CN101186875B - 多培养基自动化细菌分离培养仪 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种多培养基自动化细菌分离培养仪。它包括一个密封的恒温箱，其特征是：在恒温箱的中间装有一个可旋转样本盘，可旋转样本盘由若干个样本架组成，样本架上设有若干个样本槽，样本槽有相互联通的采集管槽和培养室槽，相邻两培养室槽之间相互通联，采集管采集用于放置分离培养装置的采集管室部分，培养室槽用于放置分离培养装置的培养室部分。本发明规范了分离培养过程，缩短了分离培养时间，避免了操作人员与样本接触而造成的传染，提供多面培养基培养以更加有利于提高培养阳性率，保证了操作人员的健康，使送达实验室的样本能够随机处理，更加适合临床的需要。

Description

多培养基自动化细菌分离培养仪

技术领域

本发明涉及一种对生物样本进行多种培养基环境下的细菌分离培养装置，具体地说是一种多培养基自动化细菌分离培养仪。

背景技术

在医院临床和医学研究试验中，往往需要对含有多种细菌的生物样本进行细菌的分离培养。现在一般的分离培养方法是用手工将样本进行必要的前处理后，用接种器将其划线接种到几块培养皿上进行分离培养，以便获得细菌菌落，进一步做细菌的鉴定与药物敏感检测。这种手工操作方法存在相当大的弊端。首先由于操作人员要直接接触带有一定传染性的样本，容易造成传染，对操作人员的身体健康构成严重威胁。另外，由于上述操作存在相当多的人为因素的影响，很难进行规范化和标准化操作，同一个样本因操作人员不同，培养结果会有相当大的差异，从而影响分离培养的质量。再者，手工分离培养由于过程繁琐，前期处理耗费时间，工作量大且不利于样本的随到随作，延误良好的培养时机，这也将影响分离培养的质量。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：针对现行分离培养装置存在的缺陷，提供一种多培养基自动化细菌分离培养仪，它可以提供多个双面培养装置而进行多种培养基环境下的分离培养，以便于更加准确地获取细菌菌落。

本发明的技术方案是这样实现的：它包括一个密封的恒温箱，在恒温箱的中间装有一个可旋转样本盘，可旋转样本盘由多个样本架组成，样本架的周边缘设有多个样本槽，样本槽有相互联通的采集管室槽和培养室槽两部分，可旋转样本盘的上面设有一个移动装置，移动装置上装有一个施压装置和自动划线装置，样本槽的下放设有可以运转的永磁铁，在电机的驱动下产生交变磁场，放置其上方的样本采集管内小磁块位于交变的磁场中，其特征是：相邻的培养室槽之间相互联通，一个四面分离培养装置占据一个采集管室槽和两个培养室槽。

本发明较好的技术方案是所述的分离培养装置由样本采集管、采集管室和两个分离培养室组成，采集管室和分离培养室联通，采集管室放置样本采集管，两个分离培养室之间相互联通；所述两个分离培养室的上端均设有一个圆形阀盖，该阀盖为一个圆柱型封盖，封盖的底边缘与培养室上端啮合连接使培养室密封，圆柱型封盖的底部中间连接有一个长方形的培养板，此培养板插入分离培养室的中部，分离培养室的上边缘还设有一个搭扣装置，用于固定圆柱形封盖；每块培养板的两侧均设有划线接种器，所述接种器包括两个成分叉状的臂，两个臂穿过分离培养室上端的阀盖，两臂的上端通过横梁将两臂连接，两个臂的下端分别连接有接种环，横梁的中部连接有控制杆，控制杆的顶端连接有驱动手柄，仪器机械手可控制接种手柄进行上下左右方向移动以完成划线接种过程。所述样本采集管内设有一个磁铁块，对应的样本盘底部、设有永久磁铁，磁铁底部装有驱动磁铁的电机，永久磁铁在驱动磁铁的电机带动下形成交变的磁场，带动采集管内的小磁块翻动；所述分离培养培养装置的采集管室的底部是一个倾斜面，向采集管室与培养室间的连接通道口处倾斜，其上设有向上凸出的部分，用于刺破采集管底部；所述移动装置由两个柱状支架固定在样本盘上方，移动装置由施压装置和划线机械手组成；所述施压装置是移动装置的重要组成部分，为一个可以上下运动的活动压头，它装在移动装置上，活动压头在驱动电机的带动下向下移动时，会将放在样本盘上的采集管向下推动，致使采集管的底部破损；所述自动划线装置为一个活动夹钳(机械手)，它是移动装置上另一个重要的组成部分，它装在施压装置的旁边，该机械手在驱动电机的驱动下可以上下左右移动，当其移动至接种器上端驱动球的水平位置时，机械手的两臂合拢，控制接种器进行上下及左右方向的移动，使接种环携带样本划线接种到固体培养基上；所述恒温箱上部设有顶罩，恒温箱内部设有多个气体浓度测量感传器、加热装置以及多个进、排气导管；

与传统方法相比，本发明具有以下特点：

1)本发明可以对同一个样本提供多种培养基(如四种培养基)的选择，更加符合微生物实验室对特殊生物样本(如痰液标本)分离培养的需要。

2)本发明的样本盘由若干个样本架组成，样本架上有若干个样本槽，样本槽由采集管槽和培养室槽两部分组成，相邻两培养室槽之间相互联通。从而该样本盘可以放置多面分离培养装置，同时也可以放置单个双面培养装置，方便于用户的选择。

3)一个样本提供多种培养基上的分离培养，更加易于对培养结果作出初步鉴别。

4)由于对同一个样本可以提供多种培养基的选择，使该仪器可以对痰液样本进行科学的划线接种。

附图说明

图1为本发明结构示意图

图2为本发明移动装置的结构示意图

图3为本发明样本盘的结构示意图

图4为本发明样本槽的结构图

图5为本发明培养装置的结构示意图

图6为本发明采集管结构示意图

具体实施方式

如图1所示，本发明包括一个密封的恒温箱16，在恒温箱16的中间装有一个可旋转的样本盘17，样本盘17由若干个样本架43组成，样本架43上设有若干样本槽18，如图4所示，样本槽18是由采集管室槽47和培养室槽46组成，采集管室槽47和培养室槽46之间相互导通，相邻的两培养室槽46之间相互联通，使样本架上可以放置多面分离培养装置，样本架43由托臂22连接到绕固定轴23旋转的中央衬套24上，多个样本架由托臂连接起来形成一个圆形的样本盘。中央衬套24沿着外缘连接到齿圈上，齿圈与安装在步进电机25输出轴的齿轮相配合，在步进电机的带动下按照一定指令转动。如图4所示采集管室槽47用于放置分离培养装置19的采集管室1部分，培养室槽46用于放置分离培养装置19的两个分离培养室2和2.1部分，一个四面分离培养装置占据1个采集管槽和两个分离培养室槽。所述的分离培养装置19由采集管4、采集管室1和两个分离培养室2及2.1组成，采集管室1和其中一个分离培养室2.1的底部通过导管48相联通，两个分离培养室2和2.1的底部相互联通。其中采集管室1内插放采集管4；两培养室2和2.1的结构相同，均放置有双面分离培养板及接种器。培养室2的上端设有圆柱型阀盖9，阀盖9与培养室2的顶部密封啮合，阀盖的底部中间连接有一个长方形的培养板5，此培养板插入培养室2的内部，培养板的两侧面均可灌装固体培养基。双面培养板5的两侧均设有划线接种器。所述划线接种器包括两个成分叉状的臂10和11，臂10和11穿过阀盖9，上端通过横梁12将两臂连接，横梁12的中部连接有控制杆14及其顶端的驱动球44，臂10和11的末端分别连接有两对接种环13，两对接种环13之间的距离较近，靠近培养板5，接种器臂10和11相互间的距离较大，即臂部远离培养板，通过上下、左右移动驱动球14，两对接种环13可做垂直移动和水平移动，使两对接种环13可从2室的底端移到培养板5的上端。所述样本采集管内设有一个磁铁块15，与其相对应的样本盘下面装有磁铁40，磁铁40装配有驱动磁铁转动的电机21，磁铁的转动会产生一个交变的磁场，采集管内的小磁块位于此磁场中，交变的磁场会带动采集管中的小磁块不停翻动，以对样本进行搅拌；所述采集管室底部是一个倾斜面，斜面向采集管室与培养室之间的通道入口处，使采集管室1内的液体能顺利流入培养室2的底部。斜面上设有向上凸出物6，用于刺破采集管4的底部的薄弱部分。采集管室1的底部放入样本采集管4后留有一定空隙，便于样本采集管底部刺破后其中的液体样本流出。采集管4设有一个盖7，盖的中心部分可以被压力压破脱离采集管盖，从而使空气进入以便于使采集管中的液体样本流出；样本盘17的上面设有一个移动装置20，移动装置20上装有一个施压装置和自动划线机械手。如图2所示，所述移动装置由托板26支承一个活动滑座27和滑架28，滑座27固定在托板26上的两个导柱29和30上，滑架28由滑座27支承，两个导柱29和30上端通过横梁31相连接；所述施压装置是移动装置的重要组成部分，它是一个活动压头32，它装在滑架28的一侧，活动亚头可以上下移动，利用其这一特性对采集管顶部施压，致使采集管在其压力下向下移动，被采集管室底部的钉状凸出物刺破；所述自动划线机械手为一个活动夹钳33，它装在滑架28上，夹钳设有可以开合的夹臂，当其在驱动装置的带动下移动至与接种器水平相当的水平位置时，两夹臂合拢，夹持住接种器的驱动球44。夹钳33由电机控制其张开或关闭；所述恒温箱16上端设有顶罩34，恒温箱内部设有三个气体浓度测量感传器35、41和42，分别测量氢气、氮气、氧气的浓度，加热装置36以及多个进、排气导管37、38和39；

本发明工作原理如下：

将四面分离培养装置放置于可旋转样本盘的样本槽中。启动电机使可旋转样本盘旋转，并可间隔停止。

磁铁驱动电机开启，使采集管内磁块处于一个交变的磁场中，磁块在磁场中翻动，对样本进行搅拌。此过程的时间由控制软件控制，该过程停止后，移动装置运行到分离培养装置上方，启动压头向下移动，使压头降到采集管的盖子上，继续向下移动，压头对下面的采集管施加一个向下的推力，采集管底部被钉状物刺破，压头上移回复原位。继而夹钳机械手移动至接种器驱动手柄上方，并慢慢下移，张开夹钳的两臂，移动至驱动球同一水平位置时夹钳的两臂合上。夹钳机械手驱动电机启动，驱动接种器，使接种环携带样本在多种固体培养基上按照设定的路线划线，将样本接种到固体培养基上。

这样，采集管底部被采集管室底部的钉状物刺破，采集管中液体通过导通管3流入培养室2底部的样本池中，然后通过两培养室3′继续进入培养室2′底部的样本池中。夹钳夹紧容器接种器控制杆顶端的驱动球。在夹钳夹紧的状态下，在垂直位置和水平位置移动机械手，使粘有样本的接种环沿着培养板上的固体培养基表面移动，从而实现所要求的划线接种。

本发明控制单元用于移动装置的移动控制，可以对控制单元编制程序，进行任何类型的“接种方式”编辑。接种结束时，在C和D方向上的运动停止，夹钳33张开，仪器沿着支柱27上升，等待下一次操作。

恒温箱设置多个导管(示例中三个)：氮气加注导管38、二氧化碳加注导管39、氢气加注导管45和废气排出导管37。每个导管连接一个电磁阀。

顶罩适用于形成一个对容器中的样品提供适宜的培养环境。根据需要调节容器中的氧气、二氧化碳、氮气和氢气的浓度。比如需要二氧化碳浓度调整至10％和15％之间。在恒温箱中加注氮气，直至顶罩34达到最高高度，这时，废气排出导管打开，氮气加注导管关闭。

如果氧气感应探头测得氧气浓度仍未达到要求的值，重新操作一次。提高二氧化碳浓度的操作与此类似。

如果氢气感应探头测得氢气浓度未达到要求的值，则氢气输入管道45开启，自动调节培养环境中的氢气浓度。

最后，夹钳和压头可以设置不同的运动方向，从而可以对不同的样本进行底部压破处理和“划线接种”操作，转盘可以用替代传送带。

根据样本类别的不同，会有不同的划线方式，以使分离培养效果更加良好。临床上生物样本的种类很多，培养板5上可根据需要灌装各种不同种类的培养基。

Claims (9)

1.一种多面培养基自动化细菌分离培养仪，它包括一个密封的恒温箱，在恒温箱的中间装有一个可旋转样本盘，可旋转样本盘由多个样本架组成，样本架的周边缘设有多个样本槽，样本槽有相互联通的采集管室槽和培养室槽两部分，可旋转样本盘的上面设有一个移动装置，移动装置上装有一个施压装置和自动划线装置，样本槽的下放设有可以运转的永磁铁，在电机的驱动下产生交变磁场，放置其上方的样本采集管内小磁块位于交变的磁场中，其特征是：相邻的培养室槽之间相互联通，一个四面分离培养装置占据一个采集管室槽和两个培养室槽，所述的四面分离培养装置由采集管室和两个培养室组成，采集管室通过导管与其中一个培养室相互联通，其中采集管室插放样本采集管，两个培养室内分别装有一块灌装有两面固体培养基的培养板，两培养室内的培养板两侧还带有划线接种器，划线接种器末端连接有接种环，接种环靠近培养板，接种器的顶端有驱动手柄。

2.根据权利要求1所述的多面培养基自动化细菌分离培养仪，其特征是：所述可旋转样本盘包括多个样本架，每个样本架设有多个样本槽，样本槽由两相互通联的采集管室槽M和分离培养室槽N组成，采集管室槽M用于放置分离培养装置的采集管室部分，分离培养室槽N用于放置分离培养装置的培养室部分，相邻两分离培养室N槽之间相互联通，样本架由支架连接到绕固定轴的中央衬套上，多个样本架组成圆形样本盘，中央衬套沿着外缘连接到齿圈上，齿圈与安装在步进电机输出轴的齿轮相配合。

3.根据权利要求1所述的多面培养基自动化细菌分离培养仪，其特征是：所述移动装置位于样本盘的上方，由托板支承一个活动滑座和滑架，滑座固定在托板上的两个导柱上，滑架由滑座支承，两个导柱上端通过横梁相连接。

4.根据权利要求1所述的多面培养基自动化细菌分离培养仪，其特征是：所述施压装置为一个可以上下运动的活动压头。

5.根据权利要求1所述的多面培养基自动化细菌分离培养仪， 其特征是：所述自动划线装置为一个可以上下运动的活动夹钳。

6.根据权利要求1所述的多面培养基自动化细菌分离培养仪，其特征是：所述恒温箱上端设有顶罩，恒温箱内部设有多个气体浓度测量感传器、加热装置以及多个进、排气导管。

7.根据权利要求1所述的多面培养基自动化细菌分离培养仪，其特征是：所述样本采集管内设有一个磁铁块，与其向对应位置的样本槽下面装有永磁铁，永磁铁装有驱动永磁铁的电机。

8.根据权利要求1所述的自动化细菌分离培养仪，其特征是：所述采集管的培养室的底部是一个倾斜面，其上设有向上凸出的部分，采集管盖的中央部分与管盖的外周部分连接薄弱，中央部分便于受压后脱离外周部分。

9.根据权利要求1所述的自动化细菌分离培养仪，其特征是：所述接种器包括两个成分叉状的臂，两个臂穿过培养室上端的阀盖，并通过横梁将两臂连接，横梁的中部连接有控制杆及驱动球，两接种臂的下端连接有接种环。 

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