CN101475906A - 一种生物菌在线活化装置及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
一种生物菌在线活化装置及其使用方法，在装置内设置0℃～4℃温区和20℃～25℃温区，在0℃～4℃温区内设置两套冻干粉储存、定量控制单元和营养液储存器；两套冻干粉存储、定量控制单元分别通过冻干粉管连接对应的发光菌活化反应釜； 20℃～25℃温区内设置两个发光菌活化反应釜、活化发光菌储存罐、缓冲液储存罐。本发明实现了生物菌在线活化，从而解决了掌握生物菌最佳生命周期和尽可能延长连续检测的问题。提高了检测结果的准确性。能提供适用于较恶劣环境的在线自动监测所需要的发光杆菌的在线活化，适用于资源保护、环境监测、生物、环保、石油化工、土壤、微生物等多种需要使用在线活化菌类的场合。
Description
技术领域
本发明属于一种生物菌在线活化装置及其使用方法。
背景技术
在资源保护、环境监测、生物、环保、石油化工、土壤、微生物等领域需要使用在线活化菌类，但通常菌的活化是在实验室通过斜面种植和通过液体混合搅拌两类办法实现的，它存在的问题是活化时间和条件都靠人工来控制，不适用在一个系统中连续使用生物菌的场合。如果没有在线活化装置，连续运转系统所需要的生物菌都是事先活化好后，再注入到系统中，因为菌的寿命是有限的，最长寿命是确知的，所以连续运转系统不需要人为干预的时间就无法控制，另外通过研究生物菌生命曲线探测结果表明，生物菌有最佳生命周期，解决充分利用生物菌最佳生命周期和尽可能延长连续运转系统工作的问题是十分有意义的研究内容。
国外一直在不断研究改进利用生物菌进行环境检测的测试方法，使其快速、灵敏、经济易行。从六十年代中期开始研究用发光细菌监测环境污染，到七十年代发展成为比较成熟的测试技术。以美国、英国、苏联、日本、澳大利亚等国家的学者研究应用较多，有的项目已经申请了专利，
但是上述以往利用发光细菌制作的测试仪器都存在不能实现在线活化菌的问题，存在以下一些问题：如贝克曼公司生产的专门的测试仪器和发光细菌试验配套，但属于实验室内使用，价格高昂且对环境的要求过于苛刻。北美仪器生产的在线自动分析采用的是COD和BOD方法，也只停留在实验室使用的底层上。沈阳七彩科技工程公司研制生产的CWDZF-I型城市污水生物毒性在线自动分析仪(专利号为2004100213555)具有现场在线测试和对抗恶劣环境等优点，特别适用于城市污水生物综合毒性的检测，但它存在如下的不足和缺点：
1、CWDZF-I型在线分析仪由于没有在线活化装置，因此每一次检测所需要的发光菌都是事先活化好后，再注入到仪器中，因为菌的寿命是有限的，最长寿命是117小时，所以连续测试不需要人为干预的时间最长就是5天，根据发光菌生命曲线探测结果表明，发光菌最好的发光时间是活化开始20小时到36小时这段时间，CWDZF-I型分析仪没有解决最佳生命周期和尽可能延长连续检测的问题。
2、CWDZF-I型在线分析仪管路使用医用导管和医用容器瓶，利用吊盐水的原理实现发光菌的注入，会出现在管道内部出现其他细菌而与发光菌争资源的问题。从而影响检测结果的准确性。
3、CWDZF-I型在线分析仪原来只具有一个温区，不能很好保证发光菌的活性处于最佳状态，所以测试过程中的发光菌的发光强度不足，影响检测质量。
发明内容
本发明的目的旨在解决上述的问题，提供生物菌在线活化装置及其使用方法，实现测试用生物菌在仪器内的保存和在线活化，保证发光菌的活性处于最佳状态，不需要人为干预可自动检测毒性延长到20天，测试时间短，数据采集多，检测的可靠性高，结构简单、成本低。
本发明提供的生物菌在线活化装置，它包括仪器壳体、冻干粉存储、定量控制单元、缓冲液存储罐，营养液存储罐、连接管路和流量控制电磁开关，其特征是：壳体内腔设置0℃～4℃温区和20℃～25℃温区，在0℃～4℃温区内装有外接气体压缩机的冷凝管，20℃～25℃温区内装有电热件，在两个温区内设置连接电控装置的温度采集元件；在0℃～4℃温区内设置两套冻干粉储存、定量控制单元和营养液储存器；两套冻干粉存储、定量控制单元分别通过冻干粉管连接对应的发光菌活化反应釜；20℃～25℃温区内设置两个发光菌活化反应釜、活化发光菌储存罐、缓冲液储存罐；缓冲液储存罐通过带流量控制电磁开关的缓冲液管连接两个发光菌活化反应釜，营养液储存罐通过带流量控制电磁开关的营养液管连接发光菌活化反应釜，两个发光菌活化反应釜通过带流量控制电磁开关的活化后发光菌管共接活化发光菌储存罐。
上述冻干粉存储、定量控制单元设置带漏孔的定盘，定盘的上面组装由定位电机带动的转盘，转盘设置多个冻干粉储存孔洞。
本发明提供的生物菌在线活化装置的使用方法是：含有菌株的冻干粉和营养液、缓冲液按照一定的比例关系混合(每一铵瓶的冻干粉配5g的营养液和1升的缓冲液)在20℃的温度条件下在搅拌釜中搅拌活化20小时。菌液的培养时间与可用时间有一定的差值，如果只使用一个搅拌釜培养，测量就很难连续进行，因此设计使用两个搅拌釜轮流工作。将培养好后的菌液先储存在发光菌储存罐中再由发光菌储存罐流入试管。
其生物菌在线活化步骤如下：
启动控制装置，将储存活性发光菌冻干粉的温区控制在0℃～4℃，保持发光菌冻干粉的活性；将另一温区保持在20℃～25℃，保证发光菌的在线活化；
启动第一套冻干粉储存、定量控制单元工作，定位电机带动转盘转动一定角度，转盘上的一个冻干粉储存孔洞对准定盘上的漏孔，使一份冻干粉通过冻干粉管滑落到第一个发光菌活化反应釜中，同时通过流量控制电磁开关控制将一定量值的营养液和一定量值的缓冲液注入到该发光菌活化反应釜中，在温度20℃～25℃下，开始活化；
经16小时后向启动第二套冻干粉储存、定量控制单元工作，按上述方法向第二个发光菌活化反应釜中加入冻干粉、营养液和缓冲液，在温度20℃～25℃下，开始活化；
再过4小时，当第一个发光菌活化反应釜中的菌液活化20小时后，完成活化，将活化好的发光菌液注入到发光菌储存罐中，以备测试使用。
再过12小时，重新按上述程序向第一个发光菌活化反应釜中添加上述原料，进行菌液活化；
再过4小时，当第二个发光菌活化反应釜中的菌液活化20小时后，完成活化，将活化好的发光菌液注入到发光菌储存罐中，以备测试使用。
再过12小时，重新按上述程序向第二个发光菌活化反应釜中添加上述原料，进行菌液活化；
再过4小时，当第一个发光菌活化反应釜中的菌液活化20小时后，完成活化，将活化好的发光菌液注入到发光菌储存罐中，以备测试使用；
重复上述步骤，以32小时为周期交替对两个活化反应釜作添加原料和释放菌液的操作即可。
本发明和现有技术相比具有如下优点：
1、实现了发光菌在线活化，从而解决了掌握发光菌最佳生命周期和尽可能延长连续检测的问题。提高了检测结果的准确性。
2、设置两个温区的设计既解决了长久保存、在线活化，也可以保证发光菌的活性处于最佳状态，不需要人为干预可自动检测毒性延长到20天。
3、能适用于较恶劣环境的在线自动监测，适用于水资源保护、水环境监测、生物、环保、石油化工等场所用带计量的在线监测或分析仪器。
附图说明
图1是本发明的仪器总体结构示意图。
图2是冻干粉储存、定量控制装置结构示意图。
具体实施方式
见图1、2，本发明提供的生物菌在线活化装置结构如下：
在仪器壳体30内腔设置隔断的0℃～4℃温区和的20℃～25℃温区，0℃～4℃温区应用冰箱原理：在内壁上装有冷凝管21，外接气体压缩机。20℃～25℃温区内装有电热管26，实现加热功能。在两个温区内分别设置温度采集元件，即在0℃～4℃温区内装有温度采集板11，在20℃～25℃温区内装有温度采集板3。温度采集元件连接电控装置的单片机CPU；通过单片机CPU检测两个温区的温度，与控制温度比较，需要升温就通电电热管，需要降温就启动压缩机。采集这两处温度的目的是为控制这两处温度处于某个定值做准备，这样可以使仪器中的温度环境适合发光菌生存。
见图1，在仪器壳体内上部设置两套冻干粉存储、定量控制单元12、18。见图2，每套冻干粉存储、定量控制单元设置带漏孔的定盘31，定盘31的上面组装由定位电机13带动的转盘32，转盘32上设置沿圆周分布的八个冻干粉储存孔洞35。在转盘32上面通过连接件固定密封盖33。初始状态时转盘32上的存储孔洞35和定盘31上的漏孔错开，冻干粉被存储。两套冻干粉存储、定量控制单元分别通过冻干粉管8、25连接对应的发光菌活化反应釜7、27。缓冲液储存罐16通过带流量控制电磁开关9、23的缓冲液管22连接两个发光菌活化反应釜7、27。营养液储存罐17通过带流量控制电磁开关14、19的营养液管15连接两个发光菌活化反应釜7、27。两个发光菌活化反应釜7、27分别通过带流量控制电磁开关6的活化后发光菌管5和带流量控制电磁开关28的活化后发光菌管29共接活化发光菌储存罐4。活化发光菌储存罐4连接向试管添加发光菌管1，向试管添加发光菌管1上设置流量控制电磁开关2。
本发明提供的生物菌在线活化装置使用方法步骤如下：
启动控制装置，将储存活性发光菌冻干粉的温区控制在0℃～4℃，保持发光菌冻干粉的活性；将另一温区保持在20℃～25℃，保证发光菌的在线活化；
启动第一套冻干粉储存、定量控制单元12工作，定位电机13带动转盘32转动一定角度，转盘32上的一个冻干粉储存孔洞35对准定盘31上的漏孔，使一份冻干粉通过冻干粉管8滑落到第一个发光菌活化反应釜7中，同时通过流量控制电磁开关14、9控制将一定量值的营养液和一定量值的缓冲液注入到该发光菌活化反应釜7中，在温度20℃～25℃下，开始活化；
经16小时后向启动第二套冻干粉储存、定量控制单元18工作，按上述方法向第二个发光菌活化反应釜27中加入冻干粉、营养液和缓冲液，在温度20℃～25℃下，开始活化；
再过4小时，当第一个发光菌活化反应釜7中的菌液活化20小时后，完成活化，将活化好的发光菌液注入到发光菌储存罐4中，以备测试使用。
再过12小时，重新按上述程序向第一个发光菌活化反应釜7中添加上述原料，进行菌液活化；
再过4小时，当第二个发光菌活化反应釜27中的菌液活化20小时后，完成活化，将活化好的发光菌液注入到发光菌储存罐4中，以备测试使用。
再过12小时，重新按上述程序向第二个发光菌活化反应釜27中添加上述原料，进行菌液活化；
再过4小时，当第一个发光菌活化反应釜7中的菌液活化20小时后，完成活化，将活化好的发光菌液注入到发光菌储存罐4中，以备测试使用；
重复上述步骤，以32小时为周期交替对两个活化反应釜作添加原料和释放菌液的操作即可。
Claims (3)
1、一种生物菌在线活化装置，它包括仪器壳体、冻干粉存储、定量控制单元、缓冲液存储罐，营养液存储罐、连接管路和流量控制电磁开关，其特征是：壳体内腔设置0℃～4℃温区和20℃～25℃温区，在0℃～4℃温区内装有外接气体压缩机的冷凝管，20℃～25℃温区内装有电热件，在两个温区内设置连接电控装置的温度采集元件；在0℃～4℃温区内设置两套冻干粉储存、定量控制单元和营养液储存器；两套冻干粉存储、定量控制单元分别通过冻干粉管连接对应的发光菌活化反应釜；20℃～25℃温区内设置两个发光菌活化反应釜、活化发光菌储存罐、缓冲液储存罐；缓冲液储存罐通过带流量控制电磁开关的缓冲液管连接两个发光菌活化反应釜，营养液储存罐通过带流量控制电磁开关的营养液管连接发光菌活化反应釜，两个发光菌活化反应釜通过带流量控制电磁开关的活化后发光菌管共接活化发光菌储存罐。
2、根据权利要求1所述的生物菌在线活化装置，其特征是：冻干粉存储、定量控制单元设置带漏孔的定盘，定盘的上面组装由定位电机带动的转盘，转盘设置多个冻干粉储存孔洞。
3、一种如权利要求1所述生物菌在线活化装置的使用方法，其特征是：
发光菌活化步骤如下：
启动控制装置，将储存活性发光菌冻干粉的温区控制在0℃～4℃，保持发光菌冻干粉的活性；将另一温区保持在20℃～25℃，保证发光菌的在线活化；
启动第一套冻干粉储存、定量控制单元工作，定位电机带动转盘转动一定角度，转盘上的一个冻干粉储存孔洞对准定盘上的漏孔，使一份冻干粉通过冻干粉管滑落到第一个发光菌活化反应釜中，同时通过流量控制电磁开关控制将一定量值的营养液和一定量值的缓冲液注入到该发光菌活化反应釜中，在温度20℃～25℃下，开始活化；
经16小时后向启动第二套冻干粉储存、定量控制单元工作，按上述方法向第二个发光菌活化反应釜中加入冻干粉、营养液和缓冲液，在温度20℃～25℃下，开始活化；
再过4小时，当第一个发光菌活化反应釜中的菌液活化20小时后，完成活化，将活化好的发光菌液注入到发光菌储存罐中，以备测试使用。
再过12小时，重新按上述程序向第一个发光菌活化反应釜中添加上述原料，进行菌液活化；
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| CN111925924A (zh) * | 2020-07-24 | 2020-11-13 | 生态环境部南京环境科学研究所 | 基于发光细菌的水质综合生物毒性测试装置及测试方法 |
| CN113916962A (zh) * | 2021-09-27 | 2022-01-11 | 聚光科技(杭州)股份有限公司 | 基于微生物膜现场活化的水质检测系统和方法 |
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