基本信息
- 项目名称：
- 应用于海事执法的船舶生活污水快速检测方法研究
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 机械与控制
- 大类：
- 科技发明制作A类
- 简介：
- 本项目主要在基于微流控芯片上采用阻抗脉冲法对船舶生活污水中的大肠杆菌进行快速方便计数，可以作为海事量化执法的有效工具。
- 详细介绍：
- 阻抗脉冲法是一种能通过直接测量提供颗粒体积数据和绝对计数的分析方法。它根据颗粒在通过一个小微孔的瞬间, 占据了小微孔中的部分空间而排开小微孔中的导电液体, 使小微孔两端的电阻发生变化的原理来统计流经微孔颗粒数目。 微流控芯片目前广泛应用于医学、生物和化学等多个领域的分离、检测和分析等基本操作。主要优点在于体积小、分析检测时间短；同时用需的样本容量及相关试剂用量少。 本项目制作合适的微流控芯片使样本中的大肠杆菌逐个通过检测区域，检测方法为阻抗脉冲法，为所检测的电压信号放大整理计数，并在电脑和LED屏上显示大肠杆菌数目，为海事执法提供有效的量化工具。
作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 为解决海事执法过程中无法定量快速检测生活污水中大肠杆菌数目问题，本团队在微流控芯片基础上采用阻抗脉冲法开展对船舶生活污水快速检测方法的研究，研制船舶生活污水快速检测器样机，为海事主管机关提供有效合适的量化执法手段。关键技术问题： （1）微流控芯片中保证细菌依次通过检测环节；（2）减小检测装置的信噪比，防止检测曲线的偏移；（3）在允许的误差范围内，采取有效措施提高检测器的通流量
科学性、先进性
- 1）本方法最突出的优点在于将阻抗脉冲法和微流控芯片技术进行有效结合，使得整个检测装置尺寸大大缩小，具有突出的便携性，完全符合海事量化执法的要求。 （2）本方法不用对大肠杆菌进行任何标记以及不需要其它复杂仪器，只需合适的检测电路和微米级或纳米级的微流控芯片，本方法制作成本低且易于操作。 （3）传统的大肠杆菌计数方法，如多管发酵法和滤膜法检测，需要对大肠杆菌进行培养，并在显微镜下人工目测计数，周期长，操作繁琐，误差大。本方法能够实现计数过程自动化且精确度高。
获奖情况及鉴定结果
- 无
作品所处阶段
- 实验室阶段
技术转让方式
- 专利转让
作品可展示的形式
- 图片
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 本发明为海事执法提供方便可靠的量化工具，能有效的控制船舶生活污水的任意排放，对维持我国内河和海洋环境生态平衡有着极为重要的意义。这也会为我国水产养殖业和渔业的快速发展创造了良好健康的环境，有效地增加相关产业的收益。本团队目前是以船舶生活污水为样本对其进行快速检测研究。成型改进后的本产品可适合于陆上水质检验单位，例如自来水厂、污水处理厂等，对生活用水及污水水质进行快速检测和实时监控。
同类课题研究水平概述
- 微流控芯片是当前微全分析系统发展的热点领域。微流控芯片技术是把生物、医学、化学分析过程中样品的分离、检测等基本操作单元集中到一块微米级的芯片上，自动完成分析全过程。此技术已经发展成为一个生物、化学、医学、流体、电子、材料、机械等学科交叉的崭新研究领域。 1970年，DeBlois和Bean就利用电阻式脉冲传感器（RPS）在直径为0.4-0.5毫米的聚碳酸酯孔中检测90纳米的聚苯乙烯珠子。DeBlois和Wesley（1977）把这项技术应用于生物领域，并在检测病毒方面取得成功。上世纪90年代末，随着研究芯片衬底的材料科学和微通道的流体移动技术的巨大发展，微流控技术取得明显的进步。由于微流控RPS技术在粒度和计数方面存在多种用途并且测量很精确，此技术已成为医药、化工、生物等领域常用分析手段，具有代表性的商品成品为MultisizerTM 4 COULTER COUNTER（Beckman Coulter, Fullerton, CA, USA）,它在对直径范围在0.4至1600微米的颗粒进行测量时，可以提供在数量和体积上的粒子分布，它的孔径直径动态范围可达到1︰40，同时复现性大约是1﹪。
