一种水质生物毒性在线监测装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种水质生物毒性在线监测装置，包括六通道选择阀，所述六通道选择阀中的任意四个侧通道分别通过特氟龙样品管与直囊式过滤器、冷藏菌液仓、温度平衡反应单元和缓冲液试剂瓶连接，其公共通道与注射泵连接；所述温度平衡反应单元与光电检测单元连接；所述温度平衡反应单元包括暗室和安装在暗室中的检测池和光电倍增管，光电倍增管安装在检测池下方，与数据处理系统连接。其优点在于，将发光细菌检测法与流动注射相结合，减小了检测系统的体积和试剂用量、提高了监测效率。

An on-line monitoring device and method for biological toxicity of water quality

【技术实现步骤摘要】
一种水质生物毒性在线监测装置及方法
本专利技术涉及一种基于发光细菌和顺序注射在线监测水质生物毒性装置和方法，属于水质监测领域。
技术介绍
环境水体污染日益严重，常规化学分析法只能定性或者定量测试污染物的成分或者浓度，不能评价水体综合毒性效应。生物分析法则是利用生物体应对环境变化而做出的反应来表征污染物毒性，能够对单一或多种污染物的联合毒性进行准确评价。其中发光细菌法是生物分析法中应用较早且较为成熟的技术。该技术利用发光细菌与毒性物质接触后发光强度发生线性变化这一特性，特别将这一特性与光电技术手段相结合做成水质毒性在线监测系统，能快速评价水质安全性，弥补传统水质评价方法的不足。我国在九十年代也把发光细菌法列入国家标准(GT/T15441－1995)。但是相关国产仪器还比较落后，并且这些在线监测仪器一般采用机械臂的方式进行样品和试剂的抽吸，外观为柜式或者壁挂式，只限于实验室用途，普遍存在体积和功率大、时效性差、操作复杂、昂贵且易耗的发光细菌存储时间短、用量大等问题。基于上述问题，本专利技术将发光细菌法与顺序注射法相结合，开发出一种适用于海水或者淡水的在线监测水质生物毒性的装置，可对水中重金属、有机污染物、农药残留、抗生素等综合生物毒性进行实时在线监测。该装置体积小、自动化高、操作简单、提高了监测效率，可用于水源地监测或者水厂出入口的监测。
技术实现思路
为克服上述问题，本专利技术提供一种基于发光细菌和顺序注射在线监测水质生物毒性装置。该装置具有体积小、操作简单、自动化高等特点。其技术方案为，<br>一种水质生物毒性在线监测装置，包括六通道选择阀，所述六通道选择阀中的任意四个侧通道分别通过特氟龙样品管与直囊式过滤器、冷藏菌液仓、温度平衡反应单元和缓冲液试剂瓶连接，其公共通道与注射泵连接；所述温度平衡反应单元与光电检测单元连接；所述光电检测单元包括暗室和安装在暗室中的检测池和光电倍增管，光电倍增管安装在检测池下方，与数据处理系统连接。进一步的，所述冷藏菌液仓包括ABS材质的外壳、半导体制冷器内胆和温控器；所述冷藏菌液仓外部设有微型摇床。进一步的，所述温度平衡反应单元包括温控加热棒，温度控制在15-25度之间，所述温控加热棒上缠绕特氟龙样品管，特氟龙样品管外层包裹保温材料。进一步的，所述直囊式过滤器内设有折叠滤芯，其滤膜孔径为0.5-5μm。进一步的，所述检测池为长方体结构，采用石英材质，其内部刻有U型通道，所述U型通道可容纳0.5-4mL待测液。进一步的，所述六通道选择阀中的其余两个侧通道分别与清洗液试剂瓶和质控样试剂瓶连接。一种水质生物毒性在线监测方法，包括以下步骤：S1.开启微型摇床1-3min,将菌液摇匀；开启温控加热棒，控制温度在15-25度之间；S2.开启注射泵，泵入100-1000μL菌液至温度平衡反应单元，再泵入1-5mL的缓冲液至温度平衡反应单元，之后，反复推拉注射泵，促使缓冲液与菌液完全混合,泵入检测单元；S3.此时光电倍增管接收到的光强为菌液的原始光强I0，光电倍增管转化成电信号传输到数据处理系统；S4.重复步骤S1-S2,将S2中将缓冲液替换为过滤好的待测水样并与菌液完全混合，并在相同条件下反应5min或15min或30min，泵入检测单元；S5.此时光电倍增管接收到的光强为菌液与水质中毒物反应后的光强It，光电倍增管转化成电信号传输到数据处理系统；S6.数据处理系统计算发光抑制率。进一步的，实验开始前或结束后用清洗液对系统进行清洗。进一步的，实验开始前或结束后可用质控样对系统进行对照；所述质控样是将七水硫酸锌溶解到2％的氯化钠溶液中，EC50值控制在5-12mg/L。进一步的，所述缓冲液为2％的氯化钠溶液。有益效果1、将发光细菌检测法与流动注射相结合，减小了检测系统的体积和试剂用量、提高了监测效率；2、设置体积小、过滤效率高的水质前置过滤器，减少人工操作程序，自动化程序高；3、微型菌液存储单元设有冷藏控温功能，最大程度保证菌液活性；4、菌液存储单元设有微型摇床，保证反应前菌液的均一性；5、光电倍增管设置在U型通道下侧，增加光接收面积。附图说明图1为本申请结构示意图；图2为利用本申请测得的发光抑制率与重金属Zn2+浓度的关系图；其中1-直囊式过滤器；2-质控样试剂瓶；3-清洗液试剂瓶；4-缓冲液试剂瓶；5-六通道选择阀；6-注射泵；7-冷藏菌液仓；8-温度平衡反应器；9-U型通道；10-光电倍增管；11-暗室；12-废液瓶；13-数据处理系统；14-特氟龙样品管；15-检测池。具体实施方式下面结合附图1-2和具体实施例对技术作进一步说明，以助于理解本专利技术的内容。一种水质生物毒性在线监测装置，包括六通道选择阀5，六通道选择阀5中的任意四个侧通道分别通过特氟龙样品管14与直囊式过滤器1、冷藏菌液仓7、温度平衡反应单元8、缓冲液试剂瓶4、质控样试剂瓶2和清洗液试剂瓶3连接，其公共通道与注射泵6连接；直囊式过滤器1内设有折叠滤芯，其滤膜孔径为0.5-5μm；温度平衡反应单元8与光电检测单元连接；温度平衡反应单元8包括温控加热棒，温度控制在15-25度之间，温控加热棒上缠绕特氟龙样品管14，特氟龙样品管14外层包裹保温材料；光电检测单元包括暗室11和安装在暗室11中的检测池15和光电倍增管10，光电倍增管10安装在检测池9下方，与数据处理系统13连接，检测池15为长方体形结构，采用石英材质，其内部刻有U型通道9，所述U型通道9可容纳0.5-4mL待测液，U型通道9一端口与温度平衡反应单元8连接，另一端口与废液瓶12连接。冷藏菌液仓7包括ABS材质的外壳、半导体制冷器内胆和温控器；冷藏菌液仓7外部设有微型摇床。一种水质生物毒性在线监测方法，包括以下步骤：实验开始前用清洗液对系统进行清洗，若需要阳性对照，可用质控样对系统进行校正；质控样是将七水硫酸锌溶解到2％的氯化钠溶液中，EC50值控制在5-12mg/L；具体实验过程为S1.开启微型摇床2min,将菌液摇匀；开启温控加热棒，控制温度在20度；S2.开启注射泵，泵入200μL菌液至温度平衡反应单元，再泵入1.8mL的缓冲液至温度平衡反应单元，之后，反复推拉注射泵10次，促使缓冲液与菌液完全混合,泵入检测单元；S3.此时光电倍增管接收到的光强为菌液的原始光强I0，光电倍增管转化成电信号传输到数据处理系统；S4.重复步骤S1-S2,将S2中将缓冲液替换为过滤好的待测水样并与菌液完全混合，并在相同条件下反应15min，泵入检测单元；S5.此时光电倍增管接收到的光强为菌液与水质中毒物反应后的光强It，光电倍增管转化成电信号传输到数据处理系统；S6.数据处理系统计算发光抑制率。用2％的氯化钠作为溶剂，配制系列浓度的硫酸锌溶液作为水质样品，以费氏弧菌菌液为检测液，测得的发本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水质生物毒性在线监测装置，其特征在于，包括六通道选择阀，所述六通道选择阀中的任意四个侧通道分别通过特氟龙样品管与直囊式过滤器、冷藏菌液仓、温度平衡反应单元和缓冲液试剂瓶连接，其公共通道与注射泵连接；所述温度平衡反应单元与光电检测单元连接；所述光电检测单元包括暗室和安装在暗室中的检测池和光电倍增管，光电倍增管安装在检测池下方，与数据处理系统连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种水质生物毒性在线监测装置，其特征在于，包括六通道选择阀，所述六通道选择阀中的任意四个侧通道分别通过特氟龙样品管与直囊式过滤器、冷藏菌液仓、温度平衡反应单元和缓冲液试剂瓶连接，其公共通道与注射泵连接；所述温度平衡反应单元与光电检测单元连接；所述光电检测单元包括暗室和安装在暗室中的检测池和光电倍增管，光电倍增管安装在检测池下方，与数据处理系统连接。


2.根据权利要求1所述的一种水质生物毒性在线监测装置，其特征在于，所述冷藏菌液仓包括ABS材质的外壳、半导体制冷器内胆和温控器；所述冷藏菌液仓外部设有微型摇床。


3.根据权利要求1所述的一种水质生物毒性在线监测装置，其特征在于，所述温度平衡反应单元包括温控加热棒，温度控制在15-25度之间，所述温控加热棒上缠绕特氟龙样品管，特氟龙样品管外层包裹保温材料。


4.根据权利要求1所述的一种水质生物毒性在线监测装置，其特征在于，所述直囊式过滤器内设有折叠滤芯，其滤膜孔径为0.5-5μm。


5.根据权利要求1所述的一种水质生物毒性在线监测装置，其特征在于，所述检测池为长方体结构，采用石英材质，其内部刻有U型通道，所述U型通道可容纳0.5-4mL待测液。


6.根据权利要求1所述的一种水质生物毒性在线监测装置，其特征在于，所述六通道选择阀中的其余两个侧通道分别与清洗液试剂瓶和质控样试剂瓶连接。
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【专利技术属性】
技术研发人员：郭翠莲，孔祥峰，程永强，王阳，王婧茹，王昭玉，马海宽，孙中梁，吕婧，张丽，邹妍，高楠，吕美蓉，张艳敏，
申请(专利权)人：山东省科学院海洋仪器仪表研究所，
类型：发明
国别省市：山东;37