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船舶压载水藻类溶液抽真空法快速浓缩检测设备设计

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  摘要:本文阐述某些特种船舶由于??渴奔涞南拗菩枰焖偌觳?例如集装箱船),压载水的藻类溶液需要做快速浓缩的问题,基于UtermAKohl方法以及结合前人研究的设备上进行改进和创新,设计了利用抽真空方法浓缩藻类溶液并基于设想的接合计数框进行试验,减少由于液体转移带来的数据准确度下降。最终达到快速准确的得到需要的数据。??
中国论文网 http://www.darwee.com/8/view-9182443.htm
  关键词:UtermAKo¨hl;浮游生物;浓缩;抽真空;设备??
  中图分类号:U664.9;X736.3文献标志码:A文章编号:1671??7953(2009)03??0007??03
  
  1 压载水藻类溶液浓缩问题
  
  ?ニ孀殴?际贸易的提高,从事于国际运输的船舶数量激增,其携带的船舶压载水给当地生物带来了破坏性的影响。所以对于船舶压载水的处理和检验成为了具有海域国家在进行物种入侵研究和?;な钡闹氐??!豆蚀把乖厮俺恋砦锟刂朴牍芾砉肌分卸匝乖厮欧判阅鼙曜妓娑ǖ摹?0μm的微生物要少于10个/m??3 ,浓度非常低,远低于检测极限,所以需要对样品进行浓缩。 对于大部分的船舶,特别是集装箱船,由于港口装卸设备和船舶集装箱的标准化,使得其装卸货时间十分的短暂,这时又要满足船舶关于压载水的检测,快速性也就成了船舶检验压载水的瓶颈。压载水的快速浓缩是利用外力在不破坏生物活性的同时达到快速检测的效果,其研究一直是一个人们关注又相对比较难以解决的问题。
  
  2 实验的设想及创新
  
  ?ケ臼笛樯璞甘腔?于国际上较流行采用自然沉降的方法进行样本浓缩的UtermAKo方法和T. Lovegrove发表的《用倒置显微镜观测的沉降设备的一种改进方法》以及受到南澳的佛林德斯大学的Rosemary Paxinos 和 James G.Mitchell通过在标准的UtermAKo方法上,运用活塞式压缩藻类溶液使沉降的时间缩短的启发,但是国际上通用的UtermAKo方法其准确性虽已得到了认可,但是其试验的时间超过24个小时;南澳佛林德斯大学的Rosemary Paxinos 和 James G.Mitchell的压缩改进式UtermAKo¨hl方法其在时间上缩短为2个小时,但由于多次的转移样品,造成了检测中需要仪器准确性和操作人员素质要求高的需求,同时由于活塞环为了防止溶液的通过,使得产生了较大的压缩压力,对于某些藻类将可能致死或变形。
  ?ケ臼笛槔?用负压法快速抽取上清液的方法来达到快速浓缩的目的,同时由于本实验结合了可拆卸的底部装置(如图一中a和b通过凡士林涂沫连接,若用正压压缩,将破坏连接),必须使用负压真空法浓缩。从而达到大幅度的缩短样品的浓缩时间又不破坏样品,并且能使实验结果准确的目的。其中运用T. Lovegrove发表的《用倒置显微镜观测的沉降设备的一种改进方法》的主体部分,图一为未修改过的主体部分,a为一个有机玻璃管嵌入在一块有机玻璃板的中心位置,并且保证它们结合处的密封及使其底部平齐;b为一块中心开孔,孔径的尺寸为有机玻璃管内径的尺寸,并且在底部用载玻片连接,形成一个小沉降聚集室。并且具有个凸台,底部还用氯仿连接两块支撑台;c为操作底部。整套机体的操作过程是在a底面涂上凡士林,在用力使a和b结合在一起,形成良好的密封;并把它们放入c中;再将需要沉降液体倒入管中,通过长时间的静置沉降,最后使得需沉降物聚集在b中所形成的小室的载玻片上;通过移除a部分,在把b取出,放入倒置显微镜下观测,通过计数,得到最后的数据和结果。本试验通过改进,使得b中薄板的厚度变为0.1cm,这样通过固定剂固定的藻类溶液,可以沉淀在b的底部。同时把b底部连接的载玻片改为合适的计数框;然后通过正置的显微镜就可以观测到并且计数。图二和图三是在实际设计过程中,主体的正视图以及左视图。
  ?テ渲谐檎婵盏牟糠植捎玫氖抢嗨苹钊?的形式,其材质为不锈钢?;钊凡坑涤辛降阑钊?,第一道用于保证活塞的密封效果,由于是抽真空,所以第一道环可以根据需要,用内部缠绕玻璃带的方式调节松紧的效果。第二道环主要是为了保证良好的对中效果而设计的。在抽真空活塞的上部,拥有一个可以调节的卡环,其目的是为了在控制活塞头部下行的距离,使得b中浓缩的液体不会被抽走?;钊凡可杓朴锌刹鹦兜目ㄆ?,其上有6-8个孔,它的主要作用是把带有纱布的过滤薄膜固定,并且能让上清液从小孔中通过,起到过滤得效果。其整体的效果图,用正视图表示,如图三。
  
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  3 实验
  
  3.1操作过程
  ?ケ臼匝檠≡竦脑逦?异湾藻,主要是由于它活性在同类藻中是较强的;培养液为f/2;选用孔径10μm过滤膜。操作的过程为:先在a的底部涂抹凡士林,然后和b中的孔进行对中,在轻轻用力,使a和b得到良好的密封效果;其次把结合的a和b部分放入底座c中,再在有机玻璃管中倒入需要浓缩的藻类液体,把已调整好的抽真空活塞部分放入有机玻璃管中,(已调整好的意思是卡环7调整道具活塞头顶部的位置与有机玻璃管一样的长度,然后锁紧;同时活塞环的松紧度已经通过抽水试验调整合适;并且,带有纱布支撑的过滤薄膜已经由活塞头卡片8固定);再次,在抽真空橡胶管结合口处用橡胶管连接到三通阀上,再将三通阀连接到抽真空机上。最后,通过三通阀调整真空度,以进行抽真空浓缩的时间调节,达到缓慢匀速,并且尽可能不破坏细胞的活性。当活塞下行至卡环卡在有机玻璃管边缘时,即关闭真空机,缓慢的移出a部分,并且取出b部分进行观测计数。
  
  3.2试验结果
  ?ハ榷耘嘌?藻类的液体进行计数,使用血细胞计数框(选用容量为1ml的),先取样品进行计数,其计数通过对血细胞计数框四个中格进行读数,同时通过进行三次对同一样品进行读数,取其和值。然后再取出2ml样品在培养液中稀释成为20ml,在进行抽真空试验,本次试验活塞头缓慢移动浓缩的时间为30分钟,主要是为了让溶液中的藻细胞能尽量少得依附在膜及活塞头卡片上,同时保证细胞的活性。然后取其浓缩后的样本进行读数,同时也对同种样本进行三次读数,取其和值。通过对比两个值得到,相似度的数据。设原样品的计数和值为a,单位为个;浓缩后的样品计数和值为b单位为个;相似度为c。
  ?ス?式:(浓缩后的样品计数和值÷2)÷原样品的计数和值=相似度FL)
  
  4 结论
  
  ?ケ炯觳馍璞竿ü?在同种条件(藻类的种类,培养的天数,温度等)下,对比UtermAKo方法和本实验的数据结果,试验时间总体缩短为1-1.5个小时,相似程度达到80-85%,基本达到了本试验预定的效果。同时这种装置设计简单,可操作性强,由于b部分底部采用了特别制作的计数框,就可以不通过移动液体,从而减少了试验中的误差,并且在真空度调节上也能针对不同的藻类样品进行相应的调节,以达到不破坏藻细胞和试验准确的最优化效果。
  ?ビχ赋霰臼笛榇嬖谙铝形侍猓菏笛榫?度存在误差,包括人为操作误差;取样误差;实验设备的不规范引起的误差,计数误差,实验本身所具有的误差(如细胞会产生挂壁等)。所以对于需要高精度检测时,必须改进设备的材料及设备的精度,以及通过大量实验总结,引入一些修正系数,来进一步减小误差。
  
  参考文献??
 ?。?] ZK(#T LOVEGROVE. An Improved Form of Sedimentation Apparatus for Use with an Inverted. Microscope Applied Environment[J].Microbiol.1994,60(7).??
 ?。?] ROSEMARY PAXINOS ,JAMES G.MITCHELL. A rapid UtermAKo¨hl method for estimating algal numbers[J].Journal of Plankton Research 2000,22(12):2255-2262.??
 ?。?] 孙军,刘东艳,钱树本. 一种海洋浮游植物定量研究分析方法[J].黄渤海海洋.2002,20(2).

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