压载水公约生效后,准确检测处理后压载水中微生物的活性成为行业焦点问题。现有微生物活性检测方法操作复杂,不利于实现快速检测。电泳分离技术可区分微生物不同表面特性,为不同存活状态微生物检测和分离提供了一种新思路。本文提出采用微流控芯片电泳技术,用于处理后船舶压载水中微藻的分离和检测。具体研究内容有:(1)为抑制通道电渗流,研究了经不同浓度PEG改性后PDMS在不同试剂(纯水,PBS,10%PEG)中的zeta电势。本文先利用AFM测量了 PEG改性前后PDMS表面形貌,然后采用感应式测量系统,获得了不同浓度PEG改性后PDMS在不同溶液中的zeta电势,并进行了验证。实验结果表明:PEG能够通过简单物理吸附方式,对PDMS表面zeta电势进行改性调控。对于同一种溶液,zeta电势随PEG浓度的增大而逐渐减小,并且2.5%PEG改性后PDMS表面zeta电势最大(34mV),10%PEG改性后zeta电势最小(8.9mV)。上述实验结果为选取合适的PEG溶液浓度来抑制通道电渗流提供了依据,也为分析不同存活状态微藻电泳运动行为奠定了基础。(2)选用次氯酸钠处理微藻来模拟压载水电解处理过程,测量了次氯酸钠处理前后角毛藻(2.8μm)、小球藻(3.3μm)、叉鞭金藻(6μm)、塔胞藻(17μm)、扁藻(18μm)的电泳运动速度,并采用双醋酸荧光素(FDA)对处理后微藻存活状态进行了验证。实验结果表明:灭活后微藻的电泳运动速度明显减少,并且大尺寸存活微藻运动速度要比小尺寸死亡微藻运动至少快至4-5μm/s左右。基于上述运动速度差异,实现了次氯酸钠处理小球藻的电泳分离和检测。(3)采用紫外线灯处理微藻来模拟压载水紫外线处理过程,测量了紫外线处理前后上述五种微藻的电泳运动速度,同样采用双醋酸荧光素(FDA)对微藻存活状态进行了验证。实验结果表明:小尺寸微藻(2.8-6μm)在50mJ/cm2剂量时失活,大尺寸微藻(17-18μm)在100mJ/cm2剂量时失活,不同存活状态微藻运动速度差异和次氯酸钠处理后相似。基于这种差异实现了对紫外线灭活前后塔胞藻电泳分离。证明紫外线法处理后微藻同样适用于基于微流控芯片的电泳分离与检测。(4)研究了微藻尺寸、微藻种类和运动速度与存活状态的关系。通过拟合得到不同尺寸存活微藻与运动速度的乘积和运动速度的变化关系,研究结果表明:存活微藻尺寸与运动速度的乘积和微藻的运动速度间存在线性关系。为区分运动速度相近、尺寸不同微藻的存活状态提供了判断方法。本研究获得的PEG改性PDMS在不同溶液中zeta电势数值,为PEG改性PDMS微通道内电动微纳米流体相关研究的开展奠定基础;实验获得的不同尺寸微藻灭活前后运动速度变化,有助于发展面向压载水中活性微生物便携检测技术。