研究人员报告说，沐鸣测速地址一种新的高度敏感系统利用智能手机在15分钟内迅速检测水中是否存在产生毒素的藻类。

 

该系统利用手机的无线通信能力产生现场测试结果，并实时报告结果。

 

该技术可以在防止有害微生物在水生环境中的传播方面发挥重要作用，这些有害微生物可能威胁全球公共卫生并造成环境问题。

 

监测产毒藻类

 

湖泊、池塘、河流和沿海水域中藻类和相关毒素数量的突然增加可能对水质产生不利影响，进而可能对人类健康、水生生态系统和供水产生不利影响。

 

例如，2015年，新加坡的一次海藻爆发导致500多吨鱼类死亡，沐鸣测速导致一些养鱼户损失数百万美元。

 

传统的藻类检测和分析方法非常耗时，需要专业而昂贵的设备，以及熟练的操作员来进行水的采样和测试。

 

一种方法是使用价值超过2200美元的复杂仪器来检测叶绿素的存在。另一种常用的方法是通过细胞分析和图像分析来检测藻类细胞，但是这种方法需要花费超过73000美元的设备。

 

“目前，从一个地点收集水样，带回实验室检测，并分析结果可能需要一天或更长的时间。新加坡国立大学土木与环境工程系助理教授Bae Sung Woo表示:“由于污染源和受影响水域的管理可能会放缓，因此，这种长时间的准备工作对于监测藻类大量繁殖是不切实际的。”

 

更便宜，更小，更灵敏

 

据《有害藻类》报道，该设备由三部分组成——微流控芯片、智能手机和可定制的3d打印平台，其中包含光电组件，包括便携式电源和LED灯。

 

研究人员在芯片上涂上一层氧化钛酞菁，这是一种光敏聚合物基材料。在分析过程中，光导层沿着芯片引导水滴。

 

然后，研究人员将涂有涂层的芯片放在智能手机屏幕的顶部，智能手机屏幕会在芯片上投射出亮区和暗区。当水样液滴接触到芯片表面时，由光导层上的亮区和暗区产生的压降差会改变液滴的表面张力。

 

这导致水滴向黑暗的照明区域移动。与此同时，这种移动会导致水滴与一种化学物质混合，这种化学物质会污染水样中的藻类细胞。朝向手机中心的光线模式引导着这种混合物。

 

接下来，在智能手机的摄像头附近，在3d打印平台上嵌入一个LED光源和一个绿色滤光片，沐鸣开户测速创造适合摄像头捕捉染色藻类细胞荧光图像的条件。然后用户将图像发送到一个应用程序，计算样本中藻类细胞的数量。用户还可以通过智能手机将图像发送到另一个位置，以量化藻类细胞的数量。整个分析过程只需15分钟。

 

这款便携易用的设备成本不到220美元(不包括手机)，而且重量也低于产生可靠结果所需的重量。

 

水质检测:随时随地

 

研究人员使用从海洋和水库收集的水样来测试这个系统。他们过滤并加入了四种不同的产生毒素的藻类——两种淡水藻类C. reinhardtii和M. aeruginosa，以及两种海水藻类两栖类和C. closterium。

 

实验使用了新设备和血球计(一种通常用于水质监测的标准细胞计数技术)来检测藻类的存在。

 

新系统对四种藻类的检测正确率达到90%，与血球仪检测结果相当。

 

“片上样品制备、数据采集和分析的结合使我们的系统独一无二。有了这个工具，水质测试可以随时随地进行。

 

“这种新方法的成本效益也很高，因为微流控芯片可以被清洗和再利用。这个装置对养鱼户特别有用，他们需要每天监测鱼塘的水质。”

 

这项工作的资金来自新加坡国家研究基金会(National Research Foundation Singapore)通过其海洋科学研究与发展项目(Marine Science Research and Development Programme)和教育部(Ministry of Education)。