一种厌氧无菌操作设备的制作方法

1.本发明涉及细菌生物培养分离技术领域，特别涉及一种厌氧无菌操作设备。


背景技术：

2.在细菌生物培养分离过程中，需要工作人员在无菌厌氧的环境中进行操作，故工作人员需要一种操作设备对样品进行处理，常见的操作设备是通过在操作舱内照射紫外线来对操作舱进行灭菌处理，这样的灭菌效果较差，无法满足无菌的工作环境要求，在处理样品的过程中可能会导致样品被污染，还可能会导致多个批次样品之间出现交叉污染。


技术实现要素：

3.本发明的主要目的是提供一种厌氧无菌操作设备，旨在提升厌氧无菌操作设备对操作舱的灭菌及无菌控制效果，以满足无菌的工作环境要求。
4.为实现上述目的，本发明提出的厌氧无菌操作设备，包括：
5.壳体、罩体，所述壳体设有相通的操作舱和转移舱，所述罩体用于罩设所述壳体，所述罩体开设有转移口，所述转移舱与所述转移口相通，所述壳体内设有可活动的第一门板以使所述操作舱与所述转移舱间隔，所述罩体设有可活动的第二门板，所述第二门板用以盖合所述转移口，所述转移舱内设有灭菌操作位，所述灭菌操作位用于放置灭菌仪器，所述灭菌仪器用于对所述操作舱和所述转移舱进行灭菌处理；以及
6.气路模块，包括循环风机、除菌过滤器、单向阀、气管组和内端口部，所述循环风机设于所述操作舱，所述壳体设有进气总口和排气总口，所述内端口部设于所述操作舱，所述内端口部通过所述气管组与所述排气总口连通，所述内端口部还通过所述气管组与所述进气总口连通，所述除菌过滤器安装于所述进气总口与所述气管组之间，所述单向阀设于所述排气总口处。
7.可选地，所述气路模块还包括防倒灌过滤器，所述防倒灌过滤器安装于所述排气总口处，所述防倒灌过滤器用于防止由所述排气总口排出的气体倒流，且能够对由所述排气总口排出的气体进行过滤处理。
8.可选地，所述气管组包括与所述进气总口连通的氮气管道和混合气管道，所述气管组还包括与所述氮气管道连通的第一氮气管和第二氮气管，所述内端口部设有与所述第一氮气管连通的第一气口，所述第一气口与所述操作舱连通，所述第二氮气管伸入所述转移舱，所述内端口部还设有与所述混合气管道连通的混合气口，所述混合气口与所述操作舱连通。
9.可选地，所述气路模块还包括真空泵，所述真空泵安装于所述壳体，所述内端口部与所述真空泵的进气端连通，所述真空泵的排气端通过所述气管组与所述排气总口连通，所述罩体还设有操作口，所述操作口用于安装隔离手套；
10.所述厌氧无菌操作设备灭菌、以及维持无菌的过程为：
11.首先，打开所述第二门板，将所述灭菌仪器放入所述转移舱，再打开所述第一门
板，启动所述灭菌仪器对所述操作舱以及所述转移舱进行灭菌处理，同时短暂启动所述真空泵，将所述操作舱内的部分气体向外排出，使所述操作舱形成负压，所述隔离手套鼓起，以保证所述隔离手套表面的灭菌效果；
12.其次，启动所述循环风机加快所述操作舱和所述转移舱内的气体流动，以保证灭菌处理的完全性，灭菌处理结束后启动所述真空泵将所述操作舱和所述转移舱内的灭菌气体从所述内端口部吸入，再从所述排气总口排出；
13.最后，通过所述第一氮气管引入经所述除菌过滤器过滤后的洁净气体，洁净气体充满所述操作舱和所述转移舱后将所述第一门板关闭，将所述灭菌仪器取出，再通过所述第二氮气管引入洁净气体对所述转移舱进行吹洗。
14.可选地，所述气管组还包括真空排气管，所述内端口部还设有与所述真空泵的进气端连通的真空气口，所述真空排气管的一端与所述排气总口连通，另一端与所述真空泵的排气端连通，所述真空气口与所述操作舱连通。
15.可选地，所述气管组还包括有第一排气管，所述第一排气管的一端与所述排气总口连通，另一端与所述转移舱连通；
16.所述厌氧无菌操作设备的样品转移过程包括：
17.首先，打开所述第二门板将表面消毒处理完的样品放入所述转移舱，随后关闭所述第二门板，再通过所述第二氮气管路引入洁净气体对所述转移舱进行吹洗，同时所述第一排气管用于将所述转移舱内的气体排出至所述排气总口，待所述转移舱内的环境达到无菌控制要求后打开所述第一门板，使用所述隔离手套将所述样品转入所述操作舱后关闭所述第一门板；
18.其次，对所述样品的操作结束后打开所述第一门板，使用所述隔离手套将所述样品转入所述转移舱后关闭所述第一门板后，将所述样品取出，再对所述转移舱进行表面消毒处理，最后通过所述第二氮气管路引入洁净气体对所述转移舱进行吹洗，同时所述第一排气管用于将所述转移舱内的气体排出至所述排气总口，直至所述转移舱内的环境达到无菌控制要求。
19.可选地，所述厌氧无菌操作设备还包括：净化模块，设于所述操作舱，所述净化模块用于对所述操作舱内进行持续净化；
20.电控模块，包括控制器和与所述控制器电连接的检测组件，所述检测组件安装于所述操作舱，所述控制器设于所述壳体内，所述控制器用于控制所述气路模块。
21.可选地，所述气管组还包括与所述氮气管道连通的校正气管，所述内端口部还设有与所述校正气管连通的校正气口，所述校正气口与所述操作舱连通，所述检测组件包括氧气探针，所述氧气探针靠近所述校正气口设置，所述内端口部还设有与所述排气总口连通的第一排气口，所述单向阀的一端与所述第一排气口连通，另一端与所述排气总口连通；
22.所述厌氧无菌操作设备保持所述操作舱厌氧环境的过程包括：
23.所述氧气探针会实时对操作舱内的氧气含量进行检测，当所述操作舱内的氧气含量大于厌氧环境要求时，所述混合气管道和所述第一氮气管道会以一预设频率持续将氧气含量较低的洁净气体引入所述操作舱，此时所述操作舱内的气压大于外部的气压，以使所述操作舱内原先氧气含量较高的气体从所述单向阀排向所述排气总口，再通过所述排气总口排向外部；当所述氧气探针需要进行校正时，所述校正气管会将洁净气体直接吹向所述
氧气探针以进行校正工作。
24.可选地，所述净化模块配置为hepa过滤净化模块，所述hepa过滤净化模块用于过滤净化所述操作舱内流动的气体；和/或，所述操作舱内还设有催化剂放置位，所述催化剂放置位设于所述壳体的底壁，且靠近所述循环风机设置，所述催化剂放置位用于放置钯催化剂和活性炭。
25.可选地，所述电控模块还包括与所述控制器电连接的触控屏，所述触控屏安装于所述壳体的外表面，且位于所述转移口的上方。
26.本发明技术方案通过在转移舱设有灭菌仪器，关闭第二门板后，灭菌仪器对操作舱和转移舱进行灭菌处理，循环风机在操作舱内启动后能够加快操作舱和转移舱内的气体流动，从而加快灭菌仪器释放出的喷雾的流动，同时循环风机也能够对操作舱和转移舱内的死角部位进行吹风，以将灭菌试剂流向这些死角处，保证操作舱和转移舱的灭菌完整性，灭菌仪器在对操作舱和转移舱进行完灭菌处理后，灭菌试剂从内端口部流向排气总口后向外部排出，设于排气总口处的单向阀能够保证排出的气体不会倒流进入操作舱内，进气总口处设有除菌过滤器，除菌过滤器配置为0.22μm微孔过滤器，即通过进气总口进入操作舱的气体是经过除菌过滤器处理的洁净气体，灭菌处理后将样品培养所需的洁净气体通入操作舱，并将操作与转移舱进行填充。这样设置，能够使得操作舱和转移舱充满无菌的洁净气体以提升厌氧仓对操作舱和转移舱的灭菌及无菌控制效果，维持操作舱和转移舱的无菌环境。
附图说明
27.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
28.图1为本发明厌氧无菌操作设备一实施例的结构示意图；
29.图2为本发明厌氧无菌操作设备的内部结构示意图；
30.图3为本发明厌氧无菌操作设备的管路示意图。
31.附图标号说明：
32.[0033][0034]
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
[0035]
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0036]
需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
[0037]
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0038]
另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，全文中出现的“和/或”的含义，包括三个并列的方案，以“a和/或b”为例，包括a方
案、或b方案、或a和b同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
[0039]
本发明提出一种厌氧无菌操作设备。
[0040]
在本发明一实施例中，如图1至图3所示，该厌氧无菌操作设备包括：壳体10、罩体11和气路模块；壳体10设有相通的操作舱101和转移舱102，罩体11用于罩设壳体10，罩体11开设有转移口112，转移舱102与转移口112相通，壳体10内设有可活动的第一门板12以使操作舱101与转移舱102间隔，罩体11设有可活动的第二门板，第二门板用以盖合转移口112，转移舱102内设有灭菌操作位，灭菌操作位用于放置灭菌仪器，灭菌仪器用于对操作舱101和转移舱102进行灭菌处理；气路模块包括循环风机21、除菌过滤器25、单向阀22、气管组和内端口部24，循环风机21设于操作舱101，壳体10设有进气总口103和排气总口104，内端口部24设于操作舱101，内端口部24通过气管组与排气总口104连通，内端口部24还通过气管组与进气总口103连通，除菌过滤器25安装于进气总口103与气管组之间，单向阀22设于排气总口104处。
[0041]
其中，灭菌仪器可以是灭菌喷雾器或者灭菌熏蒸仪器，即灭菌仪器可以将用于杀菌的试剂雾化，再将喷雾喷入空气中，灭菌仪器用于喷出过氧化氢、杀孢子剂或者甲醛等，根据不同的灭菌消毒需求来决定需要的试剂，该灭菌仪器能够实现6-log杀灭率的灭菌效果。
[0042]
本发明技术方案通过在转移舱102设有灭菌仪器，关闭第二门板后，灭菌仪器对操作舱101和转移舱102进行灭菌处理，循环风机21在操作舱101内启动后能够加快操作舱101和转移舱102内的气体流动，从而加快灭菌仪器释放出的喷雾的流动，同时循环风机21也能够对操作舱101和转移舱102内的死角部位进行吹风，以将灭菌试剂流向这些死角处，保证操作舱101和转移舱102的灭菌完整性，灭菌仪器在对操作舱101和转移舱102进行完灭菌处理后，灭菌试剂从内端口部24流向排气总口104后向外部排出，设于排气总口104处的单向阀22能够保证排出的气体不会倒流进入操作舱104内，进气总口103处设有除菌过滤器25，除菌过滤器25配置为0.22μm微孔过滤器，即通过进气总口103进入操作舱的气体是经过除菌过滤器25处理的洁净气体，灭菌处理后将样品培养所需的洁净气体通入操作舱101，并将操作101与转移舱102进行填充。这样设置，能够使得操作舱101和转移舱102充满无菌的洁净气体以提升厌氧仓对操作舱101和转移舱102的灭菌及无菌控制效果，维持操作舱101和转移舱102的无菌环境。
[0043]
在一实施例中，气路模块还包括防倒灌过滤器26，防倒灌过滤器26安装于排气总口104处，防倒灌过滤器26用于防止由排气总口104排出的气体倒流，且能够对由排气总口104排出的气体进行过滤处理。
[0044]
具体来说，该防倒灌过滤器26装在排气总口104后端。这样设置能够防止所要排出的气体倒流对操作舱101造成二次污染，且能够降低向外排出的气体对空气的污染。在其他的一些实施例中，防倒灌过滤器26安装于气管组，且位于内端口部24与所述排气总口104之间。
[0045]
在一实施例中，气管组包括与进气总口103连通的氮气管道231和混合气管道234，气管组还包括与氮气管道231连通的第一氮气管236和第二氮气管233，内端口部24设有与
第一氮气管236连通的第一气口241，第一气口241与操作舱101连通，第二氮气管233伸入转移舱102，内端口部24还设有与混合气管道234连通的混合气口243，混合气口243与操作舱101连通。
[0046]
具体来说，本实施例中，进气总口103分为氮气进口103a和混合气进口103b，氮气进口103a与氮气气源连通，混合气进口103b与混合气气源连通。这样设置在灭菌处理结束后，能够通过第一氮气管236持续向操作舱101输送洁净的氮气以保持操作舱内的微正压，以保持操作舱内洁净的氮气的流动，也能通过混合气管道234向操作舱101持续输送氧含量较低的混合气体，当使用人员使用该操作设备对样品进行处理时，能够保证操作舱101处于厌氧和无菌的环境，降低样品被细菌污染的可能性。
[0047]
在一实施例中，气路模块还包括真空泵20，真空泵20安装于壳体10，内端口部24与真空泵20的进气端连通，真空泵20的排气端通过气管组与排气总口104连通，罩体11还设有操作口111，操作口111用于安装隔离手套；
[0048]
厌氧无菌操作设备的灭菌过程为：
[0049]
首先，打开第二门板，将灭菌仪器放入转移舱102，再打开第一门板12，启动灭菌仪器对操作舱101进行灭菌处理，同时短暂启动真空泵20，将操作舱101内的部分气体向外排出，使操作舱101形成负压，隔离手套鼓起，以保证隔离手套表面的灭菌效果；
[0050]
其次，启动循环风机21加快操作舱101和转移舱102内的气体流动，以保证灭菌处理的完全性，灭菌处理结束后启动真空泵20将操作舱101和转移舱102内的灭菌气体从内端口部24吸入，再从排气总口104排出；
[0051]
最后，通过进气总口103引入经除菌过滤器25过滤后的洁净气体，洁净气体充满操作舱101和转移舱102后将第一门板12关闭，通过第二氮气管233引入洁净气体对转移舱102进行吹洗。
[0052]
具体来说，灭菌仪器在进行灭菌时，真空泵20短暂启动，以使操作舱101内形成负压，这样使得隔离手套鼓起，从而保证隔离手套的表面灭菌效果；灭菌处理结束后启动真空泵20将操作舱101和转移舱102内的灭菌气体通过排气总口104排出；本实施例中，能够通过第二门板打开直接取出灭菌仪器后，再将所述第二门板关闭对转移舱102用洁净氮气进行吹洗；还可以通过rtp无菌对接技术直接取出灭菌仪器，这种取出灭菌仪器的方式不需要开关第二门板，故取出灭菌仪器后可以直接对转移舱102用洁净氮气进行吹洗，转移舱102上设有第二气口242，第二氮气管233与第二气口242连通，用于对转移舱102内进行氮气的吹洗，以使转移舱102内残余的灭菌气体向外吹出，以保证转移舱102内环境的洁净，除菌过滤器25的另一端再分别连通有氮气管道231和混合气管道234，这样能够将进入设备的氮气和混合气进行过滤，过滤完后再将操作舱101和转移舱102充满，使得操作舱内的气压大于外部的气压。这样设置，洁净的氮气会把剩余的部分灭菌气体向外推出，从而保证操作舱101的洁净以及无菌厌氧环境。在其他的一些实施例中，氮气管道231和混合气管道234上设有除菌过滤器25。
[0053]
在一实施例中，气管组还包括真空排气管237，内端口部24还设有与真空泵20的进气端连通的真空气口245，真空排气管237的一端与排气总口104连通，另一端与真空泵20的排气端连通，真空气口245与操作舱101连通。
[0054]
具体来说，通过真空泵20通过真空气口245对操作舱101进行抽气，随后操作舱101
内的气体会经过真空排气管237从排气总口104排出，以使操作舱101内的气压小于外部的气压，从而加快外部气体进入操作舱101的速度，即加快第一氮气管236对操作舱101内补充洁净的氮气，同时能够加速气体的流动。这样设置能够进一步保持操作舱101的无菌厌氧环境。
[0055]
在一实施例中，气管组还包括有第一排气管235，第一排气管235的一端与排气总口104连通，另一端与转移舱102连通；
[0056]
厌氧无菌操作设备的样品转移过程包括：
[0057]
首先，打开第二门板将表面消毒处理完的样品放入转移舱102，随后关闭第二门板，再通过第二氮气管233路引入洁净气体对转移舱102进行吹洗，同时第一排气管235用于将转移舱102内的气体排出至排气总口104，待转移舱102内的环境达到无菌控制要求后打开第一门板12，使用隔离手套将样品转入操作舱101后关闭第一门板12；
[0058]
其次，对样品的操作结束后打开第一门板12，使用隔离手套将样品转入转移舱102后关闭第一门板12，将样品取出，再对转移舱102进行表面消毒处理，最后通过第二氮气管233路引入洁净气体对转移舱102进行吹洗，同时第一排气管235用于将转移舱102内的气体排出至排气总口104，直至转移舱102内的环境达到无菌控制要求。
[0059]
具体来说，通过第二门板打开直接取出样品后，先对转移舱102进行表面消毒处理后，再将所述第二门板关闭，通过第二氮气管233引入洁净气体对转移舱102进行吹洗；还可以通过rtp无菌对接技术直接取出样品，这种取出样品的方式不需要开关第二门板，故取出样品后可以直接通过第二氮气管233引入洁净气体对转移舱102进行吹洗，在转移舱102单独设置有第一排气管235，以使关闭第一门板12后转移舱102内的其他气体能够直接从第一排气管235排出，不会将其他气体代入操作舱101内，以防止操作舱101内的无菌厌氧环境被破坏。这样设置能够降低样品在转移过程中受到交叉污染的可能性，有利于对于样品的培养。在其他的一些实施例中，第一排气管235的另一端与操作舱101连通。
[0060]
在一实施例中，厌氧无菌操作设备还包括净化模块30和电控模块；净化模块30设于操作舱101，净化模块30用于对操作舱101内进行持续净化；电控模块包括控制器31和与控制器31电连接的检测组件，检测组件安装于操作舱101，控制器31设于壳体10内，控制器31用于控制气路模块。
[0061]
具体来说，净化模块30能够对操作舱101内的气体进行持续的净化，能够进一步维持操作舱101和转移舱102的无菌环境；第一氮气管236、第二氮气管233和混合气管道234上分别设有电磁阀27，控制器31能用于控制多个电磁阀27的开关。这样设置，控制器31能够控制第一氮气管236和混合气管道234持续向操作舱101输送洁净的氮气和氧含量较低的混合气体，以保持操作舱101处于微正压的状态，这样能够保证操作舱101内的气体进行持续的流动。在其他的一些实施例中，氮气管道231和混合气管道234上分别设有电磁阀27。
[0062]
在一实施例中，气管组还包括与氮气管道231连通的校正气管232，内端口部24还设有与校正气管232连通的校正气口244，校正气口244与操作舱101连通，检测组件包括氧气探针33，所述氧气探针33靠近所述校正气口244设置，内端口部24还设有与排气总口104连通的第一排气口246，所述单向阀22的一端与所述第一排气口246连通，另一端与所述排气总口104连通；
[0063]
厌氧无菌操作设备保持操作舱101厌氧环境的过程包括：
[0064]
氧气探针33会实时对操作舱101内的氧气含量进行检测，当操作舱101内的氧气含量大于厌氧环境要求时，混合气管道234和第一氮气管道236会以一预设频率持续将氧气含量较低的洁净气体引入操作舱101，此时操作舱101内的气压大于外部的气压，以使操作舱101内原先氧气含量较高的气体从单向阀22排向排气总口104，再通过排气总口104排向外部，当氧气探针33需要进行校正时，所述校正气管232会将洁净气体直接吹向所述氧气探针33以进行校正工作。
[0065]
具体来说，本实施例中，在氧气探针33附近还设有压力探针32，该压力探针32用于检测操作舱101内的气压，氧气探针33的工作流程是检测操作舱101的氧气浓度，当氧气浓度过高时，通过控制器31控制混合气管道234和第一氮气管道236通过预设频率间断开启，对操作舱101进行进气，自动调节操作舱101氧气环境，使其始终处于稳定的厌氧环境，氧气探针33在更换后，或者出现氧气检测数据偏移等异常问题时需要对氧气探针33进行校正，此时需要校正气管232将洁净的氮气吹向氧气探针33进行校正处理；压力探针32的工作流程是操作舱101内气体压力过低时补充气体、气体压力过高时及时排出气体。这样设置能够进一步保持转移舱102的厌氧环境良好。
[0066]
在一实施例中，操作舱101内还设有催化剂放置位35，催化剂放置位35设于壳体10的底壁，且靠近循环风机21设置，催化剂放置位35用于放置钯催化剂和活性炭。
[0067]
具体来说，钯催化剂的作用是催化操作舱101内的氧气和氢气产生反应，使得操作舱101达到厌氧环境，活性炭用于吸附异味以及硫化氢等污染气体。这样设置能够进一步维持操作舱101的厌氧环境。在其他的一些实施例中，催化剂放置位35设于循环风机21上方。
[0068]
在一实施例中，净化模块30配置为hepa过滤净化模块，hepa过滤模块用于净化过滤操作舱101内流动的气体。
[0069]
具体来说，hepa过滤模块的主要功能是对操作舱101内的气体进行循环过滤，减低操作舱101内细菌、病毒或微生物负荷，提高操作舱101内的洁净度。这样设置能够进一步维持操作舱101内的无菌环境。
[0070]
在一实施例中，电控模块还包括与控制器31电连接的触控屏34，触控屏34安装于壳体10的外表面，且位于转移口112的上方。
[0071]
具体来说，触控屏34安装于壳体10的正面，这样设置便于操作人员对整个设备进行控制，增加该设备的控制便利性。在其他的一些实施例中，触控屏34安装于壳体10的侧面。
[0072]
以上所述仅为本发明的可选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。