船舶压载水携带的外来生物会严重破坏海洋生态系统。船舶压载水含有较多的微藻,全面评估不同处理方法对微藻活性的影响,以及开发便捷化和低廉化的微藻活性评估技术对于压载水的有效管控和保护海洋环境安全具有重要的意义。本文采用微流控芯片,研究了单微藻细胞的捕获、活性动态监测及基于液体滤光的多光谱检测,主要研究内容有:1)设计了一种利用气液界面捕获单微藻细胞的方法,即用注射泵控制微通道内气泡运动使之与经过捕获区域的微藻细胞有效碰撞,最终让细胞稳定吸附在气泡表面,并分析了液相pH值、微通道尺寸、温度及溶质等因素对实验结果的影响。研究结果表明:捕获盐藻时磷酸缓冲液的pH值的适宜范围是9.0至9.2,捕获扁藻时磷酸缓冲液的pH值的适宜范围是8.9至9.1。微通道的深度越小,越利于微藻细胞的捕获。微通道的宽度、环境温度及液相溶质等因素也会影响微藻细胞的捕获效率。2)基于激光诱导叶绿素荧光机理监测单微藻细胞的活性动态变化,根据监测结果绘制出微藻经试剂处理后随时间的动态变化曲线,实验结果表明:微藻细胞在处理后其活性曲线不是单调下降,而是呈现曲折下降的特征。通过微藻活性动态变化曲线可以判断不同试剂对微藻的处理效果,相对于常规检测,单微藻细胞检测具有明显的优势。在相同的试剂作用下,杜氏盐藻的抗逆性要强于亚心型扁藻。3)开展了基于液体滤光的单微藻检测技术研究,研制出两种不同波长的液体滤光液。在此基础上,设计了一种由供电模块、光电检测模块、信号处理模块、信号采集及数据处理模块等组成的单微藻检测系统,并分别对荧光颗粒、微藻叶绿素荧光、藻细胞染色荧光进行了检测,验证了系统的有效性。本文的研究为船舶压载水中微藻灭活技术有效性评估以及新型微藻活性检测技术的开发应用提供了新的思路和借鉴,在船舶污染的防治上具有非常巨大的价值。