[发明专利]一种法医学硅藻检验的自动化方法

权利要求书

1.一种法医学硅藻检验的自动化方法，其特征在于包括依次进行的硅藻扫描电镜图像数据库的建立、硅藻自动化识别系统的建立和水样和尸体脏器组织中硅藻自动化检测过程：

所述硅藻扫描电镜图像数据库建立包括如下步骤：

A1、采集不同地理位置的水样；A2、对水样进行硅藻检验，所述水样硅藻检验包括微波消解、真空抽滤和扫描电镜图像自动拍摄步骤；A3、对硅藻扫描电镜图像进行分析，根据硅藻壳面的形态结构，建立不同种类硅藻的扫描电镜图像数据库；

所述硅藻自动化识别系统的建立过程包括如下步骤：

B1、硅藻扫描电镜图像的预处理，包括：采用Gabor滤波器、灰度阈值分割处理和数学形态学处理方法进行图像增强、图像分割和二值化处理；

B2、将硅藻壳面的特征形态结构从预处理后的图像中提取出来，建立不同种属硅藻形态结构特征的数据库；

B3、采用基于人工神经网络和统计决策理论的决策树方法，根据硅藻形态结构特征，对不同种属硅藻进行分类识别；

所述水样和尸体脏器组织中硅藻自动化检测过程包括：

C1、对水样和脏器组织进行硅藻检验，所述水和脏器组织硅藻检验包括微波消解、真空抽滤和扫描电镜图像自动拍摄步骤；

C2、对所拍摄扫描电镜图像，采用Gabor滤波器、灰度阈值分割处理和数学形态学处理方法进行图像增强、图像分割和二值化处理；提取形态结构特征，并在硅藻形态结构特征数据库中进行检索匹配和统计计算；

步骤A2和C1中所述微波消解步骤为：

所述待检验样品为1-10g肺组织、1-10g肝、1-10g肾组织、1-10g骨髓或1-10ml的水样；

取待检验样品置微波消解仪的消解罐内，加入1-10ml浓硝酸和1-5ml的30％过氧化氢，然后将消解罐置于微波消解仪内进行微波消解；微波消解仪消解条件为：5-10min内将微波功率由0升至600-1000W，保持该功率10-20min后停止微波辐射，通风冷却，直至消解罐外部温度降至30-50℃，然后加入30-60mL超纯水以稀释组织消解液的酸度；将稀释后的消解液转移至试管中；用1-5NNaOH溶液浸泡消解罐，并用超纯水洗净。

2.根据权利要求1所述的法医学硅藻检验的自动化方法，其特征在于所述步骤A2和步骤C1中对水样和组织器官进行硅藻检验至少包括以下步骤：

(1)微波消解：

将待检验样品加至微波消解罐内，加入浓硝酸和过氧化氢溶液后进行微波消解，消解后加入超纯水稀释消解液；将消解液转移后，消解罐用NaOH溶液浸泡，再用超纯水清洗；

(2)真空抽滤：

采用真空抽滤装置，将稀释后的消解液进行真空抽滤，消解液抽滤完后加超纯水继续抽滤，使滤膜表面接近中性，最后加无水乙醇抽滤以去除滤膜水分；

(3)扫描电镜自动拍照并存储图像：

在真空镀膜仪或离子溅射仪中将滤膜表面镀上金属膜，使其具有导电性，然后在扫描电镜放大下，将滤膜含样品区域化分成若干个相同大小、紧密相邻的视场，对每个视场进行自动拍照并存储其图像。

3.根据权利要求2所述的法医学硅藻检验的自动化方法，其特征在于微波消解步骤前设有防止污染影响的空白试验步骤，以确认所有试剂、工具、器皿以及消解罐不含硅藻。

4.根据权利要求2所述的法医学硅藻检验的自动化方法，其特征在于所述真空抽滤步骤的真空度为100-800mmHg，所采用滤膜直径10-50cm，孔径为0.1-1.0μm。

5.根据权利要求2所述的法医学硅藻检验的自动化方法，其特征在于所述真空抽滤步骤中采用单联或多联真空抽滤装置进行真空抽滤，所述单联真空抽滤装置每次只对一个样品进行抽滤；所述多联真空抽滤装置，每次可同时对多个样品进行抽滤处理。

6.根据权利要求5所述的法医学硅藻检验的自动化方法，其特征在于所述真空抽滤装置包括滤杯、滤膜、抽滤接口、滤液收集瓶、抽真空管、真空泵；所述滤杯下设滤膜，滤膜下设抽滤接口和滤液收集瓶，真空泵通过抽真空管与抽滤接口连接，真空泵抽真空后滤液通过滤膜进入滤液收集瓶；

所述多联真空抽滤装置的抽真空管道包括总管和与总管相连的若干个支管，总管与真空泵连接，各个支管与每个抽滤接口连接，实现同时真空抽滤功能。

7.根据权利要求2所述的法医学硅藻检验的自动化方法，其特征在于在扫描电镜放大倍数下，将滤膜含样品区域分成若干个相同大小、紧密相邻的视场，通过计算机程序驱动扫描电镜样品台自动移动，逐个拍摄所划分视场的图像，并对图像进行存储，具体参数设置为：加速电压10-20KV，放大倍数300-10000X，图像分辨率为1024×800-2048×1600；样品扫描区域为5×5mm²-20×20mm²的矩形区域。