CN106978338A - 一种自动细菌微流控集成检测的装置 - Google Patents
一种自动细菌微流控集成检测的装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN106978338A CN106978338A CN201710374243.5A CN201710374243A CN106978338A CN 106978338 A CN106978338 A CN 106978338A CN 201710374243 A CN201710374243 A CN 201710374243A CN 106978338 A CN106978338 A CN 106978338A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- tubule
- bacterium
- connecting tube
- pcr reaction
- tubes
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12Q—MEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
- C12Q1/00—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
- C12Q1/68—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving nucleic acids
- C12Q1/6844—Nucleic acid amplification reactions
- C12Q1/686—Polymerase chain reaction [PCR]
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A50/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
- Y02A50/30—Against vector-borne diseases, e.g. mosquito-borne, fly-borne, tick-borne or waterborne diseases whose impact is exacerbated by climate change
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Zoology (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
Abstract
本发明公开了一种自动细菌微流控集成检测的装置,包括:微型管道集成系统、微流控系统和控制系统;其中,所述微型管道集成系统包括取菌针环、增菌细管、DNA提取管和PCR反应管;所述取菌针环位于第一连接管中且位于增菌细管上部,第一连接管通过接头与增菌细管相连接,所述增菌细管依次通过第二连接管、DNA提取管与PCR反应管相连接;所述微流控系统包括精密传动装置和精密注射泵;所述控制系统用于控制精密传动装置以驱动取菌针环穿过增菌细管取菌液,所述控制系统还用于控制精密注射泵以将DNA提取管中的设定量的液体转移到PCR反应管中。该装置可彻底替代细菌检测过程中的人工操作,节约时间和人力成本,能够实现细菌样本的全程自动化检测。
Description
技术领域
本发明涉及一种自动细菌微流控集成检测的装置,属于细菌检测的领域。
背景技术
细菌性疾病是一类严重威胁人类健康的疾病,仅细菌性食源性致病菌每年约导致美国360万人患病,3.6万人住院,861人死亡。中国每年细菌性食源性疾病发病人数约9411.7万人次,其中2475.3万患者就诊,335.7万患者因病住院,8530例患者死亡。
致病菌的检测是细菌性疾病预防控制和相关研究的基石,主要检测对象为临床样本和非临床样本(环境、食品和媒介生物体等样本)。分离培养技术是早期出现的致病菌检测技术,以分离和鉴定两个基本步骤为基础,增加增菌步骤,有利于恢复受损菌体和低载量目标菌,同时可抑制竞争性杂菌生长,从而提高检测敏感性。
分离培养技术作为标准方法已被广泛应用于各层级实验室,但其增菌、分离及鉴定的前处理步骤大多需要人工操作,程序较复杂,即使目前有自动化的接种仪器和飞行质谱鉴定设备以及上述两种设备的联用系统等可代替部分人力,但总体上因分离培养技术自身程序的复杂性和昂贵的自动化设备普及性受限,分离培养技术仍需占用大量人力,耗时较长。
为了克服上述不足,在增菌方面,本申请人首次创新性研制了毛细管色谱式增菌法,利用半固体凝胶的分子吸附原理将选择性增菌剂固定于毛细管中作为固定相,以此预制毛细管为“色谱柱”,以样本增菌液混合液为进样源,利用带鞭毛目标菌自身的动力,在毛细管中由进样端向远端高效地将目标菌从混合菌群中色谱式增菌,且同时可实现预增菌与增菌两步合并进行,可节约大量的人力和时间,已获相关授权专利5项。
在分离鉴定方面,致病菌分离培养技术的部分步骤可以被分子生物学检测技术替代,以便于节约人力、加快检测速度。增菌步骤无法由两种技术替代,因两种技术的灵敏性仍有一定局限性(检出限较高),分子生物学检测技术对不同菌属(种)的检出限为101-103CFU/mL。
分子生物学检测技术的核心部分是聚合酶链式反应(PCR)技术,主要包括普通PCR、实时荧光定量PCR和以及其他基于PCR的技术。目前已有DuPont公司的系列产品、Bio-Rad公司的系列产品和Thermo Fisher Scientific公司的SureTectTM系列产品和Cepheid公司的系列产品等实现了一定程度的自动化。但是上述产品均未包括增菌过程,仍需要进行一定的人工辅助操作。
综上所述,对于致病菌检测,毛细管色谱式增菌法一定程度简化了增菌的过程,但仍需配以后续繁杂的分离鉴定步骤。PCR技术在节约人力和降低检测成本方面表现出一定优势,但是仍需要辅以增菌过程,需几步人工辅助。目前细菌的检测过程仍然较为复杂,时间和人力成本占用较多。
发明内容
为了彻底替代细菌检测过程中的人工操作,节约时间和人力成本,本发明旨在提供一种自动细菌微流控集成检测的装置,能够实现细菌样本的自动化检测。
本发明的技术方案如下所述:
一种自动细菌微流控集成检测的装置,包括:微型管道集成系统、微流控系统和控制系统;
其中,所述微型管道集成系统包括取菌针环、增菌细管、DNA提取管和PCR反应管;沿增菌细管长度方向上且在增菌细管的上部设置第一连接管,在增菌细管的下部、与第一连接管相对的位置处设置第二连接管,所述第二连接管通过DNA提取管与PCR反应管相连接;所述取菌针环位于第一连接管内且位于增菌细管上方;
所述微流控系统包括传动装置和注射泵;
所述控制系统用于控制传动装置以驱动取菌针环穿过增菌细管取菌液后达到DNA提取管,所述控制系统还用于控制注射泵以将DNA提取管中的设定量的液体转移到PCR反应管中。
优选的,所述第一连接管的顶端采用密封膜密封。
优选的,第一连接管与增菌细管的接触部位采用密封膜密封(或隔开),使第一连接管与增菌细管成为两个独立的封闭空间。
优选的,所述增菌细管与第二连接管的接触部位采用密封膜密封(或隔开),使增菌细管与第二连接管成为两个相对独立的封闭空间;当然,为了使得结构更加简单,该密封膜结构可省略。
优选的,第二连接管与DNA提取管的连接处采用密封膜密封,使第二连接管与DNA提取管成为两个独立的封闭空间。
优选的,所述取菌针环是由柄基、接种环和针状部件依次相连构成的。
进一步优选的,所述针状部件为针。
进一步优选的,所述取菌针环的柄基顶端与传动装置相连。
优选的,所述增菌细管,包括细管以及用于装填细管中的含有选择性增菌剂和营养物质的半固体凝胶;或者,所述增菌细管,包括细管以及用于装填细管中的大孔吸附材料和含有选择性增菌剂的培养基。
优选的,所述第一连接管、增菌细管和第二连接管的集成为一体形成,或者,各个部分是可拆卸的。
进一步优选的,当各个部分是可拆卸时,第一连接管和第二连接管通过四通接头与增菌细管相连接,其中接头将增菌细管分成两段细管。
优选的,所述第二连接管上设有气压平衡孔,以微孔滤膜封孔。
优选的,所述DNA提取管,包括细管、用于装填细管中的DNA提取液和用于密封细管两端的密封膜;或者,所述DNA提取管,是由两根细管连接而成,其中一根细管装填溶菌酶,另一根细管中装填DNA提取液。
优选的,所述PCR反应管,包括细管、用于装填细管中的PCR反应试剂;或者,进一步包括装填细管中的荧光检测相关试剂。
优选的,所述PCR反应管末端内部设有微孔滤芯。
优选的,所述PCR反应管通过二通阀与注射泵相连。
优选的,所述DNA提取管与PCR反应管之间设有三通阀。
优选的,所述自动细菌微流控集成检测的装置还包括温度控制系统。
优选的,所述自动细菌微流控集成检测的装置还包括荧光检测器,所述荧光检测器对PCR反应管中的反应液进行荧光实时检测。
与现有技术相比,本发明的技术方案具有如下有益效果:
本发明装置的结构设计巧妙和合理,可以代替原有细菌检测过程中仍需要人工增菌的繁杂的操作过程,节约时间和人力成本,此外自动化操作可降低人工操作中的失误几率,进一步提高检测的准确性。结合PCR反应的快速检测能力,能够为临床诊断或细菌传染源的快速锁定提供快速的技术支持,有利于及早地循证诊疗,提高治疗的有效性;或者及早地发现传染源,避免疫情的进一步扩大,降低更多的高危人群的感染风险。
附图说明
图1和图2是本发明自动细菌微流控集成检测的装置的结构示意图。
图3是接通状态下的三通阀的剖视侧视图。
图4是未接通状态下的三通阀的剖视侧视图。
图5是三通阀的俯视图。
图6是接通状态下的二通阀的剖视侧视图。
图7是未接通状态下的二通阀的剖视侧视图。
图8是二通阀的俯视图。
其中,1、取菌针环,1-1、柄基,1-2、接种环,1-3、针,2、增菌细管,3、DNA提取管,4、PCR反应管,5、第一连接管,6、接头,7、第二连接管,8、冻干溶菌酶,9、精密传动装置,10、精密注射泵,11、三通阀,11-1、第一定子,11-2、第一转子,11-3、第一转轴,11-4、第二孔道,11-5、第二孔道,11-6、板扣,12、二通阀,12-1、第二定子,12-2、第二转子,12-3、第二转轴,12-4、第三孔道,12-5、凹槽。
具体实施方式
应该指出,以下详细说明都是示例性的,旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明,本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是,这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式,而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的,除非上下文另外明确指出,否则单数形式也意图包括复数形式,此外,还应当理解的是,当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时,其指明存在特征、器件、组件和/或它们的组合。
正如背景技术中所介绍的,现有技术中细菌的检测过程仍然较为复杂,时间和人力成本占用较多,为了解决如上的技术问题,本发明提出了一种自动细菌微流控集成检测的装置。
本发明的一种典型的实施方式中,如图1和图2所示,提供一种自动细菌微流控集成检测的装置,包括:微型管道集成系统、微流控系统和控制系统。
其中,所述微型管道集成系统包括取菌针环1、增菌细管2、DNA提取管3、PCR反应管4、第一连接管5和第二连接管7;沿增菌细管2长度方向上且在增菌细管2的上部设置第一连接管5,在增菌细管2的下部、与第一连接管5相对的位置处设置第二连接管7,所述第二连接管7通过DNA提取管3与PCR反应管4相连接;所述取菌针环1位于第一连接管5内且位于增菌细管2上方。第一连接管5的中心线和第二连接管7的中心线所属一条直线,保证取菌针环1能够顺利从第一连接管5中通过第二连接管7进入DNA提取管,否则,无法实现这一过程。
其中,所述微流控系统包括精密传动装置9和精密注射泵10。
在本发明的优选的技术方案中,所述精密传动装置9可选择为直线式驱动马达,该设备为现有技术。
其中,所述控制系统用于控制精密传动装置9以驱动取菌针环1穿过增菌细管2取菌液,所述控制系统还用于控制所述精密注射泵10以将DNA提取管3中的设定量的液体转移到PCR反应管4中,所述精密注射泵10与PCR反应管的末端相连接,以将DNA提取管中的液体吸入到PCR反应管中。本发明采用的精密注射泵为现有技术中常规的实验仪器,特点是:电机驱动螺杆(导向螺杆)慢慢旋转,将注射器的活塞推入,并且将注射液推出;当电机反向旋转可以回吸液体。
在本发明中,为了防止杂菌污染,部件的顶端或末端,各个部件的连接处需要进行密封。如下所述:
在本发明优选的技术方案中,所述第一连接管5的顶端采用密封膜密封,防止外界的杂菌进入第一连接管5中污染取菌针环1。
在本发明优选的技术方案中,所述第一连接管5与增菌细管2的接触部位采用密封膜密封(或隔开),使第一连接管5与增菌细管5成为两个独立的封闭空间,以防止增菌细管2中的待检测菌污染取菌针环1。或者,直接在取菌针环1下部处采用密封膜密封,从而使第一连接管5中的取菌针环1与增菌细管2隔开。
在本发明优选的技术方案中,所述增菌细管2与第二连接管7的接触部位采用密封膜密封(或隔开),使增菌细管2与第二连接管7成为两个相对独立的封闭空间;当然,为了使得结构更加简单,该密封膜结构也可省略。
在本发明优选的技术方案中,第二连接管7与DNA提取管3的连接处采用密封膜密封,使第二连接管7与DNA提取管3成为两个独立的封闭空间。
在本发明中,所述取菌针环1是由柄基1-1、接种环1-2和针状部件依次相连构成的,该针状部件可为带有针状结构的部件,但是并没有特别的限定,只要是能穿破第一连接管5与增菌细管2的连接处达到DNA提取管3即可,针状部件优选为针1-3。所述取菌针环1的柄基1-1顶端与精密传动装置9相连,其柄基1-1可露出第一连接管5外与精密传动装置9相连,或者,柄基1-1完全在第一连接管5内与精密传动装置9相连;两种连接方式均可。根据使用需要不同,可以有多种取量(1~10μL)的取菌针环。该取菌针环1能够通过四通接头6穿过增菌细管2到达DNA提取管3。为了防止杂菌污染将取菌针环1设置于第一连接管5中。所述第一连接管5的顶端(是指精密传动装置9的那一端)采用密封膜密封,与外界隔离。
在本发明中,所述增菌细管2,包括细管以及用于装填细管中的含有选择性增菌剂和营养物质的半固体凝胶;或者,所述增菌细管2,包括细管以及用于装填细管中的大孔吸附材料和含有选择性增菌剂的培养基。
在本发明中,所述增菌细管2与第一连接管5和第二连接管7两者的中心线所在直线的角度α为0<α≤90°,优选45°≤α≤90°,如图1和2所示的角度。角度的选择主要是考虑外置的温度控制系统的结构形状。
在本发明中,所述第一连接管5、增菌细管2和第二连接管7的集成为一体形成,或者,各个部分是可拆卸的。当各个部分是可拆卸时,第一连接管5和第二连接管7通过接头6(该接头为四通接头)与增菌细管2相连接,其中接头6将增菌细管2分成两段细管。
在本发明优选的技术方案中,增菌细管2与DNA提取管3的第二连接管7上设有气压平衡孔,以微孔滤膜封孔,便于精密注射泵10吸液时压力平衡。
在本发明中,所述DNA提取管3,包括细管、用于装填细管中的DNA提取液和用于密封细管两端的密封膜;或者,所述DNA提取管3,是由两根细管连接而成,其中一根细管装填溶菌酶,另一根细管中装填DNA提取液,DNA提取管3的两端以及两根细管的连接处均采用密封膜密封,如图2所示。
在本发明中,所述PCR反应管4,包括细管、用于装填细管中的PCR反应试剂;或者,进一步包括装填细管中的荧光检测相关试剂。
在本发明中,所述的细管的内径均为1~8mm。在本发明优选的技术方案中,所述细管的内径为3~5mm。
在本发明优选的技术方案中,所述DNA提取管3与PCR反应管4之间设有三通阀11,三通阀11将两管连通,在不使用该装置时,三通阀11两端的管道是不相连通的,只用使用时通过该三通阀11来连通。该三通阀11可采用电磁阀,通过控制系统来控制其关与闭,实现全自动检测的目的。三通阀顾名思义一共有三个口,其中两个口与DNA提取管3与PCR反应管相连接,剩余一个口与外界空气连通,目的是平衡精密注射泵10在吸液后的气压。该三通阀11可采用现有技术中常规的三通电磁阀改进而来,本领域的技术人员可常规改进,只需将现有技术中的常规的三通电磁阀改进成为超小型三通电磁阀即可,三通电磁阀由控制系统控制开与闭;或者由现有技术中高效液相色谱中使用的六通阀进样器改进而来,所述三通阀11是通过中间的第一转轴11-3将圆柱状的第一定子11-1和圆柱状的第一转子11-2连接,第一转子11-2可通过第一转轴11-3转动;第一定子11-1和第一转子11-2均设有沿长度方向的第一孔道11-4,第一转子11-2还设有连通外界大气的第二孔道11-5。当第一定子11-1和第一转子11-2的两第一孔道11-4在同一位置时,则连通,状态结构如图3所示,两孔道错开时则关闭,状态结构如图4所示。第一转子12-2的柱体上设置凸起的板扣11-6用来旋转第一转子11-2,以发生相对移动,如图5所示。
在本发明优选的技术方案中,所述PCR反应管4末端内部设有微孔滤芯,以缓冲外界气体与内部试剂的接触。PCR反应管4的末端通过二通阀12与精密注射泵10的吸液针相连接,不吸液时处于关闭状态,吸液时开通。其中所述二通阀12可采用现有技术中常规的二通电磁阀改进而来,本领域的技术人员可常规改进,只需将现有技术中的常规的二通电磁阀改进成为超小型二通电磁阀即可,二通电磁阀由控制系统控制开与闭;或者由现有技术中高效液相色谱中使用的六通阀进样器改进而来,所述二通阀12是通过中间的第二转轴12-3将圆柱状的第二定子12-1和圆柱状的第二转子12-2连接,第二转子12-2可通过第二转轴12-3转动;第二定子12-1和第二转子12-2均设有沿长度方向的第三孔道12-4,当第二定子12-1和第二转子12-2的两第三孔道12-4在同一位置时,则连通,状态结构如图6所示,两孔道错开时则关闭,状态结构如图7所示。第二转子12-2的柱体上设置凹槽12-5用来旋转第二转子12-2,以发生相对移动,如图8所示。二通阀12外径与PCR反应管等径,在未与精密注射泵10相连接时,PCR反应管4的末端口进行无菌膜密封。
进一步的,在本发明优选的技术方案中,所述自动细菌微流控集成检测的装置还包括温度控制系统,包括增菌培养控温系统、DNA提取控温系统和PCR反应控温系统,各个系统可为一体化,也可为各个独立的系统。所述温度控制系统可为微型管道集成系统中的各个管道提供相应的温度,本领域的技术人员通过现有技术常规设置和实现,在此不再赘述。
进一步的,在本发明优选的技术方案中,所述自动细菌微流控集成检测的装置还包括荧光检测器,所述荧光检测器对PCR反应管中的反应液进行荧光实时检测。
本发明中的自动细菌微流控集成检测的装置的使用方法是:
使用时,使微型管道集成系统相应的管道区域可匹配相应的温度,将增菌细管2的一端插入到样本增菌液中,设定一定增菌时间,增菌时间达到预设时间后,精密传动装置9驱动取菌针环1穿过增菌细管2取一定量菌液后(取菌针环1容易穿透各个密封膜),到达DNA提取管3,DNA提取管3可在设定温度和时间条件下提取一定时间后,精密注射泵10将DNA提取管3中的液体转移一定量到PCR反应管4中反应,反应后荧光实时检测或通过电泳检测目标产物。
为了使得本领域技术人员能够更加清楚地了解本发明的技术方案,以下将结合具体的应用实施例详细说明本发明的以上技术方案。
实施例1自动细菌微流控集成检测沙门氏菌的装置
1、增菌细管的制备:选取内径3mm、长度10cm玻璃细管,填装改良半固体四硫磺酸钠煌绿培养基,所述改良半固体四硫磺酸钠煌绿培养基是通过以下方法制备得到:取蛋白胨10.0g、牛肉膏5.0g、氯化钠3.0g、碳酸钙45.0g、琼脂粉2.7g和蒸馏水1000mL加热溶解后取900mL,加入100mL50%(质量分数,下同)硫代硫酸钠溶液、20.0mL20%碘溶液(含25%碘化钾)、2.0mL0.5%煌绿水溶液、50.0mL10%牛胆盐溶液,混匀灭菌)。
其中,所述玻璃细管是通过四通接头6连接在一起的,接头两端各有一段玻璃细管,两段玻璃细管接头位置是可以通过取菌针环1的。
2、DNA提取管的制备:选取内径5mm的聚丙烯管,填装200μLDNA提取液(DNA提取液配方:10mmol/L Tri-HCL pH7.6,5mmol/L EDTA,0.5%SDS),两端用聚乙烯膜密封。
3、PCR反应管的制备:选取与DNA提取液兼容的50μL反应体系的引物、DNA聚合酶、脱氧核苷酸单体溶解后,冷冻干燥包被于3mm内径透明聚丙烯细管内的表面上。
4、微型管道集成:将5μL微型取菌针环1通过四通接头6和第一连接管5与增菌细管2连接,取菌针环1孔的起始位置位于增菌细管2上部,环的上侧能与四通接头6的开孔尺寸匹配,下侧使用聚乙烯密封膜密封,取菌针环1的柄基1-1部用聚乙烯膜与第一连接管5顶部密封。将增菌细管2通过第二连接管7与DNA提取管3连接,增菌细管2与DNA提取管3的第二连接管7上留一个气压平衡孔,以微孔滤膜封孔,便于精密注射泵10吸液时压力平衡。将DNA提取管3通过三通阀11与PCR反应管4通连接过,PCR反应管4末端用微孔滤芯和一个凹槽式控制二通阀12,阀门外径与PCR反应管4等径,末端口进行无菌膜密封。
5、微流控系统的装配:装配与取菌针环1适配的直线式驱动马达(误差≤0.5mm)。装配与PCR反应管4适配的精密注射泵10(移液误差≤1μL)。
6、精密温度控制系统、实时荧光检测器和智能控制系统等组装:定制相关型号的系统组装,并配以相关阀门控制系统、电源和电路等元件,此为现有技术中的成熟技术,在此不再赘述。
7、沙门氏菌的检测:将集成管道置入仪器中,相应的管道区域匹配相应的温度控制系统,集成管道的增菌细管2一头插入到缓冲蛋白胨水增菌液中,设定36℃,24h的增菌时间,培养24h后,直线式驱动马达驱动取菌针环1穿过增菌细管2取5μL菌液后,到达DNA提取管3,DNA提取管3在95℃裂解30min后,降温至4℃,然后由精密注射泵10移取DNA提取管3中50μL的液体转移PCR反应管4中反应,反应后电泳检测目标产物。
实施例2自动细菌微流控集成检测金黄色葡萄球菌的装置
1、增菌细管的制备:选取内径3mm、长度10cm玻璃细管,依次填装大孔吸附树脂和7.5%氯化钠肉汤(取蛋白胨10g、牛肉膏5g、氯化钠75g和蒸馏水1000mL加热溶解后灭菌)。
其中,所述玻璃细管是通过四通接头6连接在一起的。
2、DNA提取管的制备:5mg溶菌酶于冷冻干燥包被于2.5mm外径的弹头式转运架(即是子弹头式的一个塑料支架,溶菌酶包被于其表面)表面,然后装入3mm内径聚丙烯管,两端用聚乙烯膜密封,选取内径5mm的聚丙烯管,填装200μLDNA提取液(DNA配方:10mmol/L Tri-HCL pH7.6,5mmol/L EDTA,0.5%SDS),两端用聚乙烯膜密封,并将两个细管进行焊接。
3、PCR反应管的制备:选取与DNA提取液兼容的50μL反应体系的引物、DNA聚合酶、脱氧核苷酸单体和荧光检测试剂溶解后,冷冻干燥包被于3mm内径透明聚丙烯细管内的表面上。
4、微型管道集成:将5μL微型取菌针环1通过四通接头6和第一连接管5与增菌细管2连接,取菌针环1孔的起始位置位于增菌细管2上部,环的上侧能与四通接头6的开孔尺寸匹配,下侧使用聚乙烯密封膜密封,取菌针环1的柄基1-1部用聚乙烯膜与第一连接管5顶部密封。将增菌细管2通过第二连接管7与DNA提取管3连接,增菌细管2与DNA提取管3的第二连接管7上留一个气压平衡孔,以微孔滤膜封孔,便于精密注射泵10吸液时压力平衡。将DNA提取管3通过三通阀与PCR反应管4通连接过,PCR管末端用微孔滤芯和一个凹槽式控制二通阀12,阀门外径与PCR反应管4等径,末端口进行无菌膜密封。
5、微流控系统的装配:装配与取菌针环1适配的直线式驱动马达(误差≤0.5mm)。装配与PCR反应管4适配的精密注射泵10(移液误差≤1μL)。
6、精密温度控制系统、实时荧光检测器和智能控制系统等组装:定制相关型号的系统组装,并配以相关阀门控制系统、电源和电路等元件,此为现有技术中的成熟技术,在此不再赘述。
7、金黄色葡萄球菌的检测:将集成管道置入仪器中,相应的管道区域匹配相应的温度控制系统,集成管道的增菌管2一头插入到7.5%氯化钠肉汤增菌液中,设定36℃,18h的增菌时间,培养18h后,直线式驱动马达驱动取菌针环1穿过增菌细管2取5μL菌液后,到达DNA提取管3(同时携带冻干溶菌酶8转运进入DNA提取液),DNA提取管在37℃提取30min后,95℃灭活10min,降温至4℃,然后由精密注射泵10移取将DNA提取管3中50μL的液体转移PCR反应管4中反应,反应后由荧光检测器进行荧光实时检测。
上述实施例为本发明较佳的实施方式,但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制,其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化,均应为等效的置换方式,都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种自动细菌微流控集成检测的装置,其特征是,该装置包括:微型管道集成系统、微流控系统和控制系统;
其中,所述微型管道集成系统包括取菌针环、增菌细管、DNA提取管和PCR反应管;
沿增菌细管长度方向上且在增菌细管的上部设置第一连接管,在增菌细管的下部、与第一连接管相对的位置处设置第二连接管,所述第二连接管通过DNA提取管与PCR反应管相连接;所述取菌针环位于第一连接管内且位于增菌细管上方;
所述微流控系统包括传动装置和注射泵;
所述控制系统用于控制传动装置以驱动取菌针环穿过增菌细管取菌液后达到DNA提取管,所述控制系统还用于控制注射泵以将DNA提取管中的设定量的液体转移到PCR反应管中。
2.如权利要求1所述的装置,其特征是:所述第一连接管的顶端采用密封膜密封;
优选的,第一连接管与增菌细管的接触部位采用密封膜密封;
优选的,所述增菌细管与第二连接管的接触部位采用密封膜密封;
优选的,第二连接管与DNA提取管的连接处采用密封膜密封;
优选的,所述第二连接管上设有气压平衡孔,以微孔滤膜封孔。
3.如权利要求1所述的装置,其特征是:所述取菌针环是由柄基、接种环和针状部件依次相连构成的;
优选的,所述针状部件为针;
优选的,所述取菌针环的柄基顶端与传动装置相连。
4.如权利要求1所述的装置,其特征是:所述增菌细管,包括细管以及用于装填细管中的含有选择性增菌剂和营养物质的半固体凝胶;
或者,所述增菌细管,包括细管以及用于装填细管中的大孔吸附材料和含有选择性增菌剂的培养基。
5.如权利要求1所述的装置,其特征是:所述第一连接管、增菌细管和第二连接管的集成为一体形成,或者,各个部分是可拆卸的;
优选的,当各个部分是可拆卸时,第一连接管和第二连接管通过四通接头与增菌细管相连接,其中接头将增菌细管分成两段细管。
6.如权利要求1所述的装置,其特征是:所述DNA提取管,包括细管、用于装填细管中的DNA提取液和用于密封细管两端的密封膜;
或者,所述DNA提取管,是由两根细管连接而成,其中一根细管装填溶菌酶,另一根细管中装填DNA提取液,DNA提取管的两端以及两根细管的连接处均采用密封膜密封。
7.如权利要求1所述的装置,其特征是:所述DNA提取管与PCR反应管之间设有三通阀。
8.如权利要求1所述的装置,其特征是:所述PCR反应管,包括细管、用于装填细管中的PCR反应试剂;
优选的,所述PCR反应管中还包括装填细管中的荧光检测相关试剂;
优选的,所述PCR反应管通过二通阀与注射泵相连。
9.如权利要求1所述的装置,其特征是:所述自动细菌微流控集成检测的装置还包括温度控制系统。
10.如权利要求1所述的装置,其特征是:所述自动细菌微流控集成检测的装置还包括荧光检测器。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201710374243.5A CN106978338B (zh) | 2017-05-24 | 2017-05-24 | 一种自动细菌微流控集成检测的装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201710374243.5A CN106978338B (zh) | 2017-05-24 | 2017-05-24 | 一种自动细菌微流控集成检测的装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN106978338A true CN106978338A (zh) | 2017-07-25 |
CN106978338B CN106978338B (zh) | 2023-06-27 |
Family
ID=59343468
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201710374243.5A Active CN106978338B (zh) | 2017-05-24 | 2017-05-24 | 一种自动细菌微流控集成检测的装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN106978338B (zh) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110274886A (zh) * | 2019-06-13 | 2019-09-24 | 广东化一环境科技有限公司 | 一种油烟在线检测装置及方法 |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101048490A (zh) * | 2004-10-27 | 2007-10-03 | 柯尼卡美能达医疗印刷器材株式会社 | 基因检查用微反应器 |
CN102517198A (zh) * | 2012-01-10 | 2012-06-27 | 济南市疾病预防控制中心 | 一种用于毛细管培养法检测或筛选微生物的装置 |
CN102590119A (zh) * | 2012-02-28 | 2012-07-18 | 江苏大学 | 基于微流控芯片的养鱼水环境有害菌实时检测方法与装置 |
CN102768203A (zh) * | 2012-07-03 | 2012-11-07 | 北京工业大学 | 一种面向空间的微型圆柱式微流控pcr实时荧光检测系统 |
CN203890362U (zh) * | 2014-04-24 | 2014-10-22 | 济南市疾病预防控制中心 | 用于毛细管培养法检测微生物的装置 |
CN104745446A (zh) * | 2013-12-31 | 2015-07-01 | 窦晓鸣 | 一种pcr和毛细管电泳集成的微流控芯片及采用该芯片的病原菌快速检测装置 |
CN205774545U (zh) * | 2016-07-14 | 2016-12-07 | 合肥职业技术学院 | 一种实现pcr的微流控芯片及实时pcr的细菌检测装置 |
-
2017
- 2017-05-24 CN CN201710374243.5A patent/CN106978338B/zh active Active
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101048490A (zh) * | 2004-10-27 | 2007-10-03 | 柯尼卡美能达医疗印刷器材株式会社 | 基因检查用微反应器 |
CN102517198A (zh) * | 2012-01-10 | 2012-06-27 | 济南市疾病预防控制中心 | 一种用于毛细管培养法检测或筛选微生物的装置 |
CN102590119A (zh) * | 2012-02-28 | 2012-07-18 | 江苏大学 | 基于微流控芯片的养鱼水环境有害菌实时检测方法与装置 |
CN102768203A (zh) * | 2012-07-03 | 2012-11-07 | 北京工业大学 | 一种面向空间的微型圆柱式微流控pcr实时荧光检测系统 |
CN104745446A (zh) * | 2013-12-31 | 2015-07-01 | 窦晓鸣 | 一种pcr和毛细管电泳集成的微流控芯片及采用该芯片的病原菌快速检测装置 |
CN203890362U (zh) * | 2014-04-24 | 2014-10-22 | 济南市疾病预防控制中心 | 用于毛细管培养法检测微生物的装置 |
CN205774545U (zh) * | 2016-07-14 | 2016-12-07 | 合肥职业技术学院 | 一种实现pcr的微流控芯片及实时pcr的细菌检测装置 |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110274886A (zh) * | 2019-06-13 | 2019-09-24 | 广东化一环境科技有限公司 | 一种油烟在线检测装置及方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN106978338B (zh) | 2023-06-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11857321B2 (en) | Fluid control devices and methods of using the same | |
US11786155B2 (en) | Devices and methods for bodily fluid collection and distribution | |
CN106226254B (zh) | 一种用于生物检测的微流控芯片及其制备方法 | |
CN110075935A (zh) | 多指标检测微流控卡盒及应用方法 | |
CN106978338A (zh) | 一种自动细菌微流控集成检测的装置 | |
CN107099598A (zh) | 一种细菌微流控集成检测的方法 | |
CN206751839U (zh) | 一种自动细菌微流控集成检测的装置 | |
CN107759674A (zh) | 一种牛支原体免疫相关性蛋白、含有该蛋白的检测试剂盒及其在牛支原体抗体检测中的用途 | |
US20210198607A1 (en) | Multicompartment microfluidic bioreactors, cylindrical rotary valves and applications of same | |
Khaleel et al. | The role of microbial pathogens in infection of lung organs and spleen of laboratory albino rats | |
Ou et al. | Rapid detection of multiple pathogens by the combined loop-mediated isothermal amplification technology and microfluidic chip technology | |
TWI530563B (zh) | 生物液體中細菌之偵測 | |
CN101000347B (zh) | 检测土拉热弗朗西斯菌的免疫层析试纸及其制备方法 | |
CN107209185A (zh) | 用于早期诊断恙虫病的IgM、IgG抗体检测诊断试剂盒及此制造方法 | |
CN114196520A (zh) | 用于单细胞识别的细菌耐药性快速检测微流控芯片、制备及应用 | |
JP4711846B2 (ja) | 甚急性乳房炎の判定方法 | |
CN112195234A (zh) | 基于微流控检测非酒精性脂肪性肝病患者肠道微生物状态的方法 | |
CN201512534U (zh) | 一种血液培养皿 | |
CN206799622U (zh) | 一种发酵罐无菌取样及样品接收系统 | |
CN108342301B (zh) | 一种核酸提取纯化装置 | |
D'Amato et al. | False-positive latex agglutination test for Neisseria meningitidis groups A and Y caused by povidone-iodine antiseptic contamination of cerebrospinal fluid | |
CN104878070A (zh) | 一种用于坏死梭杆菌培养的厌氧培养基 | |
CN105886595A (zh) | 一种快速检测人体粪便中蛋白质水解细菌的方法 | |
US20240076649A1 (en) | Methods and systems for nucleic acid isolation | |
CN207446524U (zh) | 微柱凝胶法检测试剂盒 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |