用下约有50 UL的粪便浑浊液经导管流入1#反应管内。马桶内设有一紫外消毒灯，可对水和马桶池等进行消毒除菌，避免杂菌干扰检测的同时也能保证马桶的清洁，保护人们的健康。PCR反应装置的微型自动控温器能在4?100°C之间进行自动定时控温，来自马桶的粪样液首先流入1#反应管内，控温装置启动，100°c保温1min后立即4°C保温5min，管内即生成PCR反应所需要的模版。微量注射器在马桶使用前预先从引物管和反应液管中分别抽取2 UL的引物和21 yL的反应液(引物管和反应液管抽取后要立即放入-20°C冰箱内保存)。模版生成后，在真空泵的作用下，2#反应管从1#反应管抽取2 UL的模版，同时微量注射器内的引物和反应液自动注入2#反应管内。控温装置开启，94°C/5min-30个循环(94°C lmin，58°C lmin，72°C 5min)-72°C/7min。反应停止后，在真空泵的作用下，约7 μ L的PCR产物注入下面电泳槽内凝胶的加样孔里(电泳槽长7cm、宽1cm、高1cm，里面的特制可循环使用的凝胶浸渍在TAE电泳缓冲液中)。加样后，电泳开始，50V/2h，电泳结束后盒内的紫外灯开启，电泳槽上端的摄像头对凝胶进行拍照，生成指纹图谱照片。拍照后，继续电泳，使DNA样品排出胶块。完成后，马桶内的导管口再次打开，利用马桶里经过过滤除菌的无菌水对导管，1#反应管和2#反应管及电泳槽进行冲洗。3次冲洗后，管口关闭，电泳槽连接的TAE缓冲液管的管口开启，向电泳槽内注入新鲜的缓冲液。电泳槽内的紫外灯开启，对整个PCR电泳装置进行消毒除菌，保证整个装置的无菌环境。通过家庭局域网或路由器WIFI将生成的图片传给手机或电脑等智能客户端，客户端上的图片处理软件对图谱数据进行处理，分析排便者的肠道菌群状况，然后给出科学的健康建议。
[0010]本发明的智能马桶是基于ERIC-PCR基因指纹图谱技术进行开发，使人体肠道菌群结构的动态检测成为可能，弥补了健康检测领域内肠道菌群动态检测的空缺，为家用智能化健康检测系统的发展提供了新的硬件基础，同时整个粪样检测装置也可作为一种快速自动PCR-电泳检测设备开发，尤其可以应用于肠道菌群与人体健康关系的研宄，作为一个取样分析工具。
【主权项】
1.一种能够动态检测人体肠道菌群变化的家用智能马桶，包括马桶主体(1)、水箱(2)和虹吸管道，其特征在于:所述智能马桶还包括粪样检测机构，粪样检测机构包括一个封闭的壳体(3)以及设置在壳体(3)内的中央控制器(4)、PCR反应装置、真空泵(5)、电泳槽(6 )、TAE缓冲液储管(7 )、紫外凝胶成像装置以及数据传输装置，所述PCR反应装置包括盒体(8)、设置在盒体(8)内的1#反应管(9)和2#反应管(10)、用于对1#反应管(9)和2#反应管(10 )进行温控的自动控温器以及用于向2#反应管(10 )加样的微量注射器(11)，1#反应管(9)和2#反应管(10)之间通过导管相连通，1#反应管(9)通过导管与虹吸管连通，2#反应管(10)通过导管与电泳槽(6)相连通，电泳槽(6)的缓冲液注入口通过导管连接至TAE缓冲液储管(7)，所述紫外凝胶成像装置包括紫外灯(12)及摄像头(13)，摄像头(13)设置在电泳槽(6)的上方，紫外灯(12)设置在壳体(3)内的上部，用于控制粪样检测机构物料转移的所述真空泵(5)通过导管分别连接至1#反应管(9)和2#反应管(10)之间的导管、1#反应管(9)和虹吸管之间的导管、2#反应管(10)与电泳槽(6)之间的导管以及TAE缓冲液储管(7)与电泳槽(6)之间的导管，所述数据传输装置包括一个与摄像头(13)相连接的无线信号发射器(14)，用于将摄像头(13)采集的凝胶图像信息发送至指定的智能终端，用于控制粪样检测机构进程的所述中央控制器(4)分别与真空泵(5)、PCR反应装置的自动控温器、紫外凝胶成像装置以及数据传输装置电连接。
2.如权利要求1所述的一种能够动态检测人体肠道菌群变化的家用智能马桶，其特征在于:所述智能终端为智能手机或电脑。
3.如权利要求2所述的一种能够动态检测人体肠道菌群变化的家用智能马桶，其特征在于:所述智能终端上安装有图片处理及图谱数据处理软件。
4.如权利要求1所述的一种能够动态检测人体肠道菌群变化的家用智能马桶，其特征在于:还包括设置在壳体(3)内的废液槽(15)，废液槽(15)的进口与电泳槽(6)相连接，废液槽(15)的出口通过管道连接至外部排污管道。
5.如权利要求1所述的一种能够动态检测人体肠道菌群变化的家用智能马桶，其特征在于:所述水箱(2)内还设置有过滤器(16)，用于对水箱(2)内的水进行过滤除菌。
【专利摘要】本发明涉及一种能够动态检测人体肠道菌群变化的家用智能马桶，包括马桶主体、水箱和虹吸管道，所述智能马桶还包括粪样检测机构，粪样检测机构包括一个封闭的壳体以及设置在壳体内的中央控制器、PCR反应装置、真空泵、电泳槽、TAE缓冲液储管、紫外凝胶成像装置以及数据传输装置。本发明的智能马桶是基于ERIC-PCR基因指纹图谱技术进行开发，使人体肠道菌群结构的动态检测成为可能，弥补了健康检测领域内肠道菌群动态检测的空缺，为家用智能化健康检测系统的发展提供了新的硬件基础，同时整个粪样检测装置也可作为一种快速自动PCR-电泳检测设备开发，尤其可以应用于肠道菌群与人体健康关系的研究，作为一个取样分析工具。
【IPC分类】C12M1-38, E03D9-00, C12M1-34
【公开号】CN104790488
【申请号】CN201510148257
【发明人】李松彪, 李云飞, 秦翠丽, 伍家发, 牛明福, 杨莹, 王忠泽
【申请人】河南科技大学
【公开日】2015年7月22日
【申请日】2015年4月1日