快讯:浮游植物流式细胞仪CytoSense应用于高浊度水体的对策
荷兰CytoBuoy公司的CytoSense、CytoBuoy和CytoSub等浮游植物流式细胞仪在国际海洋与淡水研究和监测领域得到了广泛应用。针对我国很多水体浊度高、泥沙含量高的特点,根据国内用户需求,泽泉科技有限公司与国际上最著名的浮游植物流式细胞仪制造商荷兰CytoBuoy公司合作提出如下解决方案:
1)进样筛选
水样被进样器采集后,在进样器内部经过筛选排除空气和砂粒(图1)。进样器内部设计非常独特,从上到下有三个出水口,其中上边的出水口用于排除空气,多数砂粒由于沉降速率较大会经下部出水口排除,只有中间的出水口用于采集浮游植物、浮游动物和与它们密度相差不大的砂粒进行流式细胞计数和其它分析。
如果水中砂粒粒径很大,可以在进样器中增加一个不锈钢筛网,用于滤除粒径大于1 mm的泥沙颗粒。
对于多数粒径大于50-100 um的砂粒而言,它们的沉降速率大于CytoSense的进样流速(1-2 cm/s),因此不会被进样器吸入。
2)外置鞘液系统
CytoBuoy系列浮游植物流式细胞仪(包括CytoSense、CytoBuoy和CytoSub)的一个重大创新就是不用外加鞘液,而是直接采用水样的过滤液作为鞘液,这样既节省了用户的成本,也省去了更换鞘液的麻烦,同时还避免了流路发生生物污染的可能。但是由于样品过滤生成的鞘液量不是很大,在测量高浊度水体样品时,就难于避免水体中黄色物质发出的荧光的影响。另外,对于类似我国黄河水体、或者洪水期的长江水体而言,泥沙颗粒非常多,可能每100个颗粒中只有1-5个浮游植物细胞(甚至有可能每1000个颗粒中只有1个浮游植物细胞),其它都是泥沙颗粒,这极大增加了浮游植物计数的难度。但即使是这样的水样,CytoSense也是可以测量的。为了达到更好的分析效果,建议采用如下的外置鞘液系统。
外置鞘液系统的鞘液采用蒸馏水或市场上购买的桶装水皆可。自来水由于含氯,对浮游植物活性有影响,因此不建议使用。其它类似PBS缓冲液等也可作为鞘液,只是比蒸馏水或桶装水的获取更麻烦,成本更高。鞘液桶采用容量20-30升的塑料桶即可。根据工作模式,可分为外置非循环鞘液系统和外置循环鞘液系统。
外置非循环鞘液系统(图2):鞘液一次性使用,用完即排出不在使用。连续工作1小时约需5升鞘液,工作1天约需50升鞘液。
外置循环鞘液系统(图3):鞘液使用后经循环过滤系统可重复利用,大大节省了鞘液用量。由于循环使用鞘液,水体样品中的黄色物质会流入鞘液中,尽管被稀释,但还是会产生微弱的荧光。因此建议鞘液桶足够多(20-30升),以尽量降低黄色物质荧光引起的误差。同时建议每天更换新的鞘液。
通过以上这些设计,CytoSense完全可以直接测量高浊度水体样品(如洪水期的长江水样、长江口水样),可以对水中总颗粒进行计数。通过样品是否发出荧光,可以区分浮游植物和其它颗粒。通过多色荧光,可以对浮游植物进行聚类分析。通过浮游植物专家库,可以对多数非球状西部鉴定到种。当然,如果结合GV模块(自动破碎微囊藻的囊),还可以对微囊藻(不需预处理)直接测量。
附录:
荷兰CytoBuoy公司是一家受欧盟资助、专业生产浮游植物流式细胞仪的公司。
传统的流式细胞仪只能分析较小的细胞(< 15 mm),不适合分析体积较大的浮游生物细胞。从1986年开始,该公司就受荷兰和欧盟资助,设计生产专为浮游生物分析设计的流式细胞仪——光学浮游生物分析仪(Optical Plankton Analyser,OPA)。
1996年,该公司提出了设计野外在线监测型流式细胞仪的理念,并连续10年获得欧盟资助。在此基础上,该公司设计生产了全球第一台便携式浮游植物分析流式细胞仪——CytoSense,全球第一台在线监测型流式细胞仪——CytoBuoy,以及全球第一台水下流式细胞仪——CytoSub。其中CytoSense的特殊版本CytoSense GV型,可以直接分析带气囊的微藻样品(如微囊藻、棕囊藻等),省去了破碎气囊的复杂步骤。
根据需要,CytoSense可升级为CytoBuoy或CytoSub。CytoBuoy可以无线传输数据,传输距离达16 Km。CytoSub可以在水下200 m处正常工作。
新增“指纹”功能可以建立浮游植物数据库,利用流式细胞仪进行浮游植物分类。
新增成像功能可以对感兴趣的细胞进行拍照,获取浮游植物细胞图片。