一种适用于突发公共卫生事件中现场菌群检测的培养装置的制作方法

本公开涉及菌群培养装置技术领域，具体涉及一种适用于突发公共卫生事件情况下，能够及时对现场样品中菌群进行培养和检测的装置。

背景技术：

公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本公开的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

多管发酵最可能数(mpn)法作为检测水、食品、化妆品和公共场所等公共产品的卫生微生物指标中大肠菌群、耐热大肠菌群(粪大肠菌群)及大肠埃希氏菌检测的常用方法具有技术难度低、试剂成本低、检测范围宽等优点。在我国《gb/t5750.12-2006生活饮用水标准检验方法微生物指标》中总大肠菌群、耐热大肠菌群和大肠埃希氏菌的检验，《gb4789.3-2016食品安全国家标准食品微生物学检验大肠菌群计数》，《gb4789.38-2012食品安全国家标准食品微生物学检验大肠埃希氏菌计数》，《gb/t18204.10-2000游泳池水微生物检验方法大肠菌群测定》，《水和废水监测分析方法(第四版)》中水中总大肠菌群的测定和水中粪大肠菌群的测定等中多管发酵最可能数(mpn)法均为第一法；在《化妆品安全技术规范(2015版)》中粪大肠菌群检验，《gb4789.39-2013食品安全国家标准食品微生物学检验粪大肠菌群计数》，《gb/t18204.4-2013公共场所卫生检验方法第四部分：公共用品用具微生物》中大肠菌群多管发酵法，《gb-18466-2005医疗机构水污染物排放标准》附录a(规范性附录)医疗机构污水和污泥中粪大肠菌群的检验方法中多管发酵最可能数(mpn)法等中均为唯一方法。

多管发酵最可能数(mpn)法检测过程中需要将样品配置成为一系列浓度的样品在培养箱中培养一段时间后，根据没有生长的最低稀释度与出现生长的最高稀释度，采用“最大或然数”理论进行计算样品中细菌数的近似值，能够很好的适用于土壤、污水、牛奶、食品中的微生物的检测。由于mpn法应用方便，在获取最低稀释度与最高稀释度后，与多管发酵最可能数(mpn)法自带附表中的数据进行比对即可得知样品中细菌个数，应用于某些突发事故中的应急检测具有一定的优越性，同时也存在一定的限制：在mpn法的检测过程中，样品加入培养管后需要在培养箱中培养24h左右，并且一次样本检测需要同时培养1-30只发酵管，对培养箱体积要求较大，导致该检测过程只能在实验室中进行。另外，目前mpn法检测中所使用的培养管为杜汉氏培养管，该培养管中内置一只倒置的小管，使用前需要将小倒管中的空气排空，完成一次检测需要预先准备数十只培养管，拖慢试验进度。

另外，发明人还发现，在某些突发情况下，如地震、洪水、微生物样品泄露、危废处理不当等意外因素或不可抗拒的自然灾害等原因而引发的突发环境中，检测人员需要对土壤、水质、食物、公共场所和公共用品等样品中的微生物含量进行监控，以防治灾害的进一步扩大，而突发状况的现场环境往往较为恶劣，电力难以保证，灾难现场附近的实验室也难以正常运行，并且许多紧急状况下，交通容易阻断，不容许检测人员将样本送回实验室进行检测，需要在现场完成快速检测。

技术实现要素：

基于上述现状，提供一种能够适用于突发状况现场快速检测的mpn法培养装置，能够有效的缩短样品检测时间，加快救援进度。

针对以上技术问题，本公开提供了一种能够在非实验室环境下，基于mpn法检测样品中大微生物含量的培养装置。本公开中的培养装置包括即用型培养管及适配恒温培养器两部分，本公开中的即用型培养管包括产气收集管及柔性主管，产气收集管不再置于发酵管内部，从而不再受内置管径限制和倒置位置限制。柔性主管可弯曲从而使产气收集管的内径和倒置角度选择自由度变大，使发酵用柔性主管与产气收集管的管道连接更为通畅，便于气体排出，从而解决原技术中小倒管排气环节的瓶颈问题。另外，本公开还提供一种适配该柔性培养管的恒温培养装置，该装置利用珀尔贴效应实现温度控制，有效的缩小了恒温培养模块的体积，并且能够有效优化电源使用效率，使该培养装置能够方便的携带至现场使用，完成18-48h内恒温培养。

为了完成以上技术效果，本公开提供以下技术方案：

本公开第一方面，提供一种培养检测管，该培养检测管包括：主管、产气收集管和用于封闭所述主管的管帽；其中，所述主管为能够弯曲的软管结构，并与产气收集管相连接；主管、产气收集管和管盖构成一个封闭的腔体；所述主管大于产气收集管长度，主管内径大于产气收集管内径。

本公开的第二个方面，提供一种用于最可能数检测的即用型培养装置，该培养装置包括：所述培养检测管和培养基，所述培养基设于所述培养检测管中。

本公开的第三个方面，提供一种适配上述即用型培养装置的恒温培养器，该恒温培养器包括盖体、显示屏、壳体、恒温培养模块、控制模块、温度调节模块及电源，所述盖体、显示屏设置于壳体顶部；所述恒温培养模块、控制模块、温度调节模块及电源位于壳体内侧；

所述恒温培养模块位于盖体下方，所述控制模块、温度调节模块及电源位于显示屏下方；所述控制模块下方设置温度调节模块、温度调节模块下方设置电源；

所述恒温培养模块包括与上述检测管适配的金属块、温度传感器及半导体制冷片，该金属块顶端具有适配培养管的凹槽，使检测管放置于凹槽中呈现一定角度的弯折；金属块侧面具有与温度传感器适配的凹孔。

所述温度传感器为接触式温度传感器，具有接触部，所述接触部置入金属块中，将金属块温度信号传导至温度调节模块；所述半导体制冷片紧贴金属块底部连接；

所述控制模块包括微控制芯片、存储器、内存；

所述温度调节模块包括ad芯片及ad采样电路；

所述电源为蓄电池，为该恒温培养器的运行提供电力。

本公开中的培养器采用内置蓄电池为培养装置提供能量来源，使该装置可以在室外等不具有电源的条件下也能够正常使用。使用人员通过控制键对培养温度和时间进行设定，控制模块将技术人员设定的信号传导至恒温培养模块通过半导体制冷片实现制热和制冷，温度传感器检测金属块温度反馈至温度调节模块，如过热则通过半导体制冷片对金属块进行降温，如温度过低，通过更改半导体中电流方向使半导体实现制热，最终恒定设定温度对培养管进行加热。

优选的，所述显示屏包括tft液晶屏和控制键。

优选的，所述盖体为内侧贴有保温层的不锈钢盖。

盖体位于培养管上方，使用时，打开盖体，将培养管置于铝块的凹槽中，调整后位置后，盖好盖体进行培养。

优选的，所述金属块为铝块。

采用铝块作为恒温培养金属块，材质轻，升温速度快，对温度反应灵敏，可以降低对装置中电力能源的消耗情况，使该培养器能够适用于更长时间或恶劣气候下的检测情况。

优选的，所述温度传感器为接触式温度传感器pt100铂电阻。

通常培养过程中，对培养基温度误差需要控制在0.1～0.3℃以内，该铂电阻应用于本公开中装置温度检测具有良好的灵敏性，除此之外，采用铂电阻还具有很好的稳定性，包括良好的抵御物理震动的能力，更加适用于突发环境下的检测。

优选的，所述半导体制冷片为marlow公司生产的xlt2389型半导体制冷片。

通常状况下，菌群培养温度多为37℃左右，本公开采用该型号的半导体制冷片在中低温度区域具有良好的响应效果，满足绝大多数微生物的培养温度要求。

优选的，所述ad芯片控制采样电路采用线性插值的方法计算出温度值，四线制接法恒流源激励法测温。

优选的，所述微控芯片为32位amr微控制芯片s3c2410。

优选的，所述存储器为k9f1208udm的64mnandflash。

优选的，所述内存为扩展内存，采用micron公司型号为hy57v561620的sdram组成32位64m。

优选的，所述壳体为贴有保温层的不锈钢材料。

本公开的第四个方面，提供一种基于mpn法的检测样品中微生物含量的方法，该方法通过使用上述即用型培养装置及恒温培养器实现。

优选的，将即用型培养装置主管和产气收集管呈竖直状态，加入配置好的待测样品；将加入样品后的培养管放置于金属块顶部的凹槽中，开启电源，设置培养温度及培养时间。

进一步优选的，所述培养管放置于凹槽中，调整柔性主管及产气收集管角度，使培养开始前产气收集中充满培养基。

本公开的第五个方面，提供所述即用型培养装置或恒温培养器在大肠菌群、耐热大肠菌群及/或大肠埃希氏菌最可能数检测中的应用。

本公开的有益效果

1.本公开针对现有技术中采用的杜汉氏管排气困难的问题，提供了一种产气管外置的培养装置，该培养管采用柔性主管产气收集管与主管之间角度可以灵活设置，可在加入液体样本后，使整个产气收集管与主管呈完全竖直相连，无弯曲角度，即管内通道完全竖直贯通，管内气体极易向上排出，大大降低了排气的难度。

2.针对现有技术中的检测方法难以应用于突发情况下的现场检测的问题，本公开提供了一种适配该柔性培养管的恒温培养器，该柔性培养管易于携带，该恒温培养器具有体积小、方便携带，检测精度高且稳定性良好的特点，能够满足突发状况下对灾害现场水质、土壤、食品、公共场所和公共物品等样品中微生物含量的检测。

附图说明

构成本公开的一部分的说明书附图用来提供对本公开的进一步理解，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的不当限定。

图1为现有技术中包含倒置杜汉氏管的培养管；

图2是实施例5中即用型培养装置的示意图；

其中，1为柔性主管，2为产气收集管，3为培养基，4为管帽，5为密封帽。

图3是实施例6中的即用型培养装置的示意图；

其中，1为柔性主管，2为产气收集管，3为培养基，4为管帽，5为密封帽。

图4是实施例8中的即用型培养装置的示意图；

其中，1为柔性主管，2为产气收集管，3为培养基，4为管帽，5为密封帽。

图5为实施例9中的恒温培养器。

其中，a1为盖体，a2为壳体，a3为恒温培养模块，301为金属块，302为半导体制冷片，303为温度传感器，301a为凹槽，a4为控制模块，401为微控芯片，402为存储器，403为内存，a5为温度调节模块，501为ad芯片，502为ad采样电路，a6为电源，a7为显示屏。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本公开提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本公开所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本公开的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

正如背景技术所介绍的，现有技术中采用杜汉氏管作为mpn法检测样品中大肠菌群数量的培养装置，该培养管使用前需要将内置小倒管中的空气排净，排气难度较大；并且，应用mpn法完成一次样品检测需要数十个培养管，采用杜汉氏培养管大大增加了前期准备工作量。另外，目前使用的mpn法只适用于实验室条件下进行，无从应用于突发情况下的现场检测。

为了解决如上的技术问题，本公开提出了一种即用型培养装置及使用该培养装置的恒温培养器。

为了使得本领域技术人员能够更加清楚地了解本公开的技术方案，以下将结合具体的实施例与对比例详细说明本公开的技术方案。

实施例1

一种培养检测管，如图2所示，包括柔性主管1、产气收集管2和用于封闭所述主管的管帽4；其中，所述柔性主管1为能够弯曲的软管结构，产气收集管2为一端封闭的管状结构，柔性主管1与产气收集管2嵌套连接；柔性主管1、产气收集管2和管帽4构成一个封闭的腔体。

所述柔性主管1为：内径为1.1cm、长度为15cm两端开口有机硅胶直管，邵氏硬度60度，弹性能弯曲45度以上。

所述产气收集管2为：内径为0.8cm、长度为3cm一端开口、一端圆底密封的透明pp塑料直管。

所述管帽4为：选取适配1.1cm内径管的塑料试管帽。

实施例2

一种培养检测管，如图3所示，包括柔性主管1、产气收集管2和用于封闭所述主管的管帽4；其中，所述柔性主管1为能够弯曲的软管结构，产气收集管2为一端封闭的管状结构，柔性主管1与产气收集管2嵌套连接；柔性主管1、产气收集管2和管帽4构成一个封闭的腔体。

所述柔性主管1为：内径为1.2cm、长度为25cm两端开口透明有机硅胶直管，邵氏硬度60度，弹性能弯曲45度以上。

所述产气收集管2为：内径为1.0cm、长度为3cm一端开口、一端圆底密封的透明pp塑料直管。

所述管帽4为：选取适配1.2cm内径管的透气有机硅胶试管帽。

实施例3

一种培养检测管，如图2所示，包括柔性主管1、产气收集管2和用于封闭所述主管的管帽4；其中，所述柔性主管1为能够弯曲的软管结构，产气收集管2为一端封闭的管状结构，柔性主管1与产气收集管2嵌套连接；柔性主管1、产气收集管2和管帽4构成一个封闭的腔体。

所述柔性主管1为：内径为3.2cm、长度为20cm两端开口有机硅胶直管，邵氏硬度60度，弹性能弯曲45度以上。

所述产气收集管2为：内径为3.0cm、长度为3cm一端开口、一端圆底密封的透明pp塑料直管。

所述管帽4为：选取适配3.2cm内径管的透气有机硅胶试管帽。

实施例4

一种培养检测管，如图4所示，包括柔性主管1、产气收集管2和用于封闭所述主管的管帽4；其中，所述柔性主管1为能够弯曲的软管结构，产气收集管2为一端封闭的管状结构，柔性主管1与产气收集管2嵌套连接；柔性主管1、产气收集管2和管帽4构成一个封闭的腔体。

所述柔性主管1为：内径为1.5cm、长度为20cm两端开口透明有机硅胶直管，邵氏硬度60度，弹性能弯曲45度以上。

所述产气收集管2为：内径为1.0cm、长度为5cm一端开口、一端圆底密封的透明pp塑料直管。

所述管帽4为：选取适配1.5cm内径管的透气有机硅胶试管帽。

产气收集管2为：一端采用密封帽5进行封闭。

实施例5

本实施例提供一种用于最可能数检测的即用型培养装置，如图2所示，该培养装置包括：实施例1中所述的培养检测管和培养基3，所述培养基3位于所述培养检测管中。

所述培养基3为：乳糖蛋白胨培养基，使用干粉型。

使用方法：检测样本时，将样本按照相应标准或方法制备为适宜稀释度的液体，然后直接加入到本实施例中的所述用于最可能数检测的即用型培养装置中，混匀；然后使柔性主管1弯曲一定角度，使柔性主管1与产气收集管2接口处末端和产气收集管2非与柔性主管1接口处末端均向上倾斜一定角度，放置该即用型培养装置于相适配的支架上，柔性主管1与产气收集管2连接末端向上倾斜保持发酵液体向下注满管道，避免空气进入；且培养中所产生气体能够上升至产气收集管2末端，置于培养箱按预定培养条件培养后观察产酸产气状况。

实施例6

一种用于最可能数检测的即用型培养装置，如图3所示，该培养装置包括：实施例2中所述的培养检测管和培养基，所述培养基位于所述培养检测管中。

所述培养基为：月桂基硫酸盐胰蛋白胨肉汤(lst)。

使用方法同实施例5。

实施例7

一种用于最可能数检测的即用型培养装置，如图2所示，该培养装置包括：实施例3中所述的培养检测管和培养基，所述培养基位于所述培养检测管中。

所述培养基为：乳糖蛋白胨培养基，使用干粉型。

使用方法同实施例4。

实施例8

一种用于最可能数检测的即用型培养装置，如图4所示，该培养装置包括：实施例4中所述的培养检测管和培养基，所述培养基位于所述培养检测管中。

所述培养基为：乳糖肉汤。

使用方法同实施例5。

实施例9

一种适配上述实施例中培养管的恒温培养器，包括盖体a1、显示屏a7、壳体a2、恒温培养模块a3、控制模块a4、温度调节模块a5及电源a6，所述盖体a1、显示屏a7设置于壳体a2顶部；所述恒温培养模块a3、控制模块a4、温度调节模块a5及电源a6位于壳体a2内侧；

所述恒温培养模块a3位于盖体a1下方，所述控制模块a4、温度调节模块a5及电源a6位于显示屏a7下方；所述控制模块a4下方设置温度调节模块a5、温度调节模块a5下方设置电源a6；

所述恒温培养模块a3包括与上述检测管适配的金属块301、温度传感器303及半导体制冷片302，该金属块301顶端具有适配培养管的凹槽301a，使检测管放置于凹槽301a中呈现一定角度的弯折；金属块301侧面具有与温度传感器303适配的凹孔。

所述温度传感器303为接触式温度传感器，具有接触部，所述接触部置入金属块301中，将金属块301温度信号传导至温度调节模块a5；所述半导体制冷片302紧贴金属块301底部连接；

所述控制模块a4包括微控制芯片401、存储器402、内存403；

所述温度调节模块a5包括ad芯片501及ad采样电路502；

所述电源a6为蓄电池。

所述显示屏a7包括tft液晶屏和控制键。

所述盖体a1为内侧贴有保温层的不锈钢盖。

所述金属块301为铝块。

所述温度传感器303为接触式温度传感器pt100铂电阻。

所述半导体制冷片302为marlow公司生产的xlt2389型半导体制冷片。

所述ad芯片501控制采样电路采用线性插值的方法计算出温度值，四线制接法恒流源激励法测温。

所述微控芯片401为32位amr微控制芯片s3c2410；

所述存储器402为k9f1208udm的64mnandflash

所述内存403为扩展内存，采用micron公司型号为hy57v561620的sdram组成32位64m。

所述壳体a2为贴有保温层的不锈钢材料。

实施例10

一种适配上述实施例中培养管的恒温培养器，所述温度传感器303为接触式温度传感器pt100铂电阻。

所述半导体制冷片302为marlow公司生产的xlt2389型半导体制冷片。

所述ad芯片501控制采样电路采用线性插值的方法计算出温度值，四线制接法恒流源激励法测温。

所述微控芯片401为32位amr微控制芯片s3c2410；

所述存储器402为k9f1208udm的64mnandflash

所述内存403为扩展内存，采用micron公司型号为hy57v561620的sdram组成32位64m。

所述壳体a2为贴有保温层的不锈钢材料。

其余设置方式与实施例9相同。

以上所述仅为本公开的优选实施例而已，并不用于限制本公开，对于本领域的技术人员来说，本公开可以有各种更改和变化。凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。