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“深海生物功能基因原位检测与传感系统研制”通过海试验收

2020-07-31 15:14:21  来源:仪器网整合 浏览量:301次
【导读】“深海生物功能基因原位检测与传感系统研制”项目通过海试验收。

海洋自古以来就与人类的生产、生活及军事活动密切相关。根据海洋生物的种群变化、生理和行为反应以及生物体内污染物的状况来观测海洋污染的方法。监测它们的变化等状况便能了解海洋污染状况。

不久前,“深海生物功能基因原位检测与传感系统研制”项目通过海试验收。由深海所组织,大连化物所、半导体所、南海所和浙江大学等多家单位自主研发的多序列原位核酸收集装置、深海原位紫外拉曼化合物探测装置,深海蓝绿激光厘米量级生物三维成像装置,深海显微成像装置和深海原位微生物计数和荧光检测等5型国产设备搭载“凤凰”深海着陆器共完成8次下潜,顺利通过海上验收试验,并验证了“凤凰”着陆器1000米级系统集成功能的可靠性。

深海探测器可以完成多种科学研究及救生、修理、寻找、探查、摄影等工作。过去人们利用潜水器大多是探寻沉船宝物,这些潜水器都是没有动力的,它们须由管子和绳索与水面上的母船保持联系。过去人们利用潜水器大多是探寻沉船宝物,这些潜水器都是没有动力的,它们须由管子和绳索与水面上的母船保持联系。

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20世纪50年代以后,出现了各种以科学考察为目的的自航深潜器。2020年6月,由中国科学院沈阳自动化研究所主持研制的“海斗一号”全海深自主遥控潜水器在马里亚纳海沟实现4次万米下潜,最大下潜深度10907米,刷新了中国潜水器最大下潜深度纪录。中国蛟龙号载人深潜器,下潜深度7000m级,2002年建造,已完成热液取样、生物采集、海底布放等多项深海科考项目。2012年6月24日,蛟龙号在西太平洋的马里亚纳海沟试验海域成功创造了载人深潜新的历史记录,突破7000m,最深达到7020m海底。这意味着蛟龙号已经成为世界上下潜能力最深的作业型载人潜水器,可在占世界海洋面积99.8%的广阔海域自由行动。

三维成像技术

客观世界的三维图像通过某种技术把它记录下来然后处理、压缩再传输出去,显示出来,最终在人的大脑中再现客观世界的图像,这个过程就是三维成像技术的全过程。三维成像技术广泛应用于各个领域,比如计算机领域。全息成像技术主要利用的是光的干涉原理,它的记录方式是由全息照相设备发出的物光在照射物体后和参考光在底片上形成干涉条纹,再经过一定处理后得到全息照片,全息照片的特点是记录了物光的光强、波长和相位的全部信息。它的再现方式是利用与参考光完全相同的光照射到全息照片上,便可以重现出与原物体非常逼真的三维立体图像。

显微成像

是指显微镜下观察样品拍照成像的系统。通过调节物镜成像的位置(成像介于目镜的一倍焦距与两倍焦距之间),使物镜所成的像位于目镜前焦点的外侧,经目镜放大得到一个经二次放大的正立实像,当光源足够强时,相机或摄像机的光电元件感光成像。显微成像系统是显微镜与摄像技术相结合的产物,可对人眼无法看到的微生物进行观察拍照。

在显微镜上加接专用连接镜头,接上CCD摄录镜头,再把动态的图像传送到计算机,获得动态图像,从而观察生物不同生长阶段的发育形态。可对昆虫细胞和病菌孢子高倍放大进行观察,并可远程进行图像采集储存处理。

深海着陆器

来源于美国国家航空和宇宙航行局,此后,“无动力潜水器”也逐渐被人们称为“深海着陆器”或“海底着陆器”,简称着陆器。着陆器整个系统最初是在重力作用下可自由下沉到海底,而一旦系统接收到回收的指令,悬挂在底部的压载物通过声学传释放系统释放,此时系统上方的浮力装置发挥主要作用,因浮力大于重力,从而使着陆器可以顺利浮出水面。

着陆器使用方便,除布放与回收,其他时候都不需要水面母船的支持,节约了大量的时间和科研成本,而且可以根据具体的科学目标选择携带不同的设备,在海洋研究领域有着非常广泛的应用。总体来说,着陆器可以实现探测、采样和原位实验等三大功能。

(1)探测功能:着陆器的探测功能主要是指利用着陆器作为运载平台,将各种传感器、观测设备输送到调查区域进行原位的探测,其中“诱饵—摄像”系统是海洋生物研究最为常用的一种观测设备,即使用诱饵将生物引诱到着陆器附近,通过照相机或者摄像机在生物的栖息地记录它们的活动影像,这种观测方式对生物和环境的干扰非常小,而其他用于海洋物理、化学参数测量的传感器也经常搭载在着陆器上使用。

(2)采样功能:着陆器的采样功能也较为丰富,例如海水、沉积物的采集及生物的捕捉等。

(3)原位实验功能:着陆器另外一个重要用途就是开展原位实验,在着陆器底部携带一个可密闭的腔室(Chamber),当着陆器到达海底后关闭腔室,通过传感器来监测腔室内部发生的变化,避免了实验样品被带回水面后引入的各种干扰因素。

虽然着陆器可以实现的功能很多,但受到重量、体积以及能源的限制,难以集所有功能于一体,只有与科学研究需求紧密结合起来,才能够有针对性地解决实际问题,更好地为科学研究服务。

新闻来源:中国科学院深海科学与工程研究所



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2020-07-31 15:14:21
标签:深海生物 , 原位检测 , 传感系统
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