一种菌悬液连续多级自动稀释装置及实时计数方法
【专利摘要】一种菌悬液连续多级自动稀释装置及实时计数方法，涉及微生物检验【技术领域】。它是在密闭腔内设置比浊计、真空度传感器、管线切割件、气路密封件、液路开通件；负压泵通过气路开关与密闭腔连接；空气过滤器通过进气阀与密闭腔连接；微控制器分别与上述电器部件电连接，组成机电一体化装置；设置稀释卡，其进液管插入菌液管置于密闭腔内，比浊计测定菌悬液初始浓度，负压泵抽真空在密闭腔及稀释卡内形成负压，进气，菌悬液自动进入稀释管逐级稀释，建立校正曲线进行实时计数，结果显示于触摸屏，整个工作流程由微控制器全自动控制运行。本发明实现了菌悬液连续自动稀释与实时计数，智能、快速、便捷，适用于食品、药品、卫生系列等微生物检验。
【专利说明】一种菌悬液连续多级自动稀释装置及实时计数方法
【技术领域】
[0001]本发明属于微生物检验【技术领域】，尤其涉及一种菌悬液稀释装置及计数方法；具体地说，涉及一种基于菌悬液比浊度的连续多级自动稀释装置及进行实时计数的方法。
【背景技术】
[0002]在食品、药品以及医疗卫生微生物检验【技术领域】，经常需要对菌悬液进行稀释并计数，以获得所需要的菌液浓度，如中国药典2010年版“无菌检查法”、“微生物限度检查法”等法规明确规定需要对培养基进行适用性检查、对各品种的检查方法进行方法验证以及阳性对照试验，要求用规定菌种的一定数量进行相关试验，如5(Tl00Cfu。一般情况下，采用10倍梯度稀释法进行稀释，用平皿法计数。然而，由于需要进行51级稀释，人工操作费时费力，特别是平皿法计数需要3飞天的培养时间方能得到结果，存在结果滞后的缺陷，在实际工作中只能根据经验预先估计一个数值，等到平皿法计数结果出来后再进行印证，往往因为预估误差而导致试验失败，浪费大量的人力物力。再者，目前依靠人工稀释、计数，缺乏标准化、专业化设备，工作效率低。
[0003]总之，现有的技术对菌悬液进行稀释及计数的方法存在较大缺陷，有改进的必要。
[0004]经检索，没有涉及菌悬液自动稀释与计数装置及其方法的专利。更没有与本专利申请相同的专利。
【发明内容】
[0005]本发明的目的就在于克服现有技术存在的缺点和不足，提供一种菌悬液稀释装置及计数方法，实现菌悬液连续多级自动稀释与实时计数，具有智能、快速、便捷的特点，适用于食品、药品、卫生系列等微生物检验。
[0006]本发明的目的是这样实现的:
本发明是在密闭腔内设置比浊计、真空度传感器、管线切割件、气路密封件、液路开通件；负压泵通过气路开关与密闭腔连接；空气过滤器通过进气阀与密闭腔连接；微控制器分别与上述电器部件电连接，组成机电一体化装置；本发明设置多级稀释卡，其进液管插入菌液管置于密闭腔内，利用比浊计测定菌悬液初始浓度，负压泵抽真空在密闭腔及稀释卡内形成负压，然后进气，菌悬液在负压的作用下自动进入稀释管进行逐级稀释，建立校正曲线进行实时计数，各稀释级浓度显示于触摸屏，整个工作流程由微控制器全自动控制运行。
[0007]具体地说，本发明由密闭腔、负压泵、气路开关、空气过滤器、进气阀、比浊计、真空度传感器、管线切割件、气路密封件、液路开通件、稀释卡、菌液管、微控制器、触摸屏以及数据库组成机电一体化装置。
[0008]该装置的结构和连接关系是:
密闭腔是该装置的主体结构部分，是一个密闭腔体，设置有密闭门；
其内设置有比浊计、真空度传感器、管线切割件、气路密封件、液路开通件；
负压泵连接气路开关通过管道与密闭腔连接； 进气阀连接空气过滤器通过管道与密闭腔连接；
稀释卡进液管插入菌液管，置于密闭腔内；
触摸屏位于装置的表面；
数据库置入微控制器芯片；
微控制器分别与上述电器部件电连接，组成机电一体化装置。
[0009]本发明的工作原理及流程是:
密闭腔是菌悬液连续自动稀释与实时计数的场所；
比浊计测量菌液管菌悬液初始浓度；
稀释卡设置有液体管路、气体管路，管路上分别设置液路密封物、气路密封物；液路密封物位于液体管路内，并将其封闭；气路密封物位于气体管路上方，未将其封闭；
管线切割件控制稀释卡进液管的封闭；
气路密封件控制气体管路的封闭；
液路开通件控制液体管路的开通；
启动负压泵，密闭腔内形成负压；同时在稀释卡的各级稀释管内形成负压；
真空度传感器对真空度进行监测；当达到适当真空度时，关闭气路开关，停止抽真空；启动气路密封件，熔化气体管路上方的气路密封物使其流入气体管路，待重新凝固后将各级气体管路封闭，使各级稀释管内均处于负压状态；
打开进气阀，外部空气通过空气过滤器进入密闭腔，密闭腔恢复大气压强；
启动液路开通件，熔化第一级稀释管的液路密封物，开通第一级稀释管的液体管路，在负压作用下菌液管内适量菌悬液自动进入第一级稀释管，并在液流及气吹的作用下混合均匀，完成第一级稀释；
启动管线切割件，切割稀释卡的进液管，防止其余菌悬液再进入稀释卡；
启动液路开通件，熔化第二级稀释管的液路密封物，开通第二级稀释管的液体管路，第一级稀释管内适量菌悬液由于负压自动进入第二级稀释管，完成第二级稀释；
以此类推，完成各级稀释；
数据库是根据不同菌种、比浊度、真空度、稀释液体积、稀释级数等参数建立实时计数的校正曲线；
工作过程中，触摸屏显示菌种名称、菌悬液初始浓度、真空度、稀释级数、校正曲线，以及工作状态与进程，并显示实时计数结果；
上述工作流程均在微控制器的控制下进行，实现测量、稀释、计数的自动控制及显示功倉泛。
[0010]本发明具有以下优点和积极效果:
①.利用负压实现连续多级自动稀释，避免了人工逐级稀释的繁琐，提高了工作效率；
②.采用比浊法测定菌悬液初始浓度，并建立校正曲线进行实时计数，克服了平皿法计数结果滞后的缺陷，保证了试验的成功率；
③.由微控制系统自动化控制，具有智能、快速、便捷的特点，适用于食品、药品、卫生系列等微生物检验。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]图1是本发明结构示意图；
图2是稀释卡结构示意图；
其中:
I 一密闭腔；
2一负压泵；
3—气路开关；
4一空气过滤器；
5—进气阀；
6—比浊计；
7—真空度传感器；
8—管线切割件；
9一气路密封件；
10—液路开通件；
11一稀释卡，
11.1一稀释管，
11.2一稀释液，
11.3—进液管，
11.4一液体管路，
11.5—进液孔，
11.6—气体管路，
11.7—进气孔，
11.8—气路密封物，
11.9一液路密封物，
11.10 一密封盖，
11.11一密封帽，
11.12—塑料薄膜；
12—菌液管；
13—微控制器；
14一触摸屏；
15—数据库。
【具体实施方式】
[0012]1.整机安装:
如图1，密闭腔是该装置的主体结构部分，是一个密闭腔体，设置有密闭门；
比浊计6、真空度传感器7、管线切割件8、气路密封件9、液路开通件10设置在密闭腔I内部；
比浊计6优选设置在密闭腔I内部下方，其光路透过菌液管12 ；
真空度传感器7优选设置在密闭腔I内部侧面； 管线切割件8优选设置在密闭腔I内部上方，位于稀释卡11的进液管11.3上面，其向下运动切割进液管11.3;
气路密封件9优选设置在密闭腔I内部上方，位于稀释卡11侧面，其横向运动熔化气体管路11.6上方的气路密封物11.8，将各级气体管路11.6封闭；
液路开通件10优选设置在密闭腔I内部中、下方，位于稀释卡11侧面，其横向结合纵向运动熔化液体管路11.4内液路密封物11.9，开通稀释卡11各级稀释管11.1的液体管路
11.4 ；
稀释卡11进液管11.3插入菌液管12，置于密闭腔I内部；
负压泵2连接气路开关3通过管道与密闭腔I连接，优选设置在密闭腔I外侧面； 进气阀5连接空气过滤器4通过管道与密闭腔I连接，优选设置在密闭腔I外侧面； 触摸屏14位于装置的表面；
数据库15置入微控制器13芯片；
微控制器13分别与上述电器部件电连接，组成机电一体化装置。
[0013]2.各部件规格
(I).密闭腔I
密闭腔I是该装置的主体结构部分，是一个密闭腔体，优选长方体；设置有密闭门，密闭门优选设置在正前方；
稀释卡11进液管11.3插入菌液管12，由密闭门进入密闭腔I ;
密闭腔I是菌悬液连续自动稀释及进行实时计数的场所，优选不锈钢等金属材料或工程塑料制成。
[0014](2).负压泵 2
有上市产品；安装消音器；
由微控制器13控制运行。
[0015](3).气路开关3 有上市广品；
由微控制器13控制运行。
[0016](4).空气过滤器4 有上市广品；
孔径优选0.45?5um。
[0017](5).进气阀 5 有上市广品；
由微控制器13控制运行。
[0018](6).比浊计 6
由光源、透镜、光电元件、浊度传感器等组成；
光源优选 LED50(Tl000nm ；
由微控制器13控制运行。
[0019](7).真空度传感器7 有上市产品；
压力信号输入微控制器13，以监测密闭腔I的真空度；并以数字方式显示于触摸屏14上。
[0020](8).管线切割件8
由驱动件、切割件组成；驱动件带动切割件运动，切割进液管11.3 ；
驱动件优选步进电机、电磁铁等；
由微控制器13控制运行。
[0021](9).气路密封件9
由驱动件、电热件组成；驱动件带动电热件运动，熔化气路密封物11.8，将各级气体管路11.6封闭；
驱动件优选步进电机或电磁铁；
电热件优选PTC自控温发热件；
由微控制器13控制运行。
[0022](10).液路开通件10
由横向驱动件、纵向驱动件、电热件组成；横向驱动件带动电热件横向运动，纵向驱动件带动横向驱动件与电热件纵向运动，熔化液体管路11.4内的液路密封物11.9，逐步开通稀释卡11各级稀释管11.1的液体管路11.4 ;
横向驱动件优选步进电机或电磁铁；
纵向驱动件优选步进电机；
电热件优选PTC自控温发热件；
由微控制器13控制运行。
[0023](11).稀释卡 11
如图2，由稀释管11.1、稀释液11.2、进液管11.3、液体管路11.4、进液孔11.5、气体管路11.6、进气孔11.7、气路密封物11.8、液路密封物11.9、密封盖11.10、密封帽11.11、塑料薄膜11.12组成；优选工程塑料注塑而成；
稀释管11.1预装稀释液11.2体积为2?10ml ；
稀释液11.2优选0.9%无菌氯化钠溶液；
稀释管11.1分别由液体管路11.4和气体管路11.6串联起来；
液体管路11.4和气体管路11.6分别位于稀释卡11的正反两面，优选凹槽式设计； 稀释卡11正反两面均覆以塑料薄膜11.12，将上述凹槽覆盖密封，形成管路；
气路密封物11.8和液路密封物11.9均为无毒化学物，优选低熔点食品级石蜡或其混合物；
对于液体管路11.4，液路密封物11.9预先置于管路内并将其密封，待熔化后打通管路；
对于气体管路11.6，气路密封物11.8预先置于管路上方，待熔化后封闭管路；
优选不透明塑料袋密封包装；
优选辐照方式进行灭菌。
[0024](12).菌液管 12
优选透明塑料管，预装液体培养基2?10ml ；
优选辐照方式进行灭菌；
加菌培养后形成菌悬液。
[0025](13).微控制器 13
由中央处理器及分别与其连接的负压泵驱动模块，气路开关驱动模块，进气阀驱动模块，比浊计驱动模块，真空度传感器驱动模块，管线切割件驱动模块，气路密封件驱动模块，液路开通件驱动模块，数据库管理模块，以及键盘、电源、显示驱动模块组成；
具体的工作原理及流程如下:
开机，微控制器接通电源，中央处理器复位，并将系统的所有外部设备控制在初始状态以便接受中央处理器的控制命令；然后，中央处理器开始扫描键盘，当发现有键按下时系统读取该键的键值，不同的键值对应不同的菌种，如键值I对应金黄色葡萄球菌，中央处理器控制相应的驱动模块依次实现比浊度测量，抽真空，真空度监测，空气管路封闭，进液管路切割，液体管路依次开通等功能；同时，一些在运行中产生的数据和状态，如比浊度，真空度，显示驱动等，通过显示驱动程序显现在触摸屏上，通过这些数据了解该装置的相应状态、处理结果及故障代码等；最后，中央处理器根据该菌种的校正曲线计算出进行各级稀释后实时计数的结果。
[0026](14).触摸屏 14 有上市产品。
[0027](15).数据库 15
数据库15是根据不同菌种、比浊度、真空度、稀释液体积、稀释级数等参数建立实时计数的校正曲线。
【权利要求】
1.一种菌悬液连续多级自动稀释装置及实时计数方法，其特征在于: 该装置由密闭腔(1)、负压泵(2)、气路开关(3)、空气过滤器(4)、进气阀(5)、比浊计(6)、真空度传感器(7)、管线切割件⑶、气路密封件(9)、液路开通件(10)、稀释卡(11)、菌液管(12)、微控制器(13)、触摸屏(14)以及数据库(15)组成机电一体化装置，全自动控制运行； 其结构和连接关系是: 密闭腔(1)是该装置的主体结构部分，是一个密闭腔体，设置有密闭门； 其内设置比浊计(6)、真空度传感器(7)、管线切割件(8)、气路密封件(9)、液路开通件(10)； 负压泵(2)连接气路开关(3)通过管道与密闭腔(1)连接； 进气阀(5)连接空气过滤器(4)通过管道与密闭腔(1)连接； 稀释卡(11)的进液管(11.3)插入菌液管(12)，置于密闭腔(1)内； 触摸屏(14)位于装置的表面； 数据库(15)置入微控制器(13)芯片； 微控制器(13)分别与上述电器部件电连接，组成机电一体化装置； 其工作流程及实时计数方法是: 密闭腔(1)是菌悬液连续自动稀释与实时计数的场所； 比浊计(6)测量菌液管(12)内的菌悬液初始浓度； 启动负压泵(2)，密闭腔(1)内形成负压；同时在稀释卡(11)的各级稀释管(11.1)内形成负压； 真空度传感器(7)对真空度进行监测；当达到适当真空度时，关闭气路开关(3)，停止抽真空； 启动气路密封件(9)，熔化气路密封物(11.8)使其流入气体管路(11.6)，待重新凝固后将各级气体管路(11.6)封闭，使各级稀释管(11.1)内均处于负压状态； 打开进气阀(5)，外部空气通过空气过滤器(4)进入密闭腔(1)，密闭腔(1)恢复大气压强； 启动液路开通件(10)，熔化第一级稀释管(11.1)的液路密封物(11.9)，开通第一级稀释管(11.1)的液体管路(11.4)，在负压作用下菌液管(12)内适量菌悬液自动进入第一级稀释管(11.1)，并在液流及气吹的作用下混合均匀，完成第一级稀释； 启动管线切割件(8)，切割稀释卡(11)的进液管(11.3)，防止其余菌悬液再进入稀释卡(11); 启动液路开通件(10)，熔化第二级稀释管(11.1)的液路密封物(11.9)，开通第二级稀释管(11.1)的液体管路(11.4)，第一级稀释管(11.1)内适量菌悬液在负压作用下自动进入第二级稀释管(11.1)，完成第二级稀释； 以此类推，完成各级稀释； 数据库(15)是根据不同菌种、比浊度、真空度、稀释液体积、稀释级数等参数建立实时计数的校正曲线，根据各菌种的校正曲线计算各级稀释管(11.1)的实时计数结果； 工作过程中，触摸屏(14)显示菌种名称、菌悬液初始浓度、真空度、稀释级数、校正曲线，以及工作状态与进程，并显示实时计数结果； 上述工作流程均在微控制器(13)的控制下进行，实现测量、稀释、计数的自动控制及显示功能。
2.按权利要求1所述的菌悬液连续多级自动稀释装置及实时计数方法，其特征在于: 管线切割件(8)由驱动件、切割件组成；驱动件带动切割件运动，切割进液管(11.3)。
3.按权利要求1所述的菌悬液连续多级自动稀释装置及实时计数方法，其特征在于: 气路密封件(9)由驱动件、电热件组成；驱动件带动电热件运动，熔化气路密封物(11.8)，将各级气体管路(11.6)封闭。
4.按权利要求1所述的菌悬液连续多级自动稀释装置及实时计数方法，其特征在于: 液路开通件(10)由横向驱动件、纵向驱动件、电热件组成；横向驱动件带动电热件横向运动，纵向驱动件带动横向驱动件与电热件纵向运动，熔化液路密封物(11.9)，逐步开通各级稀释管(11.1)的液体管路(11.4)。
5.按权利要求1所述的菌悬液连续多级自动稀释装置及实时计数方法，其特征在于: 稀释卡(11)由稀释管(11.1)、稀释液(11.2)、进液管(11.3)、液体管路(11.4)、进液孔(11.5)、气体管路(11.6)、进气孔(11.7)、气路密封物(11.8)、液路密封物(11.9)、密封盖(11.10)、密封帽(11.11)、塑料薄膜(11.12)组成；优选工程塑料注塑而成； 稀释管(11.1)预装稀释液(11.2)体积为2?10ml ； 稀释液(11.2)优选0.9%无菌氯化钠溶液； 稀释管(11.1)分别由液体管路(11.4)和气体管路(11.6)串联起来；液体管路(11.4)和气体管路(11.6)分别位于稀释卡(11)的正反两面，优选凹槽式设计； 稀释卡(11)正反两面均覆以塑料薄膜(11.12)，将上述凹槽覆盖密封，形成管路； 气路密封物(11.8)和液路密封物(11.9)均为无毒化学物，优选低熔点食品级石蜡； 气路密封物(11.8)预先置于气体管路(11.6)上方，待熔化后封闭管路； 液路密封物(11.9)预先置于液体管路(11.4)内并将其密封，待熔化后打通管路； 优选不透明塑料袋密封包装； 优选辐照方式进行灭菌。
6.按权利要求1所述的菌悬液连续多级自动稀释装置及实时计数方法，其特征在于: 菌液管(12)优选透明塑料管，预装液体培养基2?10ml ； 优选辐照方式进行灭菌； 加菌培养后形成菌悬液。
【文档编号】G01N1/38GK104266895SQ201410533390
【公开日】2015年1月7日 申请日期:2014年10月11日 优先权日:2014年10月11日
【发明者】沈佳特 申请人:沈佳特