在過去的10年裏，有害藻華已經成爲危害美國海洋生物的一個重大問題。這些藻華由浮游植物組成，它們產生的生物毒素不僅會影響水中的魚類和植物，還會影響生活在這些區域附近的哺乳動物、鳥類和人類。據美國國家海洋和大氣管理局調查，藻華現象已經變得越來越普遍，並在全球範圍內蔓延。因此，擁有預測有害藻華爆發及其地點、大小和嚴重程度的能力可以幫助科學家預防藻華帶來的危險影響。

如今，美國加州大學洛杉磯分校的研究人員開發出了一種可以立即分析水樣的、廉價且便攜的設備。它將爲海洋生物學家提供實時信息，從而判斷測試的區域是否可能會發生藻華。這反過來又會讓管理沿海地區的官員做出更好、更快的決定，例如，在藻華造成嚴重破壞之前關閉海灘和貝類養殖場。該研究由加州大學洛杉磯分校校長兼加州大學洛杉磯分校納米系統研究所副主任Aydogan Ozcan領導，並將發表在《光：科學與應用》雜誌上。

科學家們此前通常通過手工取樣和傳統的光學顯微鏡來研究藻華。技術人員需使用浮游生物網手工採集水樣，然後把它們帶到實驗室進行分析。這一過程十分困難，部分原因是給定水體中藻類的濃度和組成可能迅速改變，導致分析不準確。

Ozcan和他的同事們創造的設備則加速了採樣分析過程。基於全息成像和人工智能技術，研究人員發明了這種新的流式細胞儀，它可以檢測和測量樣品中微小物體的物理和化學特徵並在幾秒鐘內快速分析各種浮游生物的組成。它不使用透鏡或其他光學元件且使用成本更低——該設備體積小，重量輕，可以用不到2500美元的部件組裝。不過，使用該裝置時必須確保有足夠的光來產生明亮的高速圖像，避免運動模糊。“這就像給一級方程式賽車拍照，”Ozcan說，“攝影師需要非常短的曝光來避免運動模糊。在我們的例子中，這意味着需要使用非常明亮的脈衝光源，脈衝長度大約是眨眼時間的千分之一。”

爲測試這個裝置，科學家們測量了洛杉磯海岸線上的海洋樣本，並獲得了浮游植物組成的圖像。他們還測量了該地區6個公共海灘上一種潛在有毒藻類的濃度。研究人員的測量結果與加州公共衛生部海洋生物毒素監測項目最近的一項研究結果相當。

編譯：Coke 審稿：三水 責編：張夢

期刊來源：《光：科學與應用》

原文鏈接：https://scienceblog.com/503446/mobile-device-could-make-it-easier-to-predict-and-control-harmful-algal-blooms/