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专利号: 2020115060212
申请人: 江南大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2023-10-10
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种污水毒素浓度估计方法,其特征在于:包括以下步骤,将具有一定细胞指数CI的培养细胞暴露在污水样本中,连续采集污水样本内培养细胞的细胞数量测量值;根据细胞对毒素的摄取机理,以及毒素所引起的细胞数量变化创建细胞毒素动态模型;使用粒子滤波算法对所述细胞毒素动态模型和所述细胞数量测量值进行处理,估计出污水样本中的毒素浓度。2.如权利要求1所述的污水毒素浓度估计方法,其特征在于:创建所述细胞毒素动态模型包括,创建细胞对毒素摄取过程的动力学模型:创建细胞内毒素浓度凋亡机制:ci表征细胞内毒素浓度;ce表征细胞外毒素浓度;N表征细胞数量,N≈CI;k1,k2,k3,Ki为相关参数;kci表征存在毒素时的相对细胞杀伤率;ks表征无毒素时的相对细胞增殖率。3.如权利要求2所述的污水毒素浓度估计方法,其特征在于:创建所述细胞毒素动态模型包括,将具有一定细胞指数CI的培养细胞暴露在不同浓度的毒素中,连续采集有毒素作用下培养细胞的细胞数量测量值;将有毒素作用下培养细胞的细胞数量测量值代入所述(式1)和(式2)中,并采用非线性回归方法对所述动力学模型和细胞内毒素浓度凋亡机制中的未知参数进行辨识,计算出所述相关参数k1,k2,k3,Ki。4.如权利要求3所述的污水毒素浓度估计方法,其特征在于:暴露在不同浓度毒素中的培养细胞的细胞指数CI为1.0~1.2。5.如权利要求1所述的污水毒素浓度估计方法,其特征在于:暴露在污水样本中的培养细胞的细胞指数CI为1.0~1.2。6.如权利要求1所述的污水毒素浓度估计方法,其特征在于:所述培养细胞的细胞系为NIH  3T3。7.如权利要求6所述的污水毒素浓度估计方法,其特征在于:暴露在污水样本中培养细胞、暴露在不同浓度毒素中的培养细胞的初始细胞数均包括每孔10000个细胞。8.如权利要求1~7任一项所述的污水毒素浓度估计方法,其特征在于:污水毒素浓度估计方法还包括,对所述细胞毒素动态模型进行离散化,得到离散化后的细胞毒素动态模型xk=f(xk‑1)+wk;yk=g(xk)+vk;

数;为观测函数;为过程噪声,且服从分布为观测噪声,且服从分布

所述粒子滤波算法结合离散化后的细胞毒素动态模型对污水样本中的细胞数量测量值进行处理。9.如权利要求8所述的污水毒素浓度估计方法,其特征在于:所述粒子滤波算法处理污水样本中细胞数量测量值包括,定义状态变量x=[ci,ce,N],定义测量向量y=N,基于离散化后的细胞毒素动态模型,并根据含有噪声的细胞数量测量值估计出细胞毒性过程中真实的细胞内毒素浓度ci、细胞外毒素浓度ce和细胞数量N。10.如权利要求8所述的污水毒素浓度估计方法,其特征在于:所述离散化的方法包括欧拉方法、龙格‑库塔方法、线性多步方法中的一种。