基于气载微流控芯片的作物病害孢子流式动态检测方法

作     者：杨宁 张素亮 王亚飞 袁寿其 毛罕平 张晓东 YANG Ning;ZHANG Suliang;WANG Yafei;YUAN Shouqi;MAO Hanping;ZHANG Xiaodong

作者机构：江苏大学电气信息工程学院镇江212013 江苏大学农业工程学院镇江212013 江苏大学流体机械工程技术研究中心镇江212013 

基　　金：江苏大学农装学部项目(NZXB20200205) 国家自然科学基金项目(32171895、32071905) 水稻生物学国家重点实验室开放项目(20200303) 江苏省优势学科项目(PAPD) 

出 版 物：《农业机械学报》 (Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery)

年 卷 期：2022年第53卷第10期

页      码：318-325页

摘      要：为解决微流控芯片孢子检测复用率低的问题,提出一种基于气载微流控芯片的作物病害孢子流式动态检测方法。根据微尺度下作物病害孢子气体动力学特征设计平行双鞘流聚焦的微流控芯片,实现孢子的聚焦流动;利用光路聚焦原理和双向Mie散射原理设计光电检测结构;将微流控芯片和光电检测结构组合搭建光电检测系统,根据前向散射光强信息建立粒径与光强的检测模型,并融合前向和侧向散射光强信息,实现稻曲病孢子和聚苯乙烯微球的有效分类。仿真和实验结果表明:样品在芯片入口流速为2.5 mL/min、鞘流流速为12 mL/min时,粒子聚焦宽度为8μm,粒子富集率可达96.7%;稻曲病孢子和聚苯乙烯微球粒径与光强检测模型的决定系数为0.9666,平均检测误差为7.04%,芯片复用率提高约9倍。研究结果为作物病害检测传感器的研发提供了理论基础。

主 题 词：稻曲病孢子 聚苯乙烯微球 微流控芯片 Mie散射理论 光电检测 

学科分类：080903[080903] 0809[工学-计算机类] 08[工学] 09[农学] 0904[农学-动物医学类] 090401[090401] 090402[090402] 

核心收录：

D　O　I：10.6041/j.issn.1000-1298.2022.10.034

馆 藏 号：203115391...