CN107828648B - 微生物恒温连续自动培养检测药敏分析装置 - Google Patents

微生物恒温连续自动培养检测药敏分析装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种微生物恒温连续自动培养检测药敏分析装置，包括样本输送机构、空白试剂盒输送机构,加样机构，循环转移系统，温控单元，自动判读系统和控制系统，以及药敏分析仪。循环转移系统包括横移机构、纵移机构和环链循环机构；横移机构是在纵移机构组成的二维纵横运动系统，用于驱动样品试剂盒平移卡件在二维平面运动；环链循环机构的环形链条驱动试剂盒在封闭温控室内竖向循环移动。本发明可以通过自动控制的方式实现对温度、湿度和气体成分的培养条件控制，以及通过改变培养试样路径的方式对个案的培养时间控制，为实现微生物培养检测药敏分析全面自动化提供了技术基础。

Description

微生物恒温连续自动培养检测药敏分析装置
技术领域：
本发明属于微生物培养检测药敏分析设备技术领域，具体涉及一种微生物恒温连续自动培养检测药敏分析装置。
背景技术：
微生物包括细菌、病毒、真菌以及一些小型的原生生物，它个体微小难以用肉眼观察，与人类关系密切，广泛涉及食品、医药、工农业、环保等诸多领域。而对微生物进行培养是生物培养的中的一种，主要是为了获取有利于人类生产、生活的微生物。同时，由于对微生物在培养过程比较漫长，且容易受到培养液的温度、浓度的影响，整个过程会耗费过多的人力、物力资源。例如，以往作为进行在食品或饮料中是否含有腐败菌的判断的方法，包括使用免疫计测法、ELISA法、检测过程繁杂，结果不够准确；气相色谱质量分析法、液相色谱质量分析法等机测法结果准确，但测定的前处理繁杂，费用昂贵。在细菌、病毒和分子生物检测领域，细菌微生物培养检测药敏分析的过程十分重要，检测的结果的准确性对后续的治疗有着极大的影响。但是由于各种细菌微生物培养所需要的温度高低、湿度差异等环境要求不尽相同，在进行分子生物和细菌培养时往往需要人工创设所需环境，一旦需要培养的细菌和微生物种类较多，则很容易引起医务人员工作量增加并很可能造成操作失误，给医务人员带来很大的不便。
现有微生物培养检测药敏分析装置主要采用恒温环境，液态培养液中进行，培养过程中需要多次观察，及早发现结果，同时液态培养液在拿取转运过程中容易出现泄漏，整个过程分多个步骤才能完成，会耗费过多的人力、物力资源且自动化程度低，对于本领域内的技术人员，还有待研发出一种能够自动化的对微生物进行培养检测药敏分析，且又能更大限度的节约人力、物力资源的微生物培养装置。现有微生物培养检测药敏分析设备普遍存在的不足之处是培养过程繁琐，人工结果判读不够客观准确，如何能够提高效率、判读结果客观准确成为需要突破的瓶颈。
发明内容：
本发明针对目前现有微生物培养或检测药敏分析设备存在结构形式单一化不利于全自动连续培养和筛选的问题和不足，提供一种操作非常方便且恒温的微生物自动化培养检测药敏分析设备。
技术方案：一种微生物恒温连续自动培养检测药敏分析装置，包括样本输送机构、空白试剂盒输送机构,加样机构，循环转移系统，温控单元，自动判读系统和控制系统，以及药敏分析仪。所述样本输送机构是将含有微生物培养液的微生物试管移动至取样机构行程范围的下方；所述空白试剂盒输送机构是将样品试剂盒规则叠放并输送至加样口；所述加样机构是吸取所述微生物试管中的微生物培养液并将其转移至加样口处的样品试剂盒中。
所述循环转移系统包括横移机构、纵移机构和环链循环机构；所述横移机构是在纵移机构组成的二维纵横运动系统，用于驱动样品试剂盒平移卡件在二维平面运动；所述环链循环机构是在封闭的温控室内的上、下端分别通过链轮轴安装有至少一对上链轮和一对下链轮，对应的上链轮和下链轮之间环绕连接有一对同步转动的环形链条，链轮驱动电机驱动链轮轴转动，在至少一对环形链条的链轴之间安装有样品试剂盒升降卡件。
循环转移系统的循环过程：通过纵移机构和横移机构的驱动使样品试剂盒平移卡件的起始位置位于加样口的正下侧，样品试剂盒落入样品试剂盒平移卡件的推送让位槽一内；由空白试剂盒输送机构将样品试剂盒移动至加样口处，再通过取样机构将微生物培养液从微生物试管移动至样品试剂盒内；在通过纵移机构和横移机构将样品试剂盒平移卡件沿移动至与环链循环机构的样品试剂盒升降卡件对应位置；由样品试剂盒平移卡件将样品试剂盒推送至样品试剂盒升降卡件内，再由环形链条驱动样品试剂盒升降卡件并携带试剂盒在封闭温控室内竖向循环移动；对每个样品试剂盒进行标注并根据培养时间调出相应样品试剂盒，调出样品试剂盒的过程是将相应的样品试剂盒升降卡件中的样品试剂盒推送至样品试剂盒平移卡件内，再由纵移机构和横移机构将相应样品试剂盒移送至药敏分析仪进行检测，根据药敏分析仪的检测结果，选择是重新进入所述循环转移系统进行继续培养或是由纵移机构和横移机构将相应样品试剂盒移送至卸盒口卸除相应样品试剂盒。
所述纵移机构：包括固定在底板下部前端的纵移电机，纵移电机转轴上安装有主动纵移皮带轮，又在底板下部后端固定有从动纵移皮带轮，主动纵移皮带轮和从动纵移皮带轮之间环绕套装有纵移皮带；在所述纵移皮带上固定有横移支撑底座，在横移支撑底座的左端安装有横移电机，横移电机转轴上安装有主动横移皮带轮，又在横移支撑底座的右端固定有从动横移皮带轮，主动横移皮带轮和从动横移皮带轮之间环绕套装有横移皮带；横移皮带上固定有样品试剂盒平移卡件，该样品试剂盒平移卡件能够沿横移皮带进行横移，样品试剂盒平移卡件能够随横移支撑底座一起沿纵移皮带进行纵移。
所述样品试剂盒平移卡件是在横移机构的运动部件上设置横移支撑底座，又在横移支撑底座上两侧设置立板形成定位卡槽，定位卡槽两侧内壁上分别设置有支撑台，两支撑台之间为推送让位槽一；与所述横移皮带固定在一起并沿横滑道滑动的横移平板，其两端分别设置有横推板，两端横推板之间的宽度大于加样口宽度，而且两端横推板能够在所述推送让位槽一内滑动。
所述样品试剂盒升降卡件包括两侧的立板形成的定位卡槽，两侧立板上端通过横板连为一体，横板上部的两端分别通过连接片铰接在一对环链的某对链轴上；定位卡槽的两侧内壁上分别设置有支撑台，两支撑台之间为推送让位槽二。
所述样品试剂盒平移卡件是在横移机构的运动部件上设置横移支撑底座，又在横移支撑底座上两侧设置立板形成定位卡槽，定位卡槽两侧内壁上分别设置有支撑台，两支撑台之间为推送让位槽一；与所述横移皮带固定在一起并沿横滑道滑动的横移平板，其两端分别设置有横推板，两端横推板之间的宽度大于加样口宽度，而且两端横推板能够在所述推送让位槽一内滑动；所述样品试剂盒升降卡件包括两侧的立板形成的定位卡槽，两侧立板上端通过横板连为一体，横板上部的两端分别通过连接片铰接在一对环链的某对链轴上；定位卡槽的两侧内壁上分别设置有支撑台，两支撑台之间为推送让位槽二；样品试剂盒平移卡件的推送让位槽一与样品试剂盒升降卡件的推送让位槽二对接后，通过样品试剂盒平移卡件的两端横推板将试剂盒从样品试剂盒平移卡件的推送让位槽一横移至样品试剂盒升降卡件的推送让位槽二内，再由环形链条驱动样品试剂盒升降卡件并携带试剂盒在封闭温控室内循环移动。
所述样本输送机构是在机壳输入端通过竖向转轴安装有转盘，竖向转轴被转盘电机驱动旋转，转盘周边分布有试管槽并匹配安装有微生物试管。
所述取样机构包括横向设置的取样导轨，取样导轨上匹配安装有取样横移机构，取样横移机构上安装有升降机构，升降机构下端的伸缩杆连接有针头；同时位于取样导轨下方设置有样本输送机构、加样口和针套管纵移机构，针套管纵移机构的容器内并列装载有多个针套管；取样机构将样品依次加入对应的样品试剂盒内。
所述空白试剂盒输送机构包括设置在加样口一侧竖向安装的样品试剂盒叠放槽，该样品试剂盒叠放槽的底部两侧设置有推板让位孔，靠近加样口一侧的推板让位孔的高度大于样品试剂盒厚度，远离加样口一侧的推板让位孔的高度大于推板的厚度；还设置有固定在机架底板上的加料电机，该加料电机驱动纵向布置的加料皮带转动，加料皮带驱动连接座沿加料纵滑道滑动，所述推板固定在连接座上。
在样品试剂盒侧面设置有二维码并在所述加样口侧面安装有扫码机构。
本发明具有如下有益效果：本发明通过对温度、湿度和气体成分的控制来对不同微生物试样进行培养和分级连续检测。不仅能够通过扫码后再对应检测各样品试剂盒的微生物繁殖情况，而且可以通过延长循环路径的时间的方式控制相应试样接受培养的时间，以及检测出不同培养时间所形成的活性比例和药敏分析等必要的检测结果。从而本发明可以通过自动控制的方式实现对温度、湿度和气体成分的培养条件控制，以及通过改变培养试样路径的方式对个案的培养时间控制，自动根据微生物活性等检测特性进行选择性输出，并通过扫码的方式对各试剂盒进行自动记录存档，为实现微生物培养检测药敏分析全面自动化提供了技术基础。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是图1的正视图。
图3是图1的右视图。
图4是图1的仰视图。
图5是图1的底部结构示意图。
图6是横移机构的结构示意图。
图7是加料驱动机构的结构示意图。
图8是图7的组装状态示意图。
图9是检测机构移动结构示意图。
图10是整体结构示意图。
图11是循环转移系统的循环过程示意图。
图12是样品试剂盒平移卡件与样品试剂盒升降卡件对接转移示意图。
图13是样品试剂盒升降卡件的立体结构示意图。
图中标号101为加料驱动机构外壳，102为针套管纵移机构，103为针套管，104为转盘电机，105为转盘，106为微生物试管，107为辅助部件，108为样品试剂盒叠放槽，109为加样口，110为推板让位孔，201前挡板，202为侧面支撑板，203为中部支撑板，204为轴座，205为链轮，206为链轮轴，207为链条，208为底板，209为加强梁，210为链轮驱动电机，211为样品试剂盒升降卡件，212为挡落板，213为长支撑台，214为短支撑台，215为转轴，216为连接板，217为轴孔，218为侧面推出口，301为横移驱动电机，302为横移皮带轮，303为横移皮带，304为横移支撑底座，305为定位卡槽，306为支撑台，307为推送让位槽，308为横滑道，309为横滑块，310为横移皮带固定体，311为横移平板，312为横推板，401为加料电机，402为加料皮带轮，403为加料皮带，404为加料纵滑道，405为加料滑块，406为连接座，407为推板，501为纵移电机，502为转轴，503为纵移皮带轮，504为纵移皮带，505为纵移皮带固定体，506为纵滑道，507为转轴座，508为纵滑块，601为取样导轨，602为连接座，603为取样横移机构，604为升降机构，605为伸缩杆，606为针头，7为样品试剂盒，8为检测机构，801为检测机构电机，802为检测机构皮带轮，803为检测机构皮带，804为检测机构连接块，805为检测机构连接座，806为检测机构安装孔，807为检测机构滑槽，808为检测机构滑杆，809为检测孔，10为样品试剂盒盖安装位。
具体实施方式：
实施例：如图1-图5所示的菌类恒温连续自动培养装置，包括样本输送机构、空白试剂盒输送机构、加样机构、横移机构、纵移机构和环链循环机构，温控单元，自动判读系统和控制系统，以及设置有药敏分析仪等。各驱动机构、温控单元，以及自动判读系统和药敏分析仪均受控制系统同一管理，实现自动化运行。自动判读系统可以采用二维码扫码等方式，药敏分析仪的信号传送给控制系统进行存储和数据分析。
如图1和图5可以看出样本输送机构是在机壳输入端通过竖向转轴安装有转盘，竖向转轴被转盘电机驱动旋转，转盘周边分布有试管槽并匹配安装有微生物试管。转盘的首端通过人工添加微生物试管，转盘的尾端的微生物试管底板为镂空结构，使取样后的试管自动脱落。
空白试剂盒输送机构是将样品试剂盒7输送至加样口。具体地，参见图6-图8，所述空白试剂盒输送机构包括设置在加样口一侧竖向安装的样品试剂盒7叠放槽，该样品试剂盒7叠放槽的底部两侧设置有推板让位孔，靠近加样口一侧的推板让位孔的高度大于样品试剂盒7厚度，远离加样口一侧的推板让位孔的高度大于推板的厚度；还设置有固定在机架底板上的加料电机，该加料电机驱动纵向布置的加料皮带转动，加料皮带驱动连接座沿加料纵滑道滑动，所述推板固定在连接座上。
所述的加样机构包括横向设置的取样导轨，取样导轨上匹配安装有取样横移机构，取样横移机构上安装有升降机构，升降机构下端的伸缩杆连接有针头；同时位于取样导轨下方设置有样本输送机构、加样口和针套管纵移机构，针套管纵移机构的容器内并列装载有多个针套管；加样机构将样品依次加入对应的样品试剂盒7内。
在样品试剂盒7侧面设置有二维码并在所述加样口侧面安装有扫码机构。药敏分析仪可以安装在输送轨道经过的任意地方，最好设置在封闭温控室内，对于不达标的微生物样品试剂盒7，使其继续转移至环链循环机构继续培养。对于规定时间内达标或不达标的微生物样品试剂盒7，进行检测后并将扫码信息和检测信息一并传送给控制器存储和分析使用。
纵移机构和横移机构配合实现样品试剂盒7的移送操作。其中纵移机构包括固定在底板上的纵移电机，纵移电机转轴上安装有主动纵移皮带轮，又在底板上固定有从动纵移皮带轮，主动纵移皮带轮和从动纵移皮带轮之间环绕套装有纵移皮带。横移机构是在所述纵移皮带上固定有横移支撑底座，在横移支撑底座上安装有横移电机，横移电机转轴上安装有主动横移皮带轮，又在底板上固定有从动横移皮带轮，主动横移皮带轮和从动横移皮带轮之间环绕套装有横移皮带；横移皮带上固定有样品试剂盒平移卡件，该样品试剂盒平移卡件位于加样口的正下侧。参见图5-图8，样品试剂盒平移卡件包括设置在所述横移支撑底座上两侧的立板形成的定位卡槽，定位卡槽两侧内壁上分别设置有支撑台，两支撑台之间为推送让位槽；与所述横移皮带固定在一起并沿横滑道滑动的横移平板，其两端分别设置有横推板，两端横推板之间的宽度大于加样口宽度，而且两端横推板能够在所述推送让位槽内滑动。
环链循环机构是在封闭的温控室内的上、下端分别通过链轮轴安装有至少一对上链轮和一对下链轮，对应的上链轮和下链轮之间环绕连接有链条，链轮驱动电机驱动链轮轴转动，在至少一对环形链条的链轴之间安装有样品试剂盒升降卡件。环形链条的下端与所述横移机构能够对接，使样品试剂盒7从横移机构的样品试剂盒平移卡件转移至环链循环机构的样品试剂盒升降卡件。
循环转移系统的循环过程：循环转移系统的循环过程：通过纵移机构和横移机构的驱动使样品试剂盒平移卡件的起始位置位于加样口的正下侧，样品试剂盒落入样品试剂盒平移卡件的推送让位槽一内；由空白试剂盒输送机构将样品试剂盒移动至加样口处，再通过取样机构将微生物培养液从微生物试管移动至样品试剂盒内；在通过纵移机构和横移机构将样品试剂盒平移卡件沿移动至与环链循环机构的样品试剂盒升降卡件对应位置；由样品试剂盒平移卡件将样品试剂盒推送至样品试剂盒升降卡件内，再由环形链条驱动样品试剂盒升降卡件并携带试剂盒在封闭温控室内竖向循环移动；对每个样品试剂盒进行标注并根据培养时间调出相应样品试剂盒，调出样品试剂盒的过程是将相应的样品试剂盒升降卡件中的样品试剂盒推送至样品试剂盒平移卡件内，再由纵移机构和横移机构将相应样品试剂盒移送至药敏分析仪进行检测，根据药敏分析仪的检测结果，选择是重新进入所述循环转移系统进行继续培养或是由纵移机构和横移机构将相应样品试剂盒移送至卸盒口卸除相应样品试剂盒。
样品试剂盒升降卡件包括两侧的立板形成的定位卡槽，两侧立板上端通过横板连为一体，横板上部的两端分别通过连接片铰接在一对环链的某对链轴上；定位卡槽的两侧内壁上分别设置有支撑台，两支撑台之间为推送让位槽二。
样品试剂盒平移卡件的推送让位槽一与样品试剂盒升降卡件的推送让位槽二对接后，通过样品试剂盒平移卡件的两端横推板将试剂盒从样品试剂盒平移卡件的推送让位槽一横移至样品试剂盒升降卡件的推送让位槽二内，再由环形链条驱动样品试剂盒升降卡件并携带试剂盒在封闭温控室内循环移动。

Claims (9)

1.一种微生物恒温连续自动培养检测药敏分析装置，包括样本输送机构、空白试剂盒输送机构,加样机构，循环转移系统，温控单元，自动判读系统和控制系统，以及药敏分析仪；所述样本输送机构是将含有微生物培养液的微生物试管移动至取样机构行程范围的下方；所述空白试剂盒输送机构是将样品试剂盒规则叠放并输送至加样口；所述加样机构是吸取所述微生物试管中的微生物培养液并将其转移至加样口处的样品试剂盒中；其特征在于，
所述循环转移系统包括横移机构、纵移机构和环链循环机构；所述横移机构是在纵移机构组成的二维纵横运动系统，用于驱动样品试剂盒平移卡件在二维平面运动；所述环链循环机构是在封闭的温控室内的上、下端分别通过链轮轴安装有至少一对上链轮和一对下链轮，对应的上链轮和下链轮之间环绕连接有一对同步转动的环形链条，链轮驱动电机驱动链轮轴转动，在至少一对环形链条的链轴之间安装有样品试剂盒升降卡件；
循环转移系统的循环过程：通过纵移机构和横移机构的驱动使样品试剂盒平移卡件的起始位置位于加样口的正下侧，所述样品试剂盒平移卡件是在横移机构的运动部件上设置横移支撑底座，又在横移支撑底座上两侧设置立板形成定位卡槽，定位卡槽两侧内壁上分别设置有支撑台，两支撑台之间为推送让位槽一；样品试剂盒落入样品试剂盒平移卡件的推送让位槽一内；由空白试剂盒输送机构将样品试剂盒移动至加样口处，再通过加样机构将微生物培养液从微生物试管移动至样品试剂盒内；在通过纵移机构和横移机构将样品试剂盒平移卡件移动至与环链循环机构的样品试剂盒升降卡件对应位置；由样品试剂盒平移卡件将样品试剂盒推送至样品试剂盒升降卡件内，再由环形链条驱动样品试剂盒升降卡件并携带试剂盒在封闭温控室内竖向循环移动；对每个样品试剂盒进行标注并根据培养时间调出相应样品试剂盒，调出样品试剂盒的过程是将相应的样品试剂盒升降卡件中的样品试剂盒推送至样品试剂盒平移卡件内，再由纵移机构和横移机构将相应样品试剂盒移送至药敏分析仪进行检测，根据药敏分析仪的检测结果，选择是重新进入所述循环转移系统进行继续培养或是由纵移机构和横移机构将相应样品试剂盒移送至卸盒口卸除相应样品试剂盒。
2.根据权利要求1所述的微生物恒温连续自动培养检测药敏分析装置，其特征在于，所述纵移机构：包括固定在装置的底板下部前端的纵移电机，纵移电机转轴上安装有主动纵移皮带轮，又在底板下部后端固定有从动纵移皮带轮，主动纵移皮带轮和从动纵移皮带轮之间环绕套装有纵移皮带；在所述纵移皮带上固定有横移支撑底座，在横移支撑底座的左端安装有横移电机，横移电机转轴上安装有主动横移皮带轮，又在横移支撑底座的右端固定有从动横移皮带轮，主动横移皮带轮和从动横移皮带轮之间环绕套装有横移皮带；横移皮带上固定有样品试剂盒平移卡件，该样品试剂盒平移卡件能够沿横移皮带进行横移，样品试剂盒平移卡件能够随横移支撑底座一起沿纵移皮带进行纵移。
3.根据权利要求1所述的微生物恒温连续自动培养检测药敏分析装置，其特征在于，所述样品试剂盒平移卡件是在横移机构的运动部件上设置横移支撑底座，又在横移支撑底座上两侧设置立板形成定位卡槽，定位卡槽两侧内壁上分别设置有支撑台，两支撑台之间为推送让位槽一；与所述横移皮带固定在一起的横移平板，其两端分别设置有横推板，两端横推板之间的宽度大于加样口宽度，而且两端横推板能够在所述推送让位槽一内滑动。
4.根据权利要求1所述的微生物恒温连续自动培养检测药敏分析装置，其特征在于，所述样品试剂盒升降卡件包括两侧的立板形成的定位卡槽，两侧立板上端通过横板连为一体，横板上部的两端分别通过连接片铰接在一对环链的某对链轴上；定位卡槽的两侧内壁上分别设置有支撑台，两支撑台之间为推送让位槽二。
5.根据权利要求1所述的微生物恒温连续自动培养检测药敏分析装置，其特征在于，所述样品试剂盒平移卡件是在横移机构的运动部件上设置横移支撑底座，又在横移支撑底座上两侧设置立板形成定位卡槽一，定位卡槽一两侧内壁上分别设置有支撑台，两支撑台之间为推送让位槽一；与所述横移皮带固定在一起的横移平板，其两端分别设置有横推板，两端横推板之间的宽度大于加样口宽度，而且两端横推板能够在所述推送让位槽一内滑动；所述样品试剂盒升降卡件包括两侧的立板形成的定位卡槽二，两侧立板上端通过横板连为一体，横板上部的两端分别通过连接片铰接在一对环链的某对链轴上；定位卡槽二的两侧内壁上分别设置有支撑台，两支撑台之间为推送让位槽二；样品试剂盒平移卡件的推送让位槽一与样品试剂盒升降卡件的推送让位槽二对接后，通过样品试剂盒平移卡件的两端横推板将试剂盒从样品试剂盒平移卡件的推送让位槽一横移至样品试剂盒升降卡件的推送让位槽二内，再由环形链条驱动样品试剂盒升降卡件并携带试剂盒在封闭温控室内循环移动。
6.根据权利要求1所述的微生物恒温连续自动培养检测药敏分析装置，其特征在于，所述样本输送机构是在机壳一端通过竖向转轴安装有转盘，竖向转轴被转盘电机驱动旋转，转盘周边分布有试管槽并匹配安装有微生物试管。
7.根据权利要求1所述的微生物恒温连续自动培养检测药敏分析装置，其特征在于，所述加样机构包括横向设置的取样导轨，取样导轨上匹配安装有取样横移机构，取样横移机构上安装有升降机构，升降机构下端的伸缩杆连接有针头；同时位于取样导轨下方设置有样本输送机构、加样口和针套管纵移机构，针套管纵移机构的容器内并列装载有多个针套管；加样机构将样品依次加入对应的样品试剂盒内。
8.根据权利要求1所述的微生物恒温连续自动培养检测药敏分析装置，其特征在于，所述空白试剂盒输送机构包括设置在加样口一侧竖向安装的样品试剂盒叠放槽，该样品试剂盒叠放槽的底部两侧设置有推板让位孔，靠近加样口一侧的推板让位孔的高度大于样品试剂盒厚度，远离加样口一侧的推板让位孔的高度大于推板的厚度；还设置有固定在装置的机架底板上的加料电机，该加料电机驱动纵向布置的加料皮带转动，加料皮带驱动连接座沿加料纵滑道滑动，所述推板固定在连接座上。
9.根据权利要求1所述的微生物恒温连续自动培养检测药敏分析装置，其特征在于，在样品试剂盒侧面设置有二维码并在所述加样口侧面安装有扫码机构。
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