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龙图腾网获悉云南水利水电职业学院;中国水利水电科学研究院申请的专利用于藻华与病原体早期预警的高通量生物传感系统获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN121721003B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-05-08发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202610232030.8，技术领域涉及：G01N21/65；该发明授权用于藻华与病原体早期预警的高通量生物传感系统是由卢治元;黄海燕;张光福;陈璐;付意成;张剑;温洁设计研发完成，并于2026-02-27向国家知识产权局提交的专利申请。

本用于藻华与病原体早期预警的高通量生物传感系统在说明书摘要公布了：本发明属于数据分析技术领域，具体涉及用于藻华与病原体早期预警的高通量生物传感系统，系统包括多个取样单元、具备多通道结构的微流控芯片以及集成金属纳米结构表面的高通量表面增强拉曼检测单元，并通过拉曼光谱采集机制获取水体样本的原始表面增强拉曼光谱。系统利用压缩光谱采样与稀疏重构方法减少数据量并保持光谱信息完整性，通过字典学习方式构建病原体拉曼指纹字典，结合稀疏表示分类机制实现不同藻类代谢物、藻类毒素和病原体相关分子成分的识别及其浓度区间判断。基于病原体类型和浓度区间，系统进一步生成藻华风险预警和病原体风险预警，实现对水体异常变化的早期发现。本发明在稳定性、灵敏度、通量与实时性方面具有显著优势。

本发明授权用于藻华与病原体早期预警的高通量生物传感系统在权利要求书中公布了：1.用于藻华与病原体早期预警的高通量生物传感系统，其特征在于，所述系统包括：多个取样单元，用于在待监测水体中采集水体样本；微流控芯片，微流控芯片具有与取样单元连通的进样口和多条用于输运水体样本的微通道，微通道内沿水体样本流动路径设置多个高通量表面增强拉曼检测单元，每个高通量表面增强拉曼检测单元包括与微通道底部一体成型的金属纳米结构表面以及与金属纳米结构表面对应布置的激光照射窗口；拉曼光谱采集模块，用于在高通量表面增强拉曼检测单元处采集散射光并进行光谱分解，生成水体样本的原始表面增强拉曼光谱；光谱处理模块，与拉曼光谱采集模块连接，用于根据原始表面增强拉曼光谱执行压缩感知处理并输出水体样本的稀疏系数向量和重构表面增强拉曼光谱；字典学习模块，与光谱处理模块连接，用于依据标准水样的表面增强拉曼光谱构建病原体拉曼指纹字典；分类模块，与光谱处理模块和字典学习模块连接，用于基于病原体拉曼指纹字典以及稀疏系数向量确定水体样本的病原体类型与浓度区间；预警判定模块，与分类模块连接，用于根据病原体类型与浓度区间以及藻华风险判定表和病原体风险判定表生成藻华风险预警和病原体风险预警; 微流控芯片内部设有分支微通道结构和汇流微通道结构，分支微通道结构用于将每份水体样本分配为多个并行流通通道或者多个相互独立的微滴流，高通量表面增强拉曼检测单元沿各并行流通通道或各微滴流的流动路径依次设置，每个高通量表面增强拉曼检测单元的金属纳米结构表面由金纳米结构表面和银纳米结构表面构成，且激光照射窗口与对应的金纳米结构表面和银纳米结构表面的区域相对布置，以使水体样本沿微通道通过金纳米结构表面和银纳米结构表面时实现表面增强拉曼散射信号的高通量采集； 字典学习模块被配置为在系统标定阶段构建病原体拉曼指纹字典，具体为：配制分别包含单一藻类代谢物、单一藻类毒素和单一病原体相关分子成分的标准水样，将标准水样导入微流控芯片，在各高通量表面增强拉曼检测单元处采集对应的原始表面增强拉曼光谱，对各标准水样的原始表面增强拉曼光谱沿拉曼位移方向依次执行基线扣除、背景信号扣除以及整体强度归一化处理，并将预处理后的光谱曲线在各拉曼位移通道上的光强值按照固定顺序排列形成标准光谱数据序列；从全部标准光谱数据序列中选取若干条经强度归一化后的标准光谱数据序列作为初始字典原子集合，将初始字典原子集合中的每一个字典原子作为病原体拉曼指纹候选模板输入字典学习过程，以在后续迭代中更新并形成病原体拉曼指纹字典； 分类模块采用稀疏表示分类方式对水体样本进行判别，具体为：根据病原体拉曼指纹字典中各字典原子在字典学习阶段建立的类别标记关系，将字典原子划分为多个类别子集合，每个类别子集合对应一种藻类代谢物类型、一种藻类毒素类型或一种病原体类型及其浓度区间；对于每一条由光谱处理模块输出的稀疏系数向量，复制形成类别系数向量，将当前类别子集合以外的字典原子位置上的稀疏系数全部置零，保留属于当前类别子集合的字典原子位置上的稀疏系数不变，并以病原体拉曼指纹字典中全部字典原子的光谱曲线和类别系数向量中的稀疏系数为依据逐通道线性组合得到类别重构光谱，将类别重构光谱与对应水体样本的重构表面增强拉曼光谱在全部拉曼位移通道上的光强差值的绝对值逐通道求和得到类别差值总量，将类别差值总量最小的类别子集合对应的类别标记作为水体样本的病原体类型判定结果，并将类别子集合对应的浓度区间作为水体样本中相应病原体的浓度区间判定结果并输出至预警判定模块。

如需购买、转让、实施、许可或投资类似专利技术，可联系本专利的申请人或专利权人云南水利水电职业学院;中国水利水电科学研究院，其通讯地址为：650499 云南省昆明市盘龙区兰黑路13号；或者联系龙图腾网官方客服，联系龙图腾网可拨打电话0551-65771310或微信搜索“龙图腾网”。

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