本文關鍵詞：水體細菌微生物多波長透射光譜快速測量實驗研究

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【摘要】：細菌微生物污染是我國飲用水安全面臨的突出環(huán)境問題,現(xiàn)有檢測方法檢測結果相對準確,但需對樣品進行間斷采集,實驗操作過程繁瑣、耗時,無法滿足水體細菌微生物快速、實時、在線檢測的需求。本文以水體常見致病菌大腸桿菌、金黃色葡萄球菌和肺炎克雷伯菌為研究對象,重點研究了水體細菌微生物的多波長透射光譜快速獲取方法,以及基于多波長透射光譜法的水體細菌微生物定量檢測能力,取得的主要研究成果如下:(1)多波長透射光譜快速測量實驗系統(tǒng)建立:以氘燈和溴鎢燈為光源,多通道光柵光譜儀為分光探測器件,建立并優(yōu)化了水體細菌微生物多波長透射光譜快速測量實驗系統(tǒng),基于標準物質(zhì)(重鉻酸鉀和濾光片)及紫外-可見分光光度計測量結果,進行了實驗系統(tǒng)光譜標定與數(shù)據(jù)對比分析。結果表明:實驗系統(tǒng)與紫外-可見分光光度計對于不同濃度重鉻酸鉀溶液及不同透過率的中性濾光片測量光譜線性相關系數(shù)均在0.99以上,誤差5%以內(nèi),實驗系統(tǒng)具有較好的光譜測量準確性。(2)細菌微生物多波長透射光譜快速準確獲取:以大腸桿菌、金黃色葡萄球菌和肺炎克雷伯菌為實驗研究對象,分別利用多波長透射光譜快速測量實驗系統(tǒng)和紫外-可見分光光度計測量了三種細菌在220～900nm波長范圍內(nèi)的多波長透射光譜,并對測量結果進行了對比分析。結果表明:三種細菌的多波長透射光譜光密度值線性擬合相關系數(shù)均大于0.99,光譜一致性較好;實驗系統(tǒng)對樣品菌種進行30次光譜累加并實現(xiàn)自動平均測量時間約為15s,遠少于紫外-可見分光光度計單條光譜測量時間。(3)細菌微生物定量檢測能力初步分析:以大腸桿菌、金黃色葡萄球菌和肺炎克雷伯菌為研究對象,基于實驗系統(tǒng)和紫外-可見分光光度計測量光譜數(shù)據(jù),對比分析了基于不同波長點和全光譜波段獲取的三種細菌微生物的檢測限。結果表明:實驗系統(tǒng)測量數(shù)據(jù)得到的三種細菌微生物檢測限數(shù)值均優(yōu)于紫外-可見分光光度計,并且基于全光譜波段計算得到的三種細菌微生物檢測限值最低,分別為 1.16×104、1.06×104和 1.60×104cells/ml。本文建立的實驗系統(tǒng)實現(xiàn)了水體細菌微生物多波長透射光譜的快速、準確與高靈敏獲取,且基于全光譜波段的水體細菌微生物定量檢測分析效果更優(yōu),為發(fā)展水體細菌微生物的實時、在線監(jiān)測與預警系統(tǒng)提供了重要技術手段。
【學位授予單位】：中國科學技術大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：R123.1;O657.3

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本文編號：1259733