申请日2013.07.12
公开(公告)日2013.10.23
IPC分类号G01N21/64
摘要
本发明公开了一种船舶生活污水检测装置，包括微流控芯片、激光诱导荧光检测单元、信号处理单元和显示单元，所述的微流控芯片通过数据线依次顺序与激光诱导荧光检测单元、信号处理单元和显示单元连接。所述的微流控芯片包括一个由透光材质形成的微流道，供含有荧光染色细菌的样本溶液流过由于本发明通过数据采集卡采集信号脉冲，并在计算机上显示脉冲个数，从而实现了自动计数。由于本发明通过采用微流控芯片和激光诱导荧光技术，在微小的检测芯片上快速检测样品液中的经染色后的细菌，在样品液预处理完成之后，检测时间可在几分钟之内完成，从而实现了检测时间短。由于本发明可非常有效地收集细菌发出的荧光信号，从而实现了精度高。
权利要求书
1.一种船舶生活污水检测装置，其特征在于：包括微流控芯片(11)、激 光诱导荧光检测单元(12)、信号处理单元(13)和显示单元(14)，所述的微 流控芯片(11)通过数据线依次顺序与激光诱导荧光检测单元(12)、信号处理 单元(13)和显示单元(14)连接;
所述的微流控芯片(11)包括一个由透光材质形成的微流道，供含有荧光 染色细菌的样本溶液流过，微流道的宽度为50～80μm、高度为15μm;
所述的微流道的结构包括鞘液池(111)、鞘液通道(112)、样品液池(113)、 样品液通道(114)、聚集区(115)、主检测流道(116)和废液池(117)，所述 的鞘液池(111)经对称布置的两条鞘液通道(112)与聚集区(115)连通，所 述的样品液池(113)经样品液通道(114)与聚集区(115)连通，所述的聚集 区(115)经主检测流道(116)与废液池(117)连通;
所述的激光诱导荧光检测单元(12)向微流控芯片(11)发出激光，并接 收样品液中细菌被激光激发后产生的荧光信号;
所述荧光检测单元包括激光器(126)、发射光阻滤片(125)、二向色镜(122)、 第一聚集透镜(121)和第二聚集透镜(124);所述的激光器(126)用于发出 激光;所述的发射光阻滤片(125)，用于滤除激光器(126)发出的激光中的杂 散光;所述的二向色镜(122)，用于反射经发射光阻滤片(125)滤光后的激光， 并将荧光染色细菌被激光激发后所发出的荧光透射到激发光阻滤片(123)上; 所述的第一聚集透镜(121)，用于将二向色镜(122)反射的激光聚集于主检测 流道(116)，并将主检测流道(116)发出的荧光聚集于二向色镜(122);所述 的激发光阻滤片(123)，用于滤除经二向色镜(122)透射的荧光中的激光干扰; 所述的第二聚集透镜(124)，用于将激发光阻滤片(123)滤光后的荧光聚集于 信号处理单元(13);
所述的信号处理单元(13)将激光诱导荧光检测单元(12)接收到的荧光 信号转换成电信号并对转换后的电信号进行放大处理;
所述的信号处理单元(13)包括转换模块(131)、信号放大模块(132)和 计数模块(133);所述的转换模块(131)，用于将第二聚集透镜(124)聚集的 荧光信号转换为电信号;所述的信号放大模块(132)，用于将转换模块(131) 转换后的电信号进行放大处理;所述的计数模块(133)将转换模块(131)放 大后的电压信号脉冲通过数据采集卡采集后，被送入计算机内进行计数，并输 出到显示单元(14);
所述的显示单元(14)采用LabVIEW数据处理软件对信号处理单元(13) 转换后的电信号进行计数并显示。
2.根据权利要求1所述的一种船舶生活污水检测装置，其特征在于：所述 的微流道是由聚二甲基氧硅烷或聚甲基丙烯酸甲酯制成的微流道。
3.根据权利要求1所述的一种船舶生活污水检测装置，其特征在于：所述 的微流控芯片(11)包括动力单元(118)，所述的动力单元(118)位于末端废 液池(117)处、驱动样品液在微流道中流动，驱动方式为负压驱动。
说明书
一种船舶生活污水检测装置
技术领域
本发明涉及一种船舶污水检测技术领域，尤其涉及一种船舶生活污水检测 装置。
背景技术
船舶生活污水是指来自于船上人员的日常生活排水，其水体中含有的大量 致病菌，给港口国的环境安全带来了严重威胁，其引起的环境污染问题，正逐 步受到世界各国的重视。
因此，国际海事组织在1976年通过了MEPC.2(V1)决议并于2006年修 订，对污水中的大肠杆菌等进行了严格的规定，例如，大肠菌群几何平均值要 求小于100个/100ml等。
现有技术提供的船舶生活污水检测方式是将采集到的水体进行培养基培 养，并在显微镜下观察，通过人工进行目测计数，其耗时长、误差大，无法在 实际中广泛应用。
发明内容
为解决现有技术存在的上述问题，本发明要设计一种可自动计数、检测时 间短、检测结果误差小的船舶生活污水检测装置。
为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：一种船舶生活污水检测装置， 包括微流控芯片、激光诱导荧光检测单元、信号处理单元和显示单元，所述的 微流控芯片通过数据线依次顺序与激光诱导荧光检测单元、信号处理单元和显 示单元连接;
所述的微流控芯片包括一个由透光材质形成的微流道，供含有荧光染色细 菌的样本溶液流过，微流道的宽度为50～80μm、高度为15μm;
所述的微流道的结构包括鞘液池、鞘液通道、样品液池、样品液通道、聚 集区、主检测流道和废液池，所述的鞘液池经对称布置的两条鞘液通道与聚集 区连通，所述的样品液池经样品液通道与聚集区连通，所述的聚集区经主检测 流道与废液池连通;
所述的激光诱导荧光检测单元向微流控芯片发出激光，并接收样品液中细 菌被激光激发后产生的荧光信号;
所述荧光检测单元包括激光器、发射光阻滤片、二向色镜、第一聚集透镜 和第二聚集透镜;所述的激光器用于发出激光;所述的发射光阻滤片，用于滤 除激光器发出的激光中的杂散光;所述的二向色镜，用于反射经发射光阻滤片 滤光后的激光，并将荧光染色细菌被激光激发后所发出的荧光透射到激发光阻 滤片上;所述的第一聚集透镜，用于将二向色镜反射的激光聚集于主检测流道， 并将主检测流道发出的荧光聚集于二向色镜;所述的激发光阻滤片，用于滤除 经二向色镜透射的荧光中的激光干扰;所述的第二聚集透镜，用于将激发光阻 滤片滤光后的荧光聚集于信号处理单元;
所述的信号处理单元将激光诱导荧光检测单元接收到的荧光信号转换成电 信号并对转换后的电信号进行放大处理;
所述的信号处理单元包括转换模块、信号放大模块和计数模块;所述的转 换模块，用于将第二聚集透镜聚集的荧光信号转换为电信号;所述的信号放大 模块，用于将转换模块转换后的电信号进行放大处理;所述的计数模块将转换 模块放大后的电压信号脉冲通过数据采集卡采集后，被送入计算机内进行计数， 并输出到显示单元;
所述的显示单元采用LabVIEW数据处理软件对信号处理单元转换后的电信 号进行计数并显示。
本发明所述的微流道是由聚二甲基氧硅烷或聚甲基丙烯酸甲酯制成的微流 道。
本发明所述的微流控芯片包括动力单元，所述的动力单元位于末端废液池 处、驱动样品液在微流道中流动，驱动方式为负压驱动。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1、由于本发明通过数据采集卡采集信号脉冲，并在计算机上显示脉冲个数， 从而实现了自动计数。
2、由于本发明通过采用微流控芯片和激光诱导荧光技术，在微小的检测芯 片上快速检测样品液中的经染色后的细菌，在样品液预处理完成之后，检测时 间可在几分钟之内完成，从而实现了检测时间短。
3、由于本发明的微流控芯片采用了动力单元，其原理是在末端废液池处连 接动力单元(如注射泵)进行抽吸，从而驱动芯片内部流道溶液流动。使样品 液在鞘液的夹紧作用下，其聚焦宽度能保证在7～5μm，从而确保样品液中的检 测细菌呈单排通过检测区域，实现了检测精度高。
4、应用本发明提供的船舶生活污水检测装置可以实现对船舶生活污水的自 动检测，避免了现有通过人工进行目测计数，耗时长、误差大的问题，且操作 简单、精度高;其中的信号处理单元和显示单元可集成于单片机或手持设备中， 以使得装置体积减小，便于携带，在海事量化执法过程中，具有重要的社会意 义和经济价值。
