无毒有机硅低表面能防污涂料表面性能研究

制备了不同组分的无毒低表面能有机硅防污涂料,并就其表面性能进行了研究.结果发现,颜基比能够显著影响低表面能防污涂料的表面性能;高苯基含量的PDMDPS硅油能够渗出到涂层的表面,并能够改变其表面性能;低表面能有机硅防污涂料在海水中具有良好的稳定性,经过海水的冲刷作用,污损海生物能够轻易脱落.     

基于小波高频分量的浮游植物活体荧光识别技术研究

提出了一种基于小波高频分量的浮游植物活体荧光识别技术。通过测量近海常见52种浮游植物的三维荧光光谱,利用小波函数将光谱分解6层后得到系列正交高频分量cd1～cd6,通过标准偏差选择稳定而特异性强的分量特征点及其组合作为浮游植物荧光识别特征谱,并对其稳定性和判别能力进行贝叶斯判别分析,以判别正确率为基准选择分量组合cd3～cd6作为最佳荧光识别特征谱构建浮游植物荧光标准特征谱库,结合非负最小二乘法实现了浮游植物群落组成门、属水平上的识别测定:单种浮游植物在门、属水平上的识别正确率分别为95.5%和85.7%;浮游植物混合样品(混合比例分别为100%,75%,25%)在门水平上的识别正确率分别为100%,90.9%,53.3%,平均识别相对含量分别为79.7%,68.3%,17.5%;优势藻(单种优势度达75%)在属水平上的识别正确率为81.2%。将该技术用于围隔实验和现场调查采集水样,有效实现了浮游植物在门水平上的定性定量识别测定。     

微流控芯片的研制及其相关仪器的集成化研究

本文报道了微流控芯片的制作方法、芯片的材料选择以及研究过程中的一些实验方法,侧重介绍芯片毛细管电泳分离与检测的基本原理和应用研究的进展情况,总结了近年来作者的研究成果和最新研制成功的微流控芯片仪器.     

防污涂层表面生物膜中防污活性菌株研究

从防污涂层表面生物膜菌落中筛选出具有抑菌活性的5株细菌和1株真菌,并对菌株发酵液和离心后上清液进行了抑藻活性试验,发现真菌Aureobasidium pullulans HN的抑藻效果最为显著,同时发现上清液具有更强的抑藻作用。为寻找天然防污活性物质、研发新型防污技术提供了借鉴。     

小波分析在活体浮游植物离散三维荧光光谱特征提取及识别中的应用研究

为了区分和识别不同属的浮游植物,选择了Daubechies-3小波的二阶低频分量对10种浮游植物的离散三维光谱进行了特征提取.Bayes判别分析结果表明此类特征谱对不同属间浮游植物的正确判别率可达96.75%.利用非负最小二乘法,依据此类特征谱建立的标准谱库可对加入不同噪声的某些藻进行100%的定性识别.可对绝大多数混合样中优势种进行定性识别;并可使某些优势种的识别量达到真实量的75% 以上.小波分析可对浮游植物在属的层次上进行有效的特征提取.     

高斯分解法研究浮游植物荧光激发光谱

研究了甲藻和硅藻两个门类的六种浮游植物在发射波长为675 nm处的活体叶绿素荧光激发光谱.对其作四阶导数分析的基础上,根据导数光谱中出现的极大值位置和数量,对甲藻门和硅藻门的激发光谱分别设定统一的初始中心波长.以初始波长为中心对激发光谱做高斯分解及多峰拟合,建立门类水平上统一的高斯基库.研究发现,在波长为350~550 nm内,甲藻和硅藻的高斯基库特征差异显著,而同门类的高斯基库特征相似,表明高斯分解法为甲藻和硅藻的分类识别提供有效的技术手段.利用高斯基库的参数拟合原光谱,拟合曲线与原光谱能较好地吻合,误差小.高斯分解法可再现活体激发光谱中重叠的色素荧光峰,也为光合色素的活体测定提供了新的方法.     

基于光谱相似性指数的赤潮藻荧光识别技术

东海原甲藻(Prorocentrum dentatum)、裸甲藻(Gymnodinium stein)和中肋骨条藻(Skeletonema costatum)是近几年我国东海频繁引发赤潮的藻种。基于这三种赤潮藻的活体叶绿素荧光激发光谱,通过计算光谱相似性指数对其进行识别。结果表明,活体叶绿素荧光激发光谱在平行测量和不同生长期的相对标准偏差(RSD)分别小于3%和5%;光谱混合及混合海藻荧光光谱与标准谱之间的光谱相似性指数与混合比例之间存在线性关系。通过计算混合藻的荧光光谱与标准谱之间的相似性指数能够定性地识别引发赤潮的藻种,并半定量地估计赤潮藻种的相对含量。当噪声小于25%时,噪声基本不会对赤潮藻的识别分析产生影响。     

浮游植物荧光特征提取及识别测定技术

为了区分和识别不同门和属的浮游植物,以coiflet2小波函数(coif2)为基函数对4个门类9个属的12种浮游植物的三维荧光光谱进行分解,选取第三层尺度分量作为浮游植物识别特征谱.不同门类和属(种)的浮游植物的特征谱具有明显的特征差异.Bayes判别分析结果表明,此类特征谱对浮游植物在门类层次上的总分类正确率可达99.0%,属层次上的总分类正确率可达97.4%.以聚类分析法确立浮游植物特征谱的标准谱库,以此为基础,利用线性回归法(非负最小二乘法解析)建立浮游植物荧光识别测定技术.该技术对单种浮游植物样品在门类及属层次上的识别正确率均大于98.0%,当加入10%或20%的随机噪声时,在门类及属的层次上的识别正确率分别大于98.0%和85.0%;对浮游植物混合样品中的优势种在门及属的层次上的识别正确率均为100%.     

基于CDOM光学参数的近海富营养化快速评价技术

以发展近岸海域富营养化快速评价技术为目的,基于有色溶解有机物(CDOM)吸收光谱及三维荧光光谱(EEMs),结合溶氧(DO)、叶绿素a(Chl a)、浊度(Tur)等可现场检测的参数,利用平行因子分析(PARAFAC)、偏最小二乘回归(PLSR)等化学计量学方法,建立了近岸海域富营养化快速评价技术。利用PARAFAC解析CDOM的EEMs,得到3个荧光组分,即类腐殖质C1、C2及类蛋白质C3;选择a220、a254、a270、a350、C1、C2、C3等CDOM光学参数以及DO、Chl a、Tur等水质参数,考察其与总磷(TP)、总氮(TN)的相关性,在此基础上,以富营养化指数(TRIX)方法为参照,利用PLSR建立了富营养化评价模型,其训练集和验证集的相关系数分别为0.9721和0.9827,验证集的分类准确率为89.0%。结果表明以CDOM光学参数代替TP、TN发展近海富营养化快速评价技术具有可行性。