CN102175632A - 一种细菌检测方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种细菌检测方法，包括以下步骤：a、采样步骤：待测样本通入中空纤维过滤单元，细菌和/或细菌代谢物被中空纤维膜截留并在过滤单元内累积；冲洗液通入过滤单元，冲洗中空纤维膜的内侧和/或外侧，将积累的细菌和/或细菌代谢物冲洗出来；b、培养及检测步骤：培养由过滤单元洗脱的细菌和/或细菌代谢物，检测培养室内的溶液变化，得到被测样本中目标细菌的信息。本发明还提供了一种细菌检测装置，包括进样单元、过滤单元和培养检测单元。本发明能够有效缩短检测时间，提高检测效率，检测准确度高，且检测装置寿命长、维护成本低。

Description

一种细菌检测方法及装置

技术领域

本发明涉及细菌的检测，具体地说是一种基于特异反应底物方法进行细菌自动截留和检测的方法及装置。

背景技术

地表水、地下水，甚至雨水中含有多种细菌。尤其是当水体受到人畜粪便、生活污水或某些工农业废水污染时，水体中的细菌会大量增加。因此，对水的细菌学检验，特别是肠道细菌的检验，在卫生学上具有重要的意义。其中总大肠菌群、耐热大肠菌群和大肠埃希氏菌已被广泛用作水体安全评估的重要常规微生物检测指标，通过它们及其它细菌的检测，可以判断水体卫生学质量，确保人们饮水安全。

在现有的水体细菌检测方法中，普遍采用液体培养或膜过滤后固体平板培养的细菌扩增模式，在细菌浓度达到较高水平时进行人工计数或者显色观察。该类方法往往需要繁琐的手工操作，包括样品稀释、人工接种、观察计数和验证实验等，导致检测耗时很长，通常可达24-72小时甚至更久。因此，上述传统水体细菌检测方法不仅费时、费力，而且在繁琐的操作过程中有可能发生二次污染。

此外，利用传统实验室手段对江河、湖库、泳池、景观场所的水体进行细菌检测时，往往需要大体积采样，并要保证水样运输时间常温下不超过2小时，或者10摄氏度冷藏保存不超过6小时，这给细菌日常监测带来了极大不便，更无法满足人们对水环境安全日益提高的检测需求。

目前，快速、便捷而又稳定的基于特异反应底物的生化分析法凭借其易于观察识别和实现自动化等特点，已经成为水中细菌检测方法的主要发展趋势，得到人们的极大关注，并且已有采用该方法进行水质细菌在线检测的研究，而且用于水质细菌检测的在线仪器已经问世，比如挪威Colifast AS公司的colifast和法国赛环的Colilert3000水质大肠菌在线监测仪。该类仪器利用大肠菌代谢产生的特异指示酶，水解相应的发光或显色底物，通过光学监测，对大肠菌进行定性和定量分析。该方法的检测时间由初始大肠杆菌数量决定，初始菌量越大，则检测时间越短。与传统方法相比，在线仪器能够缩短检测时间至4-18小时。此外，该类仪器能够实现水体的单管连续监测，降低综合检测成本，提高检测效率，为建立完备的水质监测系统和保障水体微生物卫生安全提供了重要平台。

基于特异反应底物的细菌在线检测方法能够实现对水体细菌的在线检测，但还存在以下不足：

1、浓度低，检测时间长

上述检测方法是从水体直接取样并对样本培养检测，而检测时间与水体中的初始菌量相关：若水体中的细菌量较少，则检测就需要花费较长的时间，检测效率较低，在这种情况下，上述方法就无法满足对水体的快速检测需求；

2、水体背景影响大，检测准确度低

由于上述检测方法均是从水体直接取样培养检测，水体pH值、离子、游离化合物或代谢物等会影响检测结果，无法实现环境水体中细菌的准确定量，检测准确度低。

发明内容

为了解决现有技术中的上述不足，本发明提供了一种基于特异反应底物法的水质细菌检测方法和装置，能够扣除水体背景污染、提高检测初始菌量，缩短检测时间，提高检测结果准确性。

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种细菌检测方法，包括以下步骤：

a、采样步骤

待测样本通入中空纤维过滤单元，细菌和/或细菌代谢物被中空纤维膜截留并在过滤单元内积累；

冲洗液通入过滤单元，冲洗中空纤维膜的内侧和/或外侧，将积累的细菌和/或细菌代谢物冲洗出来；

b、培养及检测步骤

培养冲洗出来的细菌和/或细菌代谢物，目标细菌代谢物在培养室内积累；

检测培养室内溶液的信息，得到被测样本中目标细菌的信息。

作为优选，所述待测样本为液态样本。

作为优选，所述液态样本为水样、液态食品、体液样品和饮料。

作为优选，中空纤维膜内径范围为0～1000μm，外径范围为0～1500μm，膜壁滤孔等效过滤孔径范围为0～1.0μm。

作为优选，所述培养室内有培养液。

作为优选，所述冲洗液为液体培养基或缓冲液或清水。

进一步，所述冲洗液和/或培养液中有特异性反应底物。

作为优选，监测过滤单元流路的压力。

作为优选，清洗液冲洗中空纤维膜的内侧和/或外侧和/或检测室，对细菌检测流路清洗消毒。

作为优选，检测培养室内溶液中原成分或目标细菌代谢物的信息。

作为优选，在步骤b中，检测培养室内溶液的吸光度或透光率或荧光强度。

作为优选，在步骤b中，根据检测得到的培养室内溶液的信息，判断样本中是否含有细菌；

或根据连续检测得到的培养室内溶液的信息随时间变化的关系，得出细菌的浓度。

本发明还提供了一种细菌检测装置，包括：

过滤单元，包括中空纤维膜，分别与进样单元和培养检测单元连接，用于截留待测样本中的细菌和/或细菌代谢物；

进样单元，用于向中空纤维膜的内侧和/或外侧注入待测样本和/或冲洗液；

培养检测单元，用于培养从过滤单元洗脱的细菌和/或细菌代谢物，并检测。

作为优选，中空纤维膜内径范围为0～1000μm，外径范围为0～1500μm，膜壁滤孔等效过滤孔径范围为0～1.0μm。

进一步，所述进样单元包括流路切换模块，用于选择性地向过滤单元供应待测样本、冲洗液。

作为优选，所述细菌检测装置还包括压力监测件，与过滤单元相连，监测过滤单元流路的压力。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、有效缩短检测时间、提高检测效率

采用过滤器截留水体中的细菌，并对细菌培养检测，有效提高了细菌的初始检测菌量，有效提高了水体细菌检测时间，尤其是对于菌量较少的水体检测，效果更加明显；

由于实现了水体的全自动过滤、冲洗、细菌培养及检测，有效缩短了检测时间，提高了检测效率；

2、准确度高

采用不同滤孔和材质的中空纤维丝，按需求组装调试，确保采样的快速、高效，同时可滤除不同的检测干扰物，排除水体背景干扰，提高结果符合率；

同时，由于整个过滤单元密闭，具有杀菌消毒等功能，不会因为人为操作或其它菌液的残留而引入二次污染，提高了检测准确性；

3、检测装置寿命长、维护成本低

由于采用内压、外压、内外压混合等多种冲洗模式可确保膜孔堵塞物的有效冲洗，减少膜损伤和堵塞，使中空纤维过滤单元得以长期有效反复使用，降低维护成本；

采用压力监测件监测过滤单元的流路压力，能够使过滤单元在额定压力下工作，使中空纤维在可承受压力范围内工作，延长中空纤维使用寿命，减少系统更换和维护成本；

4、检测结果稳定度高

可通过压力测试实现过滤单元功能的自动评估，确保多次采样结果稳定性。

附图说明

图1为实施例1中细菌检测装置结构示意图；

图2为实施例2中细菌检测装置结构示意图；

图3为实施例3中细菌检测装置结构示意图；

图4为实施例4中细菌检测装置结构示意图。

具体实施方式

实施例1

请参阅图1，一种细菌检测装置，用于水样中细菌的检测；所述细菌检测装置包括进样单元、过滤单元1和检测单元2；

所述进样单元包括流路切换模块和管路，所述流路切换模块包括泵和阀；所述流路切换模块通过管路分别与过滤单元1、待测样本和试剂相连，用于选择性地向过滤单元供应待测样本和试剂；本实施例中，试剂为冲洗液；

所述泵包括泵311和泵312，将样本驱动注入过滤单元1内过滤或清洗过滤单元1，所述泵可以是蠕动泵、隔膜泵、注射泵等流体驱动装置；

所述阀包括阀321、阀322、阀325和阀326，设置在管路上，控制待测样本或试剂与过滤单元1或过滤单元1与分析单元2之间管路的通断；所述阀可以是双通阀、三通阀或多通阀等；

待测样本和试剂与过滤单元1之间以及过滤单元1与检测单元2通过管路相连，管路内径为0.5～10mm，壁厚为0.1～5mm，流量范围可达0.001～15000ml/min；

本实施例中，泵均为蠕动泵，流量范围为0.07～2280ml/min，阀为常闭的双通或者三通电磁压断阀，管路使用内径6.4mm、壁厚0.8mm的Pharmed管；

所述过滤单元1包括滤芯和腔体，所述滤芯为中空纤维过滤组件，由中空纤维膜111构成，所述中空纤维膜111的材质可以是聚乙烯、聚砜、聚醚砜、聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯等；所用中空纤维膜111的内径范围可以为0～1000μm，外径范围为0～1500μm，膜壁滤孔等效过滤孔径为0～1.0μm；

本实施例中，所述中空纤维过滤组件由300根亲水性聚偏氟乙烯的中空纤维膜组成，其所能承受的压力为0.2MPa；其内径为600μm，外径为800μm，其膜壁的等效过滤孔径为0.1μm；

待测样本中的溶液、金属离子、小分子化合物及大分子蛋白质产物等能够透过中空纤维膜111的膜壁，而细菌或细菌代谢物等则不能透过，即中空纤维膜111的膜壁能够对待测样本起到过滤的作用，并截留待测样本中的细菌或细菌代谢物；

各中空纤维膜的内部空间共同形成过滤内腔，在所述滤芯的两端设置进样口12和出样口13，与过滤内腔相通，待测样本即可通过进样口12/出样口13流入或流出过滤内腔；

中空纤维膜的膜壁与腔体组成过滤外腔，在外腔壁上设置有一个外腔开口14，待测样本即可通过外腔开口14流入或流出过滤外腔；

泵311与进样口12、待测样本和试剂相连；泵312与外腔开口14、待测样本和试剂相连，外腔开口14与废液池相连；

过滤单元1的使用共有三种模式，即：内压模式、外压模式和内外压混合模式：内压模式是指泵311将待测样本由进样口12注入；外压模式是指泵312将待测样本由外腔开口14注入；内外压混合模式是指待测样本同时由泵311从进样口12注入和由泵312从外腔开口14注入；

当进行待测样本过滤时，可采用内压模式，待测样本注入进样口12，进而进入过滤内腔，待测样本中的细菌在过滤内腔内浓缩积累，溶液、金属离子、小分子化合物及大分子蛋白质产物等透过中空纤维膜111的膜壁进入过滤外腔，并通过外腔开口14排出过滤单元1；

当进行待测样本过滤时，也可采用外压模式，即待测样本从阀326注入外腔开口14，进而进入过滤外腔，待测样本中的细菌在过滤外腔内浓缩积累，溶液、金属离子、小分子化合物及大分子蛋白质产物等透过中空纤维膜111的膜壁进入过滤内腔，并通过进样口12/出样口13排出过滤单元；

当对过滤单元1清洗时，可以选用内压模式，清洗液由泵311注入进样口12，并从出样口13和外腔开口14排出；或选用外压模式，清洗液由泵312注入外腔开口14，从进样口12/出样口13排出；或选用内外压混合模式，清洗液同时由泵311注入进样口12和由泵312注入外腔开口14，从出样口13排出或从外腔侧壁上的其他开口排出；

所述检测单元2包括培养模块、检测模块和分析模块；

所述培养模块包括培养室211和培养箱20，所述培养室211用于容纳含有特异性反应底物的培养液；由于本实施例是对水体中的总大肠菌群进行检测，只要培养室211对检测细菌光度信息时的光度信号不会产生影响即可；本实施例是检测培养液在420nm波长处的吸光度或者透光率，选用培养室211的材料为无色透明硼硅酸玻璃材料，该材料的截止波长为300nm左右，对420nm左右的光均是透明的；

所述培养箱20为可容纳所述培养室211的用于调节和控制细菌培养条件的箱体，用于细菌培养过程的环境条件控制；

所述培养箱20也可以同时容纳检测模块，以使检测模块在培养箱20内能够检测培养室211内培养液的光度信息；

所述检测模块包括光发射件122和光接收件123；在测量时，光发射件122和光接收件123分别设置在培养室211相对的两侧；由于本实施例是检测培养液在420nm波长处的吸光度或者透光率，则所述检测模块能够发射和检测420nm左右的光即可；

所述检测模块设置在培养模块的外部，所述光发射件122和光接收件123处于光路相对的测量状态；当需要测量时，将培养室211从培养箱20中拿出放入检测模块中光发射件122和光接收件123形成的测量光路中，对细菌培养过程中培养室内溶液的光度信息进行间断检测；

或将检测模块及分析模块24放入培养箱20内，使光发射件122和光接收件123分别置于培养室211相对的两侧，在细菌培养过程中，对培养室内溶液的光度信息进行间断或连续检测；

本实施例中，检测模块设置培养模块的外部；

分析模块24与光接收件123相连，对光接收件123传来的培养室211内溶液的信号进行分析，并得出样本中的细菌信息。

本实施例还提供了一种细菌检测方法，用于水体细菌检测，包括以下步骤：

a、提供本实施例所述的细菌检测装置；采样具体包括以下步骤：

a1、过滤步骤

开泵311、阀322，关闭泵312和其余各阀，控制泵311的流量，使其产生的压力能够在中空纤维膜111的承受范围内；泵311将2L水样自过滤单元1进样口12连续泵入过滤内腔，细菌被截留在中空纤维膜111内并积累，溶液、金属离子、小分子化合物及大分子蛋白质产物等透过中空纤维膜111膜壁进入过滤外腔，并由外腔开口14排入废液池；

a2、冲洗步骤

以外压模式冲洗细菌，开泵312、阀321和阀325，关闭泵311和其余各阀，泵312将冲洗液由外腔开口14驱动进入过滤外腔，利用液压使冲洗液透过中空纤维膜111膜壁进入过滤内腔，将在中空纤维膜111内积累的细菌从过滤单元1出样口13冲洗出来，带入检测单元2中的培养室211内；冲洗液只要能够将截留在中空纤维膜膜壁的细菌洗脱出来即可，可以为液体培养基或缓冲液或清水，本实施例中冲洗液为清水；

b、培养及检测步骤

b1、培养步骤

将培养箱的温度调节至35.5℃，检测室211内有培养液，培养液中含有反应底物ONPG(Orthonitrophenyl β-D galactopyranoside)，本实施例中的目标细菌为总大肠菌群；细菌在检测单元2中的培养室211内生长繁殖并产生代谢物，代谢物中包括分泌的特定酶，所述特定酶特异性地将培养室211内的反应底物分解，释放出特征指示物；

随着细菌的生长增殖，所述特征指示物在检测室21中逐步积累；

若被测水样中存在目标细菌即总大肠菌群，则在培养过程中该类细菌将分泌β-D半乳糖苷酶(β-D galactosidase)，该酶将特异性地切断ONPG分子并释放出ONP(Orhonitrophenyl)分子，导致ONP分子在培养室211内积累；若被测水样中不存在目标细菌即总大肠菌群，则在培养过程中不释放出ONP分子；

b2、检测步骤

对细菌培养10小时后，将培养室211从培养箱内取出，放入检测模块的光发射件122和光接收件123形成的测量光路中，对细菌培养过程中培养室211内溶液的光度信息进行间断检测；检测培养室211内的溶液在420nm波长处的吸光度或者透光率，分析模块24处理光接收件123传来的信号，得出特征指示物ONP的浓度信息：

若最终培养室内溶液的吸光度达到0.05Unit，则表明被测水样中目标细菌即总大肠菌群的浓度高于1个/100mL；若吸光度小于0.05Unit，则表明被测水样中目标细菌即总大肠菌群的浓度低于1个/100mL。

本发明采用中空纤维过滤单元截留水体中的细菌，然后将截留的细菌进行培养检测，有效提高了细菌的初始检测菌量，有效提高了水体细菌检测时间，尤其是对于菌量较少的水体检测，效果更加明显；

同时，通过对泵及阀的时序控制，实现了水体的全自动过滤、冲洗、细菌培养及检测，有效缩短了检测时间，提高了检测效率；

由于整个过滤单元密闭，具有杀菌消毒等功能，不会因为人为操作或其它菌液的残留而引入二次污染，提高了检测准确性；

采用本实施例的方法对水体过滤时，水体中对检测有干扰的物质如金属离子、小分子及大分子蛋白质产物等透过中空纤维膜膜壁排出，有效扣除了水体背景干扰，提高了检测结果的准确性。

实施例2

请参阅图2，一种细菌检测装置，与实施例1所述细菌检测装置不同的是：本实施例的细菌检测装置还包括压力监测件4，设置在过滤单元与检测单元之间的管路上，监测过滤单元流路的压力；

中空纤维过滤组件由400根亲水性聚砜滤膜材质的中空纤维膜121组成，其所能承受的压力为0.2MPa；所述中空纤维膜121的内径为400μm，外径为600μm，其膜壁的等效过滤孔径为0.2μm；

流路切换模块还包括阀323和阀324，所述试剂还包括清洗液和消毒液；所述阀323分别与泵311、泵312和消毒液相连，所述阀324分别与泵311、泵312和清洗液相连，以使消毒液和清洗液能够进入过滤单元及检测单元，对进样单元、过滤单元及检测单元进行消毒清洗；培养室221与阀327相连，以排出培养室221内的废液；本实施例中，消毒液为0.5％的次氯酸钠；

管路使用内径3.1mm、壁厚1.6mm的Pharmed管；

检测模块的光发射件222能发射波长为365nm的光，光接收件223能检测波长为450nm的光；培养室221为无色透明聚碳酸酯材料，对检测模块的发射光和接收光透明；

在测量时，将培养室221从培养箱20中取出放入设置在培养模块外的检测模块的测量光路中，对细菌培养过程中的培养室内的溶液进行间断检测，或将检测模块和分析模块24放入培养箱内，在细菌培养的过程中，对培养室内溶液的光度信息进行间断或连续检测；本实施例中，检测模块和分析模块24设置在培养箱内。

本实施例还提供了一种细菌检测方法，与实施例1所述检测方法不同的是：

采用本实施例的细菌检测装置；

在步骤a1中，泵311将1.5L水样自进样口12连续泵入过滤内腔，细菌被截留在中空纤维膜121内并积累，溶液、金属离子、小分子化合物及大分子蛋白质产物等透过中空纤维膜121膜壁进入过滤外腔，并由外腔开口14排入废液池；

在此过程中，压力监测件4监测过滤单元流路的压力，并通过压力值反调泵311的流量，使中空纤维膜121在额定压力下工作；

采用压力监测件监测过滤单元的流路压力，能够使过滤单元在额定压力下工作，使中空纤维膜121在可承受压力范围内工作，延长中空纤维使用寿命，减少系统更换和维护成本；

在步骤a2中，

本实施例中，冲洗液为含有反应底物MUG(4-甲基伞形酮-β-D葡萄糖苷酸)的液体培养基，目标细菌为大肠杆菌；

以内压模式冲洗细菌，开泵311、阀321和阀325，关闭泵312和其余各阀，泵311将冲洗液由进样口12驱动进入过滤内腔，冲洗中空纤维膜121内侧，将在中空纤维膜121内积累的细菌从过滤单元出样口13冲洗出来，带入检测单元；

在步骤b中，若被测样本中存在目标细菌即大肠杆菌，则在培养过程中该类细菌将分泌β-D-葡糖醛酸糖苷酶，该酶将特异性地切断MUG分子并释放出MU(4-甲基伞形酮)分子，导致MU分子在培养室21内积累；若被测水样中不存在目标细菌即大肠杆菌，则在培养过程中不释放出MU分子；

同时，检测模块的光发射件222和光接收件223设置在培养箱内培养室221相对的两侧，实时检测培养室内溶液的荧光信息(激发波长为365nm，发射波长为450nm)，以获取特征指示物MU的浓度随时间的变化信息；

当培养室内溶液的荧光强度增大并达到设定的阈值0.01RF时培养结束，记录从开始培养至培养结束所消耗的时间，结合培养消耗时间与细菌浓度之间的关系式可推算出被测水样中大肠杆菌的浓度；培养消耗时间与细菌浓度之间的关系式可通过对一系列水样按前述方法与平板计数法对比获得；

本实施例细菌检测方法还包括步骤c：消毒、清洗步骤：

采用外压模式进行冲洗，开泵312、阀323，消毒液由外腔开口14进入过滤单元，从出样口13流出的消毒液继续进入检测单元冲洗培养室221，3倍以上待测样本体积冲洗后，关闭各阀，使消毒液储留在进样单元、过滤单元及检测单元中，达到消毒要求时间4min后，再通入清洗液按相同操作进行冲洗。

由于对过滤单元进行清洗，可确保中空纤维膜膜壁滤孔的堵塞物得到有效冲洗，减少中空纤维膜121的损伤和堵塞，使中空纤维过滤单元得以长期有效反复使用，降低维护成本。

实施例3

请参阅图3，一种细菌检测装置，与实施例2所述检测装置不同的是：压力监测件4设置在进样单元与过滤单元之间的管路上，监测过滤单元流路的压力，本实施例设置在泵311和进样口12之间；

中空纤维过滤组件由500根亲水性聚砜滤膜材质的中空纤维膜121组成；

检测模块和分析模块设置在培养箱内；光发射件322和光接收件323设置在培养箱内培养室221相对的两侧，能够发射和检测405nm波长的光；

本实施例消毒液为0.5％的DCC钠盐，即二氯异三聚氰酸钠。

本实施例还提供了一种细菌检测方法，与实施例2所述检测方法不同的是：

提供本实施例所述的细菌检测装置；

在步骤a中，1L液态食品优酸乳中的细菌在中空纤维膜内积累；

本实施例中，冲洗液中含有反应底物Boc-le和u-Gly-Arp-p，目标细菌为凝固酶阳性的金黄色葡萄球菌；

以内外压混合模式冲洗细菌，开泵311、开泵312、阀321和阀325，关闭其余各阀，冲洗液经泵311驱动由进样口12驱动进入过滤内腔；经泵312驱动由外腔开口14进入过滤外腔，液压使冲洗液透过中空纤维膜121膜壁进入过滤内腔；进入过滤内腔的冲洗液冲洗中空纤维膜121内侧，将在中空纤维膜121内积累的细菌从过滤单元出样口13冲洗出来，带入检测单元；

在步骤b中，将培养箱212的温度调节至37℃，对细菌进行培养；

若样本中存在目标细菌即凝固酶阳性的金黄色葡萄球菌，则在培养过程中该类细菌将分泌凝固酶，该酶将特异性地催化Boc-le和u-Gly-Arp-p反应，产生有色的对硝基苯胺(nitroa-niline，PNA)，导致PNA分子在培养室221内积累；若被测水样中不存在目标细菌即凝固酶阳性的金黄色葡萄球菌，则在培养过程中不释放出PNA分子；

检测模块的光发射件322和光接收件323设置在培养箱内培养室221相对的两侧，实时检测培养室221内的溶液在405nm波长处的吸光度或者透光率，分析模块24处理光接收件323传来的信号，从而获取特征指示物PNA分子的浓度信息；若最终培养室内的溶液吸光度大于等于0.1Unit，则表明被测液态食品优酸乳中存在目标细菌；若吸光度小于0.1Unit，则表明被测液态食品优酸乳中不存在目标细菌；

在步骤c中，采用内压模式进行清洗，开泵311、阀323，消毒液由进样口12进入过滤单元，消毒液一部分通过出样口13经过阀325继续进入检测单元冲洗培养室221经过阀327排出，一部分从中空纤维膜121膜壁透过进入过滤外腔从外腔开口14经过阀326排出；3倍以上待测样本体积冲洗后，关闭各阀，使消毒液储留在进样单元、过滤单元及检测单元中，达到消毒要求时间5min后，再通入清洗液按相同操作进行冲洗；

在上述细菌检测步骤中，压力监测件4始终监测过滤单元流路的压力变化；

本实施例细菌检测装置还包括步骤d：过滤单元自动评估步骤：

压力监测件4监测过滤单元流路的压力变化，若在充分冲洗后压力变化仍在正常范围0.1MPa以内，则说明对细菌检测装置的清洗、消毒是彻底的，采用该细菌检测装置可以继续进行过滤检测；若压力超过或者低于初始值0.01MPa，表明可能存在滤膜堵塞或者滤膜损伤，则需继续冲洗或更换，直至压力变化在正常范围内。

可通过压力测试实现过滤单元功能的自动评估，确保了多次过滤结果的稳定性。

实施例4

请参阅图4，一种细菌检测装置，与实施例3所述的细菌检测装置不同的是：在过滤外腔壁上再设置一个外腔开口15，外腔开口15与阀326相连，排出过滤外腔内的废液；

中空纤维过滤组件由200根亲水性特氟隆材质的中空纤维膜141组成；其等效过滤孔径0.45μm，内径400μm，外径600μm。

本实施例还提供了一种细菌检测方法，与实施例3所述的检测方法不同的是：

采用本实施例所述的细菌检测装置；

在步骤a中，5L水体中的细菌在中空纤维膜141内积累；本实施例中，冲洗液中含有反应底物MUGal(4-甲基伞形酮-β-D半乳糖苷酸)，目标细菌为粪大肠菌群；

在步骤b中，将培养箱的温度调节至45℃，对细菌进行培养；

若样本中存在目标细菌即粪大肠菌群，则在培养过程中该类细菌将分泌β-D-半乳糖苷酶，该酶将特异性地切断MUGal分子并释放出MU分子，导致MU分子在培养室内积累；若被测水样中不存在目标细菌即粪大肠菌群，则在培养过程中不释放出MU分子；

同时，检测模块的光发射件222和光接收件223设置在培养箱20内培养室221相对的两侧，实时检测培养室内溶液的荧光信息(激发波长为365nm，发射波长为450nm)，以获取特征指示物MU的浓度随时间的变化信息；

当培养室内溶液的荧光强度增大并达到设定的阈值0.01RF时培养结束，记录从开始培养至培养结束所消耗的时间，结合培养消耗时间与细菌浓度之间的关系式可推算出被测样本中目标细菌的浓度；培养消耗时间与细菌浓度之间的关系式可通过对一系列水样按前述方法与平板计数法对比获得；

在步骤c中，采用内外压混合模式进行清洗，开泵311、泵312、阀323，消毒液一部分由进样口12进入过滤单元，一部分从外腔开口14进入过滤单元；清洗过过滤单元后的消毒液，一部分从出样口13继续进入检测单元冲洗培养室221，一部分从外腔开口15排出；5倍以上待测样本体积冲洗后，关闭各阀，使消毒液储留在进样单元、过滤单元及检测单元中，达到消毒要求时间6min后，再通入清洗液按相同操作进行冲洗。

关于本发明的其它说明：1、采用中空纤维膜截留样本中的细菌代谢物，并将细菌代谢物从中空纤维膜中冲洗出来、进而对其检测的过程，与本发明实施例中所列的对细菌进行截留并冲洗检测的过程是相通的；对于在样本中同时存在细菌和细菌代谢物的情形，其处理方式也是相通的，在此不再赘述；2、本发明适用于液态样本的细菌检测，如液态食品、体液样品和饮料等，不仅仅适用于水体检测；对相应液态样本的截留、冲洗及检测的过程与水体细菌监测的相应过程是相通的；3、检测培养室内的溶液的信息，既可以是溶液中原成分的信息，也可以是细菌指示物如细菌代谢物的信息。

上述实施方式不应理解为对本发明保护范围的限制。本发明的关键是：通过自动化流路系统实现水样的自动采集与分配，利用中空纤维过滤模块对采集的液体细菌截留、扣除水体背景，使用清水、培养液等冲洗浓缩菌体，流入培养检测单元后在恒定条件下进行细菌扩增，监测特异反应底物产生的信号，根据信号值与细菌浓度的特定关系，实现水体细菌的自动、在线定量或预警分析。在不脱离本发明精神的情况下，对本发明做出的任何形式的改变均应落入本发明的保护范围之内。

Claims (16)

1.一种细菌检测方法，包括以下步骤：

a、采样步骤

待测样本通入中空纤维过滤单元，细菌和/或细菌代谢物被中空纤维膜截留并在过滤单元内积累；

冲洗液通入过滤单元，冲洗中空纤维膜的内侧和/或外侧，将截留的细菌和/或细菌代谢物冲洗出来；

b、培养及检测步骤

培养冲洗出来的细菌和/或细菌代谢物，目标细菌代谢物在培养室内积累；

检测培养室内的溶液信息，得到被测样本中目标细菌的信息。

2.根据权利要求1所述的细菌检测方法，其特征在于：所述待测样本为液态样本。

3.根据权利要求2所述的细菌检测方法，其特征在于：所述液态样本为水样、液态食品、体液样品和饮料。

4.根据权利要求1所述的细菌检测方法，其特征在于：中空纤维膜内径范围为0～1000μm，外径范围为0～1500μm，膜壁滤孔等效过滤孔径范围为0～1.0μm。

5.根据权利要求1所述的细菌检测方法，其特征在于：所述培养室内有培养液。

6.根据权利要求1或5所述的细菌检测方法，其特征在于：所述冲洗液为液体培养基或缓冲液或清水。

7.根据权利要求1或5所述的细菌检测方法，其特征在于：所述冲洗液和/或培养液中有特异性反应底物。

8.根据权利要求1所述的细菌检测方法，其特征在于：监测过滤单元流路的压力。

9.根据权利要求1所述的细菌检测方法，其特征在于：清洗液冲洗中空纤维膜的内侧和/或外侧和/或检测室，对细菌检测流路清洗消毒。

10.根据权利要求1所述的细菌检测方法，其特征在于：检测培养室内溶液中原成分或目标细菌代谢物的信息。

11.根据权利要求1所述的细菌检测方法，其特征在于：在步骤b中，检测培养室内溶液的吸光度或透光率或荧光强度。

12.根据权利要求1所述的细菌检测方法，其特征在于：

在步骤b中，根据检测得到的培养室内溶液的信息，判断样本中是否含有细菌；

或根据连续检测得到的培养室内溶液的信息随时间变化的关系，得出细菌的浓度。

13.一种细菌检测装置，包括：

过滤单元，包括中空纤维膜，分别与进样单元和培养检测单元连接，用于截留待测样本中的细菌和/或细菌代谢物；

进样单元，用于向中空纤维膜的内侧和/或外侧注入待测样本和/或冲洗液；

培养检测单元，用于培养从过滤单元洗脱的细菌和/或细菌代谢物，并检测。

14.根据权利要求13所述的细菌检测装置，其特征在于：中空纤维膜内径范围为0～1000μm，外径范围为0～1500μm，膜壁滤孔等效过滤孔径范围为0～1.0μm。

15.根据权利要求13所述的细菌检测装置，其特征在于：所述进样单元包括流路切换模块，用于选择性地向过滤单元供应待测样本、冲洗液。

16.根据权利要求13～15任一权利要求所述的细菌检测装置，其特征在于：所述细菌检测装置还包括压力监测件，与过滤单元相连，监测过滤单元流路的压力。

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