藻细胞显微图像快速自动获取具有重要的应用价值。针对微流控-显微成像技术中样品进样效率与细胞成像质量问题，研究了基于藻细胞通过荧光检测窗口持续时间的样品平均流速检测方法，并提出基于体积流量调节的微流控自动进样分段控制方法。结果表明，进样速度在10～30 μL/min范围内，样品平均流速检测误差小于5%；分段控制实现了藻细胞显微图像的高质量自动获取，与显微镜检成像质量基本一致，且样品进样速度提升68%以上。研究结果为藻细胞显微图像高效自动获取提供了有效实用方法。

浮游藻类作为单细胞生物，其光合活性外界胁迫作用响应灵敏，是水质综合毒性检测的良好受试生物，因此认识受试藻种光合活性状态对温度和光照等主要环境因子的响应规律，掌握有效控制受试藻种光合活性状态和浓度的培养条件，对水质综合毒性检测至关重要。以模式受试生物蛋白核小球藻为研究对象，研究了不同温度梯度和光照强度下蛋白核小球藻光合活性变化规律。研究结果显示：蛋白核小球藻在不同梯度光照下，藻种光合活性和藻种浓度的变化非常明显。低光照下 (75 μE、125 μE) 藻种平均光合活性在0.60左右但藻种浓度基本不增加；中光照下 (175、225、300、375 μE) 藻种平均光合活性在0.57左右且此时藻种浓度有明显增加，其中，实验最佳光照为375 μE；高光照下 (475 μE和600 μE) 藻种平均光合活性低于0.56 (初始活性)，会对藻种的生长状态产生胁迫。不同梯度温度下藻种光合活性和藻种浓度也有明显变化，中低温下 (5、15、25 ℃) 藻种平均光合活性在0.59左右且藻种浓度随着温度的升高而增加，最佳温度为25℃；高温下 (30、35、40 ℃) 藻种光合活性迅速下降直至失活。研究结果表明可以通过控制光照和温度来控制浮游藻类的光合活性和生长速度，为在线水质综合毒性测量仪提供标准的受试藻样培养方式，从而给便携式水质综合毒性测量仪的研发奠定基础。

实现水体致病菌的快速识别检测对防控由水体微生物污染引起的大规模疾病爆发有重要的现实意义。 生化鉴定、 核酸检测等常规细菌检测方法存在耗费时间长、 需要精密的实验仪器等特点, 不足以满足水体细菌微生物的快速实时在线监测。 由于细菌的多波长透射光谱包含较丰富的特征信息, 并且这项光谱检测技术具有快速简便、 无接触、 无污染等优点, 近年来成为细菌检测研究的热点。 以肺炎克雷伯氏菌、 金黄色葡萄球菌、 鼠伤寒沙门氏菌、 铜绿假单胞菌和大肠埃希氏菌为研究对象, 通过对细菌光谱作归一化处理和方差分析得到光谱变动最显著的特征波长区间, 在该区间提取200 nm处的吸光度值及短波段的斜率值作为光谱特征值, 结合支持向量机对不同种类细菌进行预测。 结果表明, 多波长透射光谱的归一化预处理能够有效消除浓度影响, 并保留完整的原始光谱信息; 通过方差分析法得到特征波长区间为200~300 nm波段, 在此区间内提取的五种细菌的归一化光谱趋势图的特征值分别为: 200 nm处吸光度值为0.006 5, 0.005 1, 0.007 5, 0.007 5和0.008 5, 200~245 nm波段的斜率值为-62.45, -35.94, -81.30, -82.67和-103.49, 250~275 nm波段处的斜率值为-15.48, -14.82, -20.91, -13.92和-26.21, 280~300 nm波段处的斜率值为-29.96, -24.62, -33.71, -36.09和-30.88。 对样本提取特征值并随机划分训练集和测试集, 支持向量机选择惩罚因子模型以及线性核函数, 通过寻优算法确定最佳的惩罚因子参数c和核函数参数g, 对测试集样本进行测试, 得到细菌种类的识别结果, 五种细菌的预测准确率均达到100.0%。 综上所述, 水体致病菌的多波长透射光谱通过合适的数据预处理能够提取出具有明显差异性的光谱特征值, 该光谱特征值结合支持向量机能够有效用于不同细菌种类的识别, 该方法为水体细菌快速识别和实时在线监测提供了重要的技术支持。