使用自主水下车辆上的表面等离子体共振传感器进行蓝藻细菌微囊的测量
William Ussler1, Gregory J Doucette2, Christina M Preston1
1Monterey Bay Aquarium Research Institute, Moss Landing, California, USA.
Limnology and oceanography, methods
|April 28, 2025
概括
一个新的自主水下车辆系统可以快速地在现场检测淡水中有害的藻类繁殖毒素. 这项技术将分析时间从几天大幅缩短到几个小时,改善了公共卫生保护和花预测.
科学领域:
- 环境科学 环境科学
- 分析化学 分析化学
- 生态毒理学 生态毒理学
背景情况:
- 淡水菌有害藻类繁殖 (CHABs) 构成了全球重大公共卫生风险.
- 目前的监测依赖于劳动密集型采样和基于岸上的分析,导致结果延迟24-48小时.
- 早期检测和定量毒素对于有效的开花管理和公共卫生建议至关重要.
研究的目的:
- 开发和实施一个自主移动系统,用于在现场检测菌毒素.
- 将毒素分析所需的时间从几天大幅缩短为几个小时.
- 将传感器采样器技术与无人驾驶水下车辆集成,用于自主现场部署.
主要方法:
- 将表面等离子体共振 (SPR) 仪器与环境样本处理器 (ESP) 结合起来,用于自动检测与粒子相关的微晶 (pMC).
- 将SPR/ESP系统与远程自动水下车辆 (LRAUV) 集成.
- 在2021年夏天在埃里湖西部部署了LRAUV进行实地试验,远程驾驶它收集样本.
主要成果:
- 在2小时内成功进行了现场pMC测量,结果在0.09至0.55μg/L之间.
- 在没有车辆恢复的14天部署期间获得了16次测量.
- 证明了该系统在CHAB内自主运行和有针对性的采样能力.
结论:
- 该SPR/ESP/LRAUV系统提供了一种新的方法,用于近乎实时评估藻类毒素水平.
- 这项技术补充了现有的CHAB监测方法,并可以增强预测花和毒性模型.
- 该系统对其他毒素和环境的适应性表明,它在公共卫生和社会经济利益方面具有广泛的应用.
