[发明专利]基于宽光谱分束合束的荧光藻类原位分析装置

说明书

本发明涉及一种基于宽光谱分束合束的荧光藻类原位分析装置，宽光谱光源出射光路上依次设置有光束整形元件、宽光谱分束元件、准直整形元件、移动通光孔，移动通光孔透射的荧光激发光束上依次设置有光束会聚元件、宽光谱合束元件、激发光束整形元件、荧光激发聚焦元件，荧光光束光路上依次设置有探测会聚元件、滤光元件、荧光光电探测器，荧光光电探测器检测经过探测会聚元件会聚和滤光元件滤波后的藻类荧光信号；检测水体区域设置有显微物镜、成像元件、二维成像光电探测器，构成原位藻类显微成像模块，控制分析部件与位移控制部件、荧光光电探测器和二维成像光电探测器相连接，实现荧光信息、图像信息、移动通光孔移动选择波长光束通过，实现藻类原位分析。

技术领域

本发明涉及一种藻类分析装置，特别是一种基于宽光谱分束合束的荧光藻类原位分析装置，主要用于藻类研究、藻体演化、水生物圈、水质监测、水道分析评估、水环境监测、水资源评估、化学分析、湖泊工程、科研教学、藻类爆发监测、藻类生长监控等领域中的藻类分析。

背景技术

藻类在现代植物学中指无根、茎、叶的分化、个体发育中无胚胎时期、光合自养的一类低等植物。藻类是所有植物中最古老的。大多数藻类生活在水中。它们的结构非常简单，每个可见的个体都没有根、茎、叶的区别，是一个叶状体。我国学者一般将藻类分为11门：蓝藻、红藻、隐藻、甲藻、金藻、黄藻、硅藻、褐藻、裸藻、绿藻、轮藻。水体富营养化引起藻华频繁爆发，寻求一种设备简单、操作方便、准确性高、价格低廉的蓝藻检测技术，实现藻类的实时、连续的原位监测，是水体富营养化预测预警的重要研究方向。光藻类分析装置在藻类研究、藻体演化、水生物圈、水质监测、水道分析评估、水环境监测、水资源评估、化学分析、湖泊工程、科研教学、藻类爆发监测、藻类生长监控等领域中具有重要研究意义和应用价值。

在先技术中，存在藻类分析装置，基于显微镜技术的生物显微镜和基于显微镜系统的流式细胞仪，在先技术和装置具有相当的优点，但是，仍然存在一些本质不足：1）基于生物显微镜和流式细胞仪的藻类分析装置，均需要将被检测水体进行采样，形成样品或导入装置，无法实现藻类原位分析；2）被检测藻类已经脱离原有自然环境，检测时环境与藻类生存环境不统一，导致藻类分析检测精度低、准确性差，不能反映真实水体藻类情况，抗干扰性弱；3）由于藻类种类繁多，在基于图像处理的生物显微镜和流式细胞仪检测分析中，检测实时性不足、算法复杂、检测分析难度大，不能很好地进行藻类分析检测；4）在先技术基于显微图像进行检测分析，不能基于藻类自身生物和荧光特性进行检测和分类，影响藻类分析目的实现，获得信息量低，影响应用范围；5）在先装置智能化程度低、灵活性差、功能扩充性不高。

发明内容

本发明的目的在于针对上述技术的不足，提供基于宽光谱分束合束的荧光藻类原位分析装置，该装置具有原位检测、在线检测、精度高、准确性好、客观可靠、抗干扰能力强、实时性好、算法简单、容易实现、分析能力强、信息量大、应用范围广、智能化程度高、灵活性好、功能易于扩充等特点。