一种微生物检测装置[实用新型专利]

(12)实用新型专利

(10)授权公告号 CN 207958369 U(45)授权公告日 2018.10.12

(21)申请号 201721392774.9(22)申请日 2017.10.26

(73)专利权人 力合科技（湖南）股份有限公司

地址 410205 湖南沙市高新区青山路

668号(72)发明人 张琳琳　赵金龙　丁雄　(74)专利代理机构 北京集佳知识产权代理有限

公司 11227

代理人 罗满(51)Int.Cl.

C12M 1/34(2006.01)C12M 1/12(2006.01)C12M 1/00(2006.01)

权利要求书1页 说明书6页 附图2页

(54)实用新型名称

一种微生物检测装置

(57)摘要

本申请公开了一种微生物检测装置，包括：提供待检测样品的样品单元(1)；提供样品培养所需试剂的试剂单元(2)；接收样品单元(1)提供的样品与试剂单元(2)提供的试剂，对样品进行培养与检测的培养检测单元(3)；对空气进行灭菌的空气灭菌单元(4)，所述空气灭菌单元(4)一端与所述培养检测单元(3)相连通，另一端与空气相连通，在样品进入时接收培养检测单元(3)排出的空气并进行灭菌，在样品排出时，对外界进入的空气进行灭菌，维持装置内压力平衡。本实用新型提供的微生物检测装置，集成度高、自动化程度高，小巧便携，适用于饮用水、源水、地表水、地下水、自来水、医疗用水等各种水体的检测。

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权　利　要　求　书

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1.一种微生物检测装置，其特征在于，包括：提供待检测样品的样品单元(1)；

提供样品培养所需试剂的试剂单元(2)；

接收样品单元(1)提供的样品与试剂单元(2)提供的试剂，对样品进行培养与检测的培养检测单元(3)；所述培养检测单元(3)包括至少2个培养检测机构，所述培养检测机构分别设有检测池、控温部件、检测部件，所述培养检测机构中，至少一个培养检测机构的培养与检测温度与其他培养检测机构不同；

对空气进行灭菌的空气灭菌单元(4)，所述空气灭菌单元(4)一端与所述培养检测单元(3)相连通，另一端与空气相连通，在样品进入时接收培养检测单元(3)排出的空气并进行灭菌，在样品排出时，对外界进入的空气进行灭菌，维持装置内压力平衡。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述检测部件包括检测光源、接收器，所述检测光源发出的光，穿过检测池内样品，由接收器接收；所述检测部件具体为紫外可见光检测部件、荧光检测部件中的一种或多种。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述检测池靠近所述检测光源与接收器的部位的直径，小于远离所述检测光源与接收器的部位的直径。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述培养检测机构内设有传热件，不同的所述培养检测机构之间设有隔热件。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述样品单元(1)内设有用于计量样品体积的计量部件。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述试剂单元(2)内设有用于计量试剂体积的计量部件。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述样品单元(1)还设有液位检测部件，所述液位检测部件用于检测所吸取样品的体积。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述空气灭菌单元(4)具体为细菌过滤器和/或装有消毒液的容器。

9.根据权利要求1-8中任一项所述的装置，其特征在于，还设有控制单元(5)，所述控制单元(5)分别与所述样品单元(1)、试剂单元(2)、培养检测单元(3)相连。

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说　明　书一种微生物检测装置

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技术领域

[0001]本申请涉及检测设备技术领域，特别是涉及一种微生物检测装置。

背景技术

[0002]水是微生物广泛分布的天然环境之一，当水体受到粪便、生活污水或者工业废水污染时，微生物的数量会大量增加，污染后的水体可导致肠道病毒等微生物的扩散和传播。大肠菌群通常被当作水体中肠道病原体污染的指征，在大肠菌群中又以检测大肠杆菌最为常用，因此，微生物(大肠菌群)及时、快速及准确的检测对疾病的预防有重要作用。寻求建立快速、敏感的大肠菌群检测方法一直是饮用水工业关注的问题。但目前微生物(大肠菌菌落)的水质检测主要依赖于实验室人工或者半自动检测，无法做到全自动化无人值守检测，且检测参数单一，集成度和可拓展性不高。实用新型内容

[0003]为解决上述技术问题，本实用新型的目的为提供一种微生物检测装置；本实用新型提供的微生物检测装置，集成度高、自动化程度高，小巧便携，适用于饮用水、源水、地表水、地下水、自来水、医疗用水等各种水体的检测。[0004]本实用新型提供的技术方案如下：[0005]一种微生物检测装置，包括：[0006]提供待检测样品的样品单元；

[0007]提供样品培养所需试剂的试剂单元；

[0008]接收样品单元提供的样品与试剂单元提供的试剂，对样品进行培养与检测的培养检测单元；

[0009]对空气进行灭菌的空气灭菌单元，所述空气灭菌单元一端与所述培养检测单元相连通，另一端与空气相连通，在样品进入时接收培养检测单元排出的空气并进行灭菌，在样品排出时，对外界进入的空气进行灭菌，维持装置内压力平衡。[0010]优选地，所述培养检测单元包括至少2个培养检测机构，所述培养检测机构分别设有检测池、控温部件、检测部件，所述多个培养检测机构中，至少一个培养检测机构的培养与检测温度与其他培养检测机构不同。[0011]优选地，所述检测部件包括检测光源、接收器，所述检测光源发出的光，穿过检测池内样品，由接收器接收；所述检测部件具体为紫外可见光检测部件、荧光检测部件中的一种或多种。

[0012]优选地，所述检测池靠近所述检测光源与接收器的部位的直径，小于远离所述检测光源与接收器的部位的直径。[0013]优选地，所述培养检测机构内设有传热件，所述不同培养检测机构之间设有隔热件。

[0014]优选地，所述样品单元内设有用于计量样品体积的计量部件。

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优选地，所述试剂单元内设有用于计量试剂体积的计量部件。

[0016]优选地，所述样品单元还设有液位检测部件，所述液位检测部件用于检测所吸取样品的体积。[0017]优选地，所述空气灭菌单元具体为细菌过滤器和/或装有消毒液的容器。[0018]优选地，还设有控制单元，所述控制单元分别与所述样品单元、试剂单元、培养检测单元相连。

[0019]本实用新型提供的微生物检测装置，设置样品单元，用于向装置提供待检测样品；样品单元可以设置在需要检测的水体中取样，也可从其他容器内取样。样品单元所取样品进入培养检测单元，同时试剂单元提供样品所需的试剂(如显色培养基、蒸馏水等)进入培养检测单元，并与样品混合，在培养检测单元中进行培养(也可设置用于混合的部件，将样品与试剂混合后送入培养检测单元中)；培养完成后，培养检测单元对样品进行检测，以获取待检测样品中微生物的信息。通常，在培养开始以后，每隔0.5-2h，例如每隔1h进行一次检测，并持续进行12-48h，如持续检测18h。本实用新型还设置空气灭菌单元，空气灭菌单元与培养检测单元相连通，在样品(包括试剂)进入时，培养检测单元内压力升高，空气被挤出，进入空气灭菌单元进行灭菌；在培养检测单元内样品检测完毕排出时，培养检测单元内压力降低，外界空气被吸入空气灭菌单元内进行灭菌，然后进入培养检测单元内，维持整个装置的压力平衡，同时保持装置内无菌状态，避免空气中的细菌对检测结果造成干扰，保证测试的准确性。当培养检测单元内样品检测完毕排出时，补充进入空气灭菌单元的空气，可以是外界大气，也可以是通过其他装置处理过的空气。[0020]使用本实用新型的装置，对微生物(如大肠菌群)进行检测时，可以采用固定酶底物法光电检测技术，在一定的培养温度下，取标准培养菌样稀释梯度接种入显色培养基，通过检测不同浓度菌群达到预先设定的光密度的特征时间，同时不同稀释度菌群接种入MPN管或手工酶底物法，以通过人工确定不同稀释度菌群的数量，所得菌群数量的对数与对应特征时间成线性，求出线性方程，对于未知样品，通过测定其特定时间代入线性方程，最终求得未知样品的数量。以上线性方程的可以在实验室内，或者装置首次使用时获取，然后本实用新型的装置在使用时，将未知浓度样品(待检测样品)接入显色培养基，同上求得特征时间，根据时间在标准曲线上找到对应的大肠菌群数量。则本实用新型的装置，可以通过在实验室内获得的标准曲线，或者在装置出厂时或在某地初次使用时获得的标准曲线，对后续待检测样品的检测数据进行对应，得到大肠菌群数量。本实用新型的装置在长期使用过程中，可以定期进行标准曲线的校正，也可以在数据异常的时候进行标准曲线的校正。[0021]本实用新型的装置，可以先通过将试剂单元内的标准培养菌与试剂加入到培养检测单元中进行培养与检测，获得工作曲线。通常需要将标准培养菌稀释5个浓度梯度进行工作曲线的构建，求出浓度对数与显色特征时间的线性关系。工作曲线也可由装置结合人工检测的方式确定。然后，再将样品单元吸取的样品与试剂单元的试剂混合送入培养检测单元中进行培养与检测，根据工作曲线，得到待检测样品中的所检测的微生物数量。[0022]本实用新型提供的微生物检测装置，集成度高、自动化程度高，小巧便携，适用于饮用水、源水、地表水、地下水、自来水、医疗用水等各种水体的检测。附图说明

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为了更清楚地说明本申请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申请中记载的一些实施例，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获得其他的附图。

[0024]图1为本实用新型实施例中微生物检测装置的连接示意图；

[0025]图2为本实用新型实施例中微生物检测装置的培养检测机构结构示意图；[0026]图3为本实用新型实施例中微生物检测装置的空气灭菌单元结构示意图；[0027]附图标记：1-样品单元；2-试剂单元；3-培养检测单元；4-空气灭菌单元；5-控制单元。

具体实施方式

[0028]为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

[0029]请如图1至图3所示，本实用新型实施例提供一种微生物检测装置，包括：[0030]提供待检测样品的样品单元1；

[0031]提供样品培养所需试剂的试剂单元2；

[0032]接收样品单元1提供的样品与试剂单元2提供的试剂，对样品进行培养与检测的培养检测单元3；

[0033]对空气进行灭菌的空气灭菌单元4，所述空气灭菌单元4一端与所述培养检测单元3相连通，另一端与空气相连通，在样品进入时接收培养检测单元3排出的空气并进行灭菌，在样品排出时，对外界进入的空气进行灭菌，维持装置内压力平衡。[0034]本实用新型提供的微生物检测装置，设置样品单元1，用于向装置提供待检测样品；样品单元1可以设置在需要检测的水体中取样，也可从其他容器内取样。样品单元1所取样品进入培养检测单元3，同时试剂单元2提供样品所需的试剂(如显色培养基、蒸馏水等)进入培养检测单元3，并与样品混合，在培养检测单元3中进行培养(也可设置用于混合的部件，将样品与试剂混合后送入培养检测单元3中)；培养完成后，培养检测单元3对样品进行检测，以获取待检测样品中微生物的信息。通常，在培养开始以后，每隔0.5-2h，例如每隔1h进行一次检测，并持续进行12-48h，如持续检测18h。本实用新型还设置空气灭菌单元4，空气灭菌单元4与培养检测单元3相连通，在样品(包括试剂)进入时，培养检测单元3内压力升高，空气被挤出，进入空气灭菌单元4进行灭菌；在培养检测单元3内样品检测完毕排出时，培养检测单元3内压力降低，外界空气被吸入空气灭菌单元4内进行灭菌，然后进入培养检测单元3内，维持整个装置的压力平衡，同时保持装置内无菌状态，避免空气中的细菌对检测结果造成干扰，保证测试的准确性。当培养检测单元3内样品检测完毕排出时，补充进入空气灭菌单元4的空气，可以是外界大气，也可以是通过其他装置处理过的空气。[0035]使用本实用新型的装置，对微生物(如大肠菌群)进行检测时，可以采用固定酶底物法光电检测技术，在一定的培养温度下，取标准培养菌样稀释梯度接种入显色培养基，通

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过检测不同浓度菌群达到预先设定的光密度的特征时间，同时不同稀释度菌群接种入MPN管或手工酶底物法，以通过人工确定不同稀释度菌群的数量，所得菌群数量的对数与对应特征时间成线性，求出线性方程，对于未知样品，通过测定其特定时间代入线性方程，最终求得未知样品的数量。以上线性方程的可以在实验室内，或者装置首次使用时获取，然后本实用新型的装置在使用时，将未知浓度样品(待检测样品)接入显色培养基，同上求得特征时间，根据时间在标准曲线上找到对应的大肠菌群数量。则本实用新型的装置，可以通过在实验室内获得的标准曲线，或者在装置出厂时或在某地初次使用时获得的标准曲线，对后续待检测样品的检测数据进行对应，得到大肠菌群数量。本实用新型的装置在长期使用过程中，可以定期进行标准曲线的校正，也可以在数据异常的时候进行标准曲线的校正。[0036]本实用新型的装置，可以先通过将试剂单元2内的标准培养菌与试剂加入到培养检测单元3中进行培养与检测，获得工作曲线。通常需要将标准培养菌稀释5个浓度梯度进行工作曲线的构建，求出浓度对数与显色特征时间的线性关系。工作曲线也可由装置结合人工检测的方式确定。然后，再将样品单元1吸取的样品与试剂单元2的试剂混合送入培养检测单元3中进行培养与检测，根据工作曲线，得到待检测样品中的所检测的微生物数量。[0037]所述培养检测单元3包括至少2个培养检测机构，所述培养检测机构分别设有检测池、控温部件、检测部件，所述多个培养检测机构中，至少一个培养检测机构的培养与检测温度与其他培养检测机构不同。[0038]作为优选，培养检测单元3包括至少2个培养检测机构，如2个、3个、5个、8个培养检测机构。多个培养检测机构中，至少一个的培养与检测温度与其他培养检测机构不同。[0039]大肠菌群通常被当做水体中肠道病原体污染的指征。总大肠菌群是指在37℃培养24小时能发酵乳酸、产酸产气、需氧和兼性厌氧的革兰氏阴性无芽胞杆菌。它主要来源于人畜粪便，通常可作为水体粪便污染的指标菌。总大肠菌群包括大肠埃希氏菌群、粪大肠菌群等。大肠埃希菌是人体不可缺少单细胞生物。大肠埃希菌，俗名大肠杆菌(革兰氏阴性短杆菌)，周身鞭毛，能运动，无芽，是人和动物肠道中的正常栖居菌。粪大肠菌群又称耐热大肠菌群，粪大肠菌为总大肠菌群的一个亚种；直接来自粪便，除了它耐热，在44-44.5℃的高温条件下仍可生长繁殖并将色氨酸代谢成吲哚，其他特性均与总大肠菌群相同。[0040]为实现对总大肠菌群、大肠埃希氏菌、粪大肠菌群的检测，需要设置不同的培养与检测温度。其中，总大肠菌群的适宜温度为37.5±1℃；大肠埃希氏菌的适宜温度为37.5±1℃；粪大肠菌群适宜温度为44.5±1℃。本实用新型中，设置至少一个培养检测机构的温度为44.5±1℃，其他培养检测机构的温度为37.5±1℃；或设置至少一个培养检测机构的温度为37.5±1℃，其他培养检测机构的温度为44.5±1℃；设置不同培养温度的培养检测机构，对大肠菌群的总大肠菌群、粪大肠菌群和大肠埃希氏菌群分别进行检测，得到多个参数，综合用于评价样品(如水体)的污染程度。培养检测机构的温度由控温部件控制并稳定在所需要的范围内。控温部件可以设置为热源与温度传感器或其他结构。[0041]作为优选，每个培养检测机构内可以设置多个检测池，每个检测池分别设置检测部件；每个培养检测机构中的多个检测池的检测温度相同，由控温部件统一设置。多个检测池可以对一个参数进行多次检测，确保检测结果的准确。也可以通过对同一温度的检测机构内的多个检测池设置不同的检测部件，分别对不同参数(如总大肠菌群和大肠埃希氏菌)进行检测。

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本实用新型实施例中，所述检测部件包括检测光源、接收器，所述检测光源发出的

光，穿过检测池内样品，由接收器接收；所述检测部件具体为紫外可见光检测部件、荧光检测部件中的一种或多种。

[0043]检测部件包括检测光源、接收器，检测光源与接收器分别设置在检测池的两侧，检测光源发出的光，穿过检测池内样品，由接收器接收，对检测池内样品进行检测。检测池通常由透明玻璃制成，避免检测池壁对结果造成影响。本实用新型中，可以设置支架或夹具固定检测池，并在支架或夹具上开孔，便于检测部件的光穿过进行检测。接收器可以设置为光敏板，接收光源穿过样品后的光线，得到吸光度值(OD值)。在样品培养的过程中每隔一定时间检测一次，检测数据达到设定的OD值后，仪器停止测试，读值代入仪器标线计算菌群浓度。

[0044]检测部件具体为紫外可见光检测部件、荧光检测部件中的一种或多种。例如，对大肠菌群进行检测时，总大肠菌群、粪大肠菌群需要使用紫外可见光检测部件进行检测，只是总大肠菌群、粪大肠菌群的培养温度不同；而大肠埃希氏需同时用到紫外可见光与荧光检测器，才能确定最终的大肠埃希氏的菌群数量。[0045]本实用新型实施例中，所述检测池靠近所述检测光源与接收器的部位的直径，小于远离所述检测光源与接收器的部位的直径。[0046]作为优选，在保证检测池需要容纳相应体积的液体量的前提下，检测池的检测区的直径(及检测池靠近所述检测光源与接收器的部位的直径)小于非检测区的直径(即远离所述检测光源与接收器的部位的直径)。如将检测池设置为一端大一端小并将检测光源与接收器设置在较小的一端，或将检测池设置为两端大中间小并将检测光源与接收器设置在较小的中部。如此设置，可以缩短检测光程，检测光源通过半径较小段，可避免检测过程中，出现的散光、杂光，提高了检测数据的准确性。。[0047]本实用新型实施例中，所述培养检测机构内设有传热件，所述不同培养检测机构之间设有隔热件。[0048]作为优选，在培养机构内设置传热件，该传热件由导热性能较好的材质制成，以便实现对培养机构内部实现快速、迅捷的升温；进一步地，该传热件的导热系数不低于3W；优选地，传热件由硅胶泥和/或导热硅脂制成；进一步地，为了便于在培养机构更加便捷的加热，且增加更多的接触面接，该传热件由可塑性强的硅胶板制成。当一个培养机构内设有多个检测池时，不同检测池之间也设有传热件。传热件用于将热源的热量快速传递至培养检测机构各个部位，使检测池受热均匀，保持菌种培养与检测温度的稳定。不同的培养检测机构之间设置隔热件(如隔热板)，使得不同的培养检测机构的温度不会相互影响，保持不同温度条件的。

[0049]本实用新型实施例中，所述样品单元1内设有用于计量样品体积的计量部件。[0050]本实用新型实施例中，所述试剂单元2内设有用于计量试剂体积的计量部件。[0051]作为优选，样品单元1内设置用于计量样品体积的计量部件，保证每次吸取样品的体积稳定。可以设置为蠕动泵、柱塞泵等即能提供吸取动力、又能计量样品体积的装置；也可设置为动力装置与体积计量、流量计量装置等，实现对吸取样品体积的计量。[0052]试剂单元2内也可设置用于计量试剂体积的计量部件，计量每次输入到培养检测单元3中的试剂体积。样品单元1和试剂单元2均设置计量部件，可以实现对应样品体积输出

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合适体积的试剂，则每次取样的体积发生变化，相应提供的试剂体积也发生变化。[0053]本实用新型实施例中，所述样品单元1还设有液位检测部件，所述液位检测部件用于检测所吸取样品的体积。[0054]作为优选，样品单元1内还可设置液位检测部件，如设置红外对管，溢流口定容等，实现对样品体积的精准检测与计量。[0055]本实用新型实施例中，所述空气灭菌单元4具体为细菌过滤器和/或装有消毒液的容器。

[0056]空气灭菌单元4与培养检测单元3相连通，在样品(包括试剂)进入时，培养检测单元3内压力升高，空气被挤出，进入空气灭菌单元4进行灭菌；在培养检测单元3内样品检测完毕排出时，培养检测单元3内压力降低，外界空气被吸入空气灭菌单元4内进行灭菌，然后进入培养检测单元3内，维持整个装置的压力平衡，同时保持装置内无菌状态，避免空气中的细菌对检测结果造成干扰，保证测试的准确性，同时可以节省电磁阀的数量。空气灭菌单元4可以设置为细菌过滤器，将空气中细菌过滤截留，保证装置内的空气为无菌空气；空气灭菌单元4还可设置为装有消毒液的容器，通过消毒液杀灭空气中的细菌。设置为装有消毒液的容器时，可以将与空气以及培养检测单元3相连通的部位设置为竖向的柱状结构，则当样品与试剂流入或流出时，消毒液在柱状结构的液位上升或下降，维持装置内的气压平衡。还可以将细菌过滤器与装有消毒液的容器同时使用。[0057]本实用新型实施例中，还设有控制单元5，所述控制单元5分别与所述样品单元1、试剂单元2、培养检测单元3相连。[0058]本实用新型中，还可以设置控制单元5，对以上过程分别进行控制，实现装置的自动化运转，同时可以对检测结果进行自动分析，或传输至控制中心由工作人员进行进一步操作。还可设置警报功能，当检测到的微生物数量超过设定的限值时发出警报。[0059]本实用新型提供的微生物检测装置，集成度高、自动化程度高，小巧便携，适用于饮用水、源水、地表水、地下水、自来水、医疗用水等各种水体的检测。[0060]对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

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