基于荧光分析法的水体叶绿素a传感器光通路设计

基于荧光分析法，设计了一种水体叶绿素a传感器，可满足长期海洋、湖泊环境实时检测的要求。阐述了荧光分析法测量水体叶绿素a的基本原理，提出了叶绿素a传感器光通路部分的设计方法：首先设计了光学传感器探头；进而基于叶绿素a在430~470nm蓝光波段吸收作用最强的特性，选用460nm波长的超高亮蓝色发光二极管作为荧光激励信号设计传感器的信号源，激励光源选用4组超高亮蓝色发光LED，符合叶绿素a强吸收定光谱特性，具有功耗小、体积小、成本低和电路设计简单等优点。对比分析了几种不同光电转化器件的优缺点，选择光敏二极管作为光接收器件，满足了水体叶绿素a荧光信号微弱的检测特点；最后对传感器进行了标定与校准。结果表明，传感器测量结果决定系数R2为0.998，标准偏差为0.05μg，最低检出限为0.25μg/L