微塑料的高通量检测方法技术

本发明专利技术公开了一种微塑料的高通量检测方法，包括以下步骤：(1)采集水样，提取水样中的微塑料，即得待测样品；(2)将待测样品转移至孔板中，通过高通量sCMOS相机获取孔板中各孔的高清图像；(3)使用HCS Studio软件识别高清图像中的微塑料，统计微塑料的数量。本发明专利技术可实现水环境样品中微塑料高通量检测，实现微塑料数量分析，克服了传统检测方法速度慢，准确度有限的问题，本发明专利技术采用的高内涵分析法需要更少的人工操作，可同时检测近百个样品，极大地提高了检测效率。提高了检测效率。提高了检测效率。

【技术实现步骤摘要】
微塑料的高通量检测方法


[0001]本专利技术涉及一种微塑料的检测方法，尤其涉及一种微塑料的高通量检测方法。

技术介绍

[0002]塑料垃圾经过物理、化学、生物处理后会产生大量的塑料微粒，其中粒径小于5mm的塑料微粒被称为微塑料。微塑料广泛分布在世界范围内的海洋、河流、湖泊、水库等水环境介质中，并能通过摄食等多种路径对浮游生物、底栖生物和鱼类等水生生物的生长和繁殖产生不利影响，引发学者和公众的关注。
[0003]目前野外水体、沉积物和生物体中的微塑料通常采用目检法定量分析，但这种方法对观测人员的熟练程度要求很高，不同人员观测相同样品得到的数据通常有很大偏差，数据重复性不好。此外，人工计数比较耗费时间，难以在较短时间内完成大量样品的测试工作。

技术实现思路

[0004]专利技术目的：本专利技术旨在提供一种检测速度快、准确度、抗干扰性好的高微塑料的高通量检测方法。
[0005]技术方案：本专利技术的微塑料的高通量检测方法，通过图像自动化采集模块与计算机识别软件的联用，对环境样品中微塑料的数量进行高通量检测，包括以下步骤：
[0006](1)采集水样，过滤水样，并保留水样中的微塑料，即得待测样品；
[0007](2)将待测样品转移至孔板中，通过高通量sCMOS相机获取孔板中各孔的高清图像；
[0008](3)使用HCS Studio软件识别微塑料，并统计微塑料的数量。
[0009]进一步地，采集的水样进行密封，避光保存于2
‑
6℃的环境中，同时注意避免运输过程中受到外源微塑料的污染。
[0010]更进一步地，步骤(1)中，采集的水样为地表水样，距离水面0.5
‑
1m处采集地表水样。
[0011]进一步地，步骤(1)中，过滤水样的方法为使用不锈钢筛网过滤水样，将完成过滤的不锈钢筛网置入超纯水中，超声处理后，弃去不锈钢筛网，保留滤液并定容，获得待测样品。
[0012]更进一步地，步骤(1)中，不锈钢筛网过滤的孔径为0.1
‑
10μm。
[0013]在样品前处理过程中，采用孔径为1μm的不锈钢筛网过滤，原因在于不锈钢材质对微塑料的截留能力和洗脱能力均比较好，能够较大程度地分离出环境样品中的微塑料。与其他市面上常见的滤膜，如混合纤维微孔滤膜、聚四氟乙烯微孔滤膜、玻璃纤维微孔滤膜等滤膜相比，拥有较高的回收率。
[0014]更进一步地，步骤(1)中，超声处理的功率为500
‑
700W，时间设定为10
‑
20min，温度设定为20
‑
30℃。
[0015]更进一步地，步骤(1)中，KOH溶液的浓度为5
‑
10％，消解温度设定为50
‑
70℃。
[0016]进一步地，步骤(2)中，高通量sCMOS相机获取孔板中各孔的高清图像的方法包括以下步骤：
[0017](1)确定检测条件及仪器参数设置，以使sCMOS相机获得清晰明亮的视野，能观察到微塑料颗粒；
[0018](2)选择一个孔进行图像采集，并手动微调对焦参数获得清晰图像；
[0019](3)确定孔板扫描区域并进行自动化图像采集。
[0020]更进一步地，检测条件及仪器参数包括选择物镜倍数、设置对焦通道、参考Z轴位置、图片采集模式、固定曝光时间、载入孔板类型。
[0021]进一步地，步骤(3)中，HCS Studio软件识别微塑料的方法包括步骤如下：
[0022](1)选择需要进行分析的孔板并选择一个孔的图像；
[0023](2)调整识别的灵敏度，并根据图像中的颗粒大小确定识别阈值，保证大部分颗粒可以被识别；
[0024](3)输出识别图像及数据。
[0025]本专利技术使用高内涵筛选进行微塑料定量，基于高内涵细胞检测方法开发出一套微塑料定量方法，克服了传统检测方法速度慢，准确度有限的问题，能够实现微塑料的高通量检测；与主流应用的显微镜目视法相比，本专利技术采用的高内涵分析法需要更少的人工操作。本专利技术能够在一小时内完成近百个微塑料样品的定量检测，并具有较好的重复性，是未来微塑料定量检测的重要方法。
[0026]有益效果：与现有技术相比，本专利技术具有如下显著优点：
[0027](1)检测速度快，准确度高，实现微塑料的高通量检测；
[0028](2)人工操作少，受人为影响低，可重复性好；
[0029](3)具有高通量性能，可同时检测近百个样品的数十个指标，极大地提高了检测效率。
附图说明
[0030]图1为本专利技术实施例1中高通量sCMOS相机获取的原始图像；
[0031]图2为本专利技术实施例1中使用HCS Studio软件识别出的微塑料；
[0032]图3为本专利技术实施例1中微塑料数量与微塑料浓度的线性拟合；
[0033]图4为本专利技术实施例2中高通量sCMOS相机获取的原始图像；
[0034]图5为本专利技术实施例2中使用HCS Studio软件识别出的微塑料；
[0035]图6为本专利技术实施例2中各图像微塑料数量分布。
具体实施方式
[0036]下面结合附图对本专利技术的技术方案作进一步说明。
[0037]在一实施例中提供一种微塑料的高通量检测方法，包括以下步骤：
[0038](1)采集的水样为地表水样，距离水面0.5
‑
1m处采集地表水样，采集的水样进行密封，避光保存于2
‑
6℃的环境中，同时注意避免运输过程中受到外源微塑料的污染；使用不锈钢筛网过滤水样，其中不锈钢筛网过滤的孔径为0.1
‑
10μm，将完成过滤的不锈钢筛网置
入超纯水中，超声处理后，弃去不锈钢筛网，保留滤液并定容，获得待测样品。其中超声处理的功率为500
‑
700W，时间设定为10
‑
20min，温度设定为20
‑
30℃。
[0039](2)将待测样品转移至孔板中，通过高通量sCMOS相机获取孔板中各孔的高清图像；
[0040]其中，高通量sCMOS相机获取孔板中各孔的高清图像的方法包括以下步骤：
[0041]1)确定检测条件及仪器参数设置，包括选择物镜倍数、设置对焦通道、参考Z轴位置、图片采集模式、固定曝光时间、载入孔板类型等，上述参数应保证获得清晰明亮的视野，能观察到微塑料颗粒；
[0042]2)选择一个孔进行图像采集，并手动微调对焦参数获得清晰图像；
[0043]3)确定孔板扫描区域并进行自动化图像采集。
[0044](3)使用HCS Studio软件识别高清图像中的微塑料，统计微塑料的数量。
[0045]其中，HCS Studio软件识别微塑料的方法包括步骤如下：
[0046]1)选择需要进行分析的孔板并选择一个孔的图像；
[0047]2)调整识别的灵敏本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种微塑料的高通量检测方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)采集水样，提取水样中的微塑料，即得待测样品；(2)将待测样品转移至孔板中，通过高通量sCMOS相机获取孔板中各孔的高清图像；(3)使用HCS Studio软件识别高清图像中的微塑料，统计微塑料的数量。2.根据权利要求1所述的微塑料的高通量检测方法，其特征在于，步骤(1)中，采集的水样进行密封，避光保存于2
‑
6℃的环境中。3.根据权利要求2所述的微塑料的高通量检测方法，其特征在于，步骤(1)中，采集的水样为地表水样，距离水面0.5
‑
1m处采集地表水样。4.根据权利要求1所述的微塑料的高通量检测方法，其特征在于，步骤(1)中，过滤水样的方法为使用不锈钢筛网过滤水样，将完成过滤的不锈钢筛网置入超纯水中，超声处理后，弃去不锈钢筛网，加入KOH溶液消解并定容，获得待测样品。5.根据权利要求4所述的微塑料的高通量检测方法，其特征在于，步骤(1)中，不锈钢筛网过滤的孔径为0.1
‑
10μm。6.根据权利要求4所述的微塑料的高通量检测方法，其特征在于，步骤(1)中，超声处理的功率为500
‑
700W，时间设定为10

【专利技术属性】
技术研发人员：吴兵，刘宇轩，陈玲，
申请(专利权)人：南京大学，
类型：发明
国别省市：