用激光粒子分析仪分析微囊藻的细胞

微囊藻水华是全球最令人担忧的生态环境问题之一，严重威胁着中国区域饮用水安全^[1]。分析微囊藻的细胞浓度1和体积浓度2对于提供藻华发生的早期预警和促进预测工具的开发以减轻其影响是必要的。微囊藻华一般理解为指大量繁殖和积累在湖泊和水库表面的殖民地微囊藻。微囊藻的菌落大小在水华的不同发育阶段变化很大。

群体规模在微囊藻华形成中起着重要作用，因为大群体的生态优势包括快速垂直迁移，磷的有效吸收，防止浮游动物捕食，以及对有毒物质的保护。显微计数法是最基本和最常用的方法。然而，由于微囊藻菌落内的细胞会被外周细胞遮蔽，因此不能通过显微镜正确地分析细胞浓度。

因此，不能准确地计算出菌落中的阴影细胞。使用激光颗粒分析仪分析微囊藻的细胞浓度、体积浓度和菌落大小。这种方法是基于粒子可以诱导激光色散的物理原理。该方法已被用于研究浮游植物颗粒的大小。虽然微囊藻是世界范围内的优势藻华物种，除了Andrews et al .评估了折射率n3和吸收k对激光衍射粒度分析仪计算的小粒径分布结果的影响外，还没有使用激光颗粒分析仪对其进行分析。

然而，n和k对微囊藻培养物和激光粒度分析仪计算的自然微囊藻菌落大小分布结果的影响尚不清楚。因此，应用激光颗粒分析仪分析微囊藻的细胞浓度、体积浓度和菌落大小是一种新的系统方法。n和k对结果的影响也应该进行评估。

图1. 对2000型浆料磨粉机的光学原理和流场系统进行了分析^[1]

采用基于激光衍射技术的0.02 - 2000 lm范围内的激光颗粒分析仪测量颗粒的大小。图1为Mastersizer 2000粒度分析仪的光学及流动系统示意图。波长分别为632.8 nm(红色激光)和470 nm(蓝色激光)的准直激光束照射在一个1厘米的流动池中，其中包含来自流动系统的颗粒。这些用于获得菌落主导的样品以评估当前方法，然后立即用福尔马林[2% (v/v)]固定用于实验室分析。四种样品的显微照片如图2所示。结果表明，微囊藻的细胞浓度、体积浓度和菌落大小的测量是可靠的。

图2. 四种样品的显微照片^[1]

[1] Li, M., Zhu, W. & Gao, L. Analysis of Cell Concentration, Volume Concentration, and Colony Size of Microcystis Via Laser Particle Analyzer. Environmental Management 53, 947–958 (2014).