紋連接，外螺紋套在內螺紋外面，旋緊後內螺紋下沿抵住密封墊圈，密封墊圈壓緊濾膜，與卡座配合固定濾膜。
4.根據權利要求1所述的船舶壓載水微藻活體分級計數裝置，其特徵在於，所述濾膜為Isopore濾膜，Isopore濾膜根據分離的要求設置有若干種不同孔徑的型號。
5.根據權利要求1所述的船舶壓載水微藻活體分級計數裝置，其特徵在於，所述分級過濾裝置接口處設置由兩塊擋板組成的液體流道，液體流道的出口位於光纖探頭的前方。
全文摘要
本發明公開了一種船舶壓載水分級計數裝置，主要包括水樣/ATP提取液切換裝置、分級過濾裝置和螢光發光反應池；一定體積的壓載水水樣經水樣/ATP提取液切換裝置進入分級過濾裝置後，水樣中的微藻由分級過濾裝置的濾膜過濾出來，其他成分則被排出，然後加入ATP提取液提取出微藻的ATP，所述ATP與螢光發光劑在螢光發光反應池中發生發光反應，由光纖探頭檢測發光強度，以此計算出ATP總量和微藻活體總數。本發明的有益效果在於結構簡單、分級精度高、計數準確、並能區分出微生物的死活。
文檔編號G01N1/34GK102384887SQ20111030291
公開日2012年3月21日 申請日期2011年10月9日 優先權日2011年10月9日
發明者丁永生, 馮道倫, 宿鵬浩 申請人:上海海事大學