CN109323915A - 水中微生物样品采集用冷藏装置、水中微生物样品采集装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种水中微生物样品采集用冷藏装置、水中微生物样品采集装置及方法。所述的富集装置包括冷藏壳体和同轴设置于冷藏壳体内的富集采集装置；所述的冷藏壳体包括两个相对设置的半壳体，冷藏壳体中部设置有水管穿孔，水管穿孔与壳体的内壁之间设置有冷却装置；所述的富集采集装置环形夹扣；在所述的环形夹扣中间夹设有滤膜和砂芯滤器。采集装置，包括：进水管、出水管以及并联在进水管和出水管之间的至少一个富集管路；所述富集管路由通过管道串联连接的第一阀门、富集采集装置和流量计组成。所述的方法包括下述步骤：利用滤膜实时采集水中的微生物，在采集过程中实时计算流量和流速；在采集过程中，实时对滤膜进行冷却，冷却温度3‑5度。

Description

水中微生物样品采集用冷藏装置、水中微生物样品采集装置 及方法

技术领域

本发明属于微生物技术领域，具体为一种微生物样品采集及预处理方法。

背景技术

由于抗生素的广泛使用及滥用，环境中残留的抗生素对微生物群落产生选择性压力，诱导产生抗生素抗性基因(antibiotic resistance genes，ARGs)，并在环境中持久存在并广泛传播，对生态环境和人类健康带来巨大的风险。目前ARGs已经成为了学术界的研究热点。制药废水中往往含有高浓度的抗生素及生产原料和中间体，对生物处理单元的微生物群落形成高强度选择性压力，为ARGs在污水中的持久存在和传播扩散提供了有利条件。制药废水处理后往往排入下水道，与其他污水(主要包括未经处理的生活污水和经过处理的其它工业废水)合并后再进入综合性废水处理系统(integrated WWTPs,IWWTPs)，进行统一处理后再排入水环境中。自然水环境中，如河流、湖泊甚至海洋等也有检出。因此，为了保护自然水生态安全，降低人类健康风险，ARGs在制药废水、医疗废水、污水处理系统以及自然水体中的分布特征、归趋和去除效率应给予高度关注。

ARGs的研究需要对水体中微生物进行采集。目前，最常见的样品采集方式是，在各采样点采集一定体积的水样，冷藏运输回实验室，尽快采用0.22μm孔径滤膜过滤，将微生物截留在滤膜上，以进行后续提取分析。样品的采集和预处理过程操作繁琐，耗时长，对运输和保存的要求较高，且外源污染风险大。

发明内容

为克服上述缺陷，本发明的目的是提供水中微生物样品采集用冷藏装置、水中微生物样品采集装置及方法，该方法能够对各种水样进行采集并预处理(原位富集水中微生物)，操作简便高效。

为达到上述目的，本发明水中微生物样品采集用冷藏装置，包括冷藏壳体；

所述的冷藏壳体包括两个上下相对扣合的半壳体，冷藏壳体中部的扣合处设置有用于穿水管的穿孔；所述的冷藏壳体内壁与穿孔之间装设有冷却装置。

优选的，在所述的冷藏壳体的水管穿孔处向两侧沿轴向一体连接有螺纹段；在所述的在螺纹段上的螺接有保温盖。

优选的，在冷藏壳体内，设置有衬板。衬板与冷藏壳体形成用于容置冷却装置的容置空间。

为达到上述目的，本发明水中微生物样品采集装置，包括：进水管、出水管以及并联在进水管和出水管之间的至少一个富集管路；所述富集管路由通过管道串联连接的第一阀门、富集采集装置和流量计组成；所述的富集采集装置可拆缷连接在富集管路；所述的富集采集装置，至少包括砂芯滤器和覆在砂芯滤器进水侧的滤膜；在所述的富集管路上对应所述的富集采集装置套设有如权利要求1或2所述的水中微生物样品采集用冷藏装置。

优选的，在所述的富集管路上还设置有信号反馈单元；所述的信号反馈单元设置在富集采集装置下游；所述的信号反馈单元包括流速传感器和流量传感器；所述的信号反馈单元与控制装置信号连接，所述的控制装置上设置报警阈值。

为达到上述目的，本发明水中微生物样品采集方法，所述的方法包括下述步骤：

利用滤膜实时采集水中的微生物，在采集过程中实时计算流量和流速；

在采集过程中和送测过程中，利用水中微生物样品冷藏装置实时对滤膜进行冷却，冷却温度3-5摄氏度。

本发明的有益效果是：

1、本发明的水中微生物样品采集装置大大简化了目前常见的水中微生物样品的采集方法(水样采集-冷藏运输-实验室过滤富集微生物)。

2、本发明的水中微生物样品采集装置可适用于不同环境的样品的采集及预处理，且可同时实现多个平行样品的采集及预处理，简便高效，且平行性更佳。

3、本发明的水中微生物样品采集装置的富集部分设有冷藏空间，降低温度对微生物样品的不利影响。

4、本发明的水中微生物样品采集装置设有信号反馈单元和自动泄水管，可以无需专人时时看管，一定的可达距离范围内，技术人员可进行多点采集，根据信号反馈更高效的完成样品采集及预处理。

5、本发明的水中微生物样品采集装置可以原地完成采集和预处理，可避免带回实验室的多余水样的污染和处理压力，尤其针对制药废水等重污染的样品。

附图说明

图1为本发明水中微生物样品采集用冷藏装置的一实施例的结构示意图；

图2为本发明水中微生物样品采集用冷藏装置的另一实施例使用时的结构示意图；

图3为又一实施例的结构示意图；

图4图3所示实施例使用时的结构示意图；

图5为水中微生物样品采集装置四支管型示意图；

图6为本发明水中微生物样品采集装置另一实施例中出水部分三支管型示意图；

图7为本发明水中微生物样品采集装置又一实施例中出水部分二支管型示意图；

图中：1.进水管；2.泄水管；3.液压阀；4.信号反馈单元；5、6.支管闸阀；7(a-d).进水支管；8(a-d).富集部分；9(a-d).流量计；10(a-d).信号反馈单元；11.出水管；16.滤膜；17.砂芯滤器；18.密封垫片；19.过滤器夹扣；20.冷藏空间(内置瞬时冰袋)；21.卡扣；22.三支管；23.二支管；24.衬板；25.保温盖。

具体实施方式

下面结合图1至图7以及具体实例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明所讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

图1所示为本发明水中微生物样品采集用冷藏装置的一实施例，其包括冷藏壳体20；所述的冷藏壳体包括两个上下相对扣合的半壳体，两个半壳体通过卡扣21相互扣合。冷藏壳体中部的扣合处设置有用于穿水管的穿孔；所述的冷藏壳体内壁与穿孔之间装设有冷却装置。在所述的冷藏壳体的水管穿孔处向两侧沿轴向一体连接有螺纹段；在所述的在螺纹段上的螺接有保温盖25。

使用时，如图1所示，将一半冷藏壳体先包覆在富集管路外，然后在冷藏壳体与富集管路之间填充冷却袋之类的冷却装置，然后再将另一半冷藏壳体扣在富集管路上对应富集装置的位置即可。

图2所示为本发明水中微生物样品采集用冷藏装置的另一实施例，在冷藏壳体20内，设置有衬板24。衬板24与冷藏壳体20之间用于容置冷却装置，如冷却袋等。这样，使用起来会更为方便。衬板24采用可拆缷的方式设置在冷藏壳体内。

在富集装置富集完成后，再将富集装置整体取出，放入到冷藏装置中冷藏，这样可以最大限度的防止样本在取出后被污染。在冷藏装置内冷藏有富集装置。富集装置由滤膜16和砂芯滤器17组成。

图3和图4为本发明水中微生物样品采集用冷藏装置的又一实施例，其与图2所示实施例不同的是，其是安装在直管上的。

图5所示为本发明水中微生物样品采集装置的结构示意图，包括：进水管1、出水管11以及并联在进水管和出水管之间的至少一个富集管路；所述富集管路由通过管道串联连接的第一阀门5、富集采集装置和流量计9组成；所述的富集采集装置可拆缷连接在富集管路；所述的富集采集装置，至少包括砂芯滤器17和覆在砂芯滤器进水侧的滤膜16；在所述的富集管路上对应所述的富集采集装置套设有上述的水中微生物样品采集用冷藏装置。

下面结合图5对本发明做进一步的说明。

某河流中微生物样品采集及预处理

准备：河流中微生物量相对较少，为增加科学性，每个采样点设置四个平行，如图5所示，采用四支富集管路，每个水样体积定为2L。将富集管路打开，将富集装置装入富集管路中，共四套，分别与进水部分(7a、7b、7c、7d)连接好，之后将出水部分连上，确认闸阀(5、6)均为开启状态。通过蠕动泵和泵管与进水管(1)连接，出水管(11)和泄水管(2)排回河流中。根据流量2L来设置支管上的信号反馈单元的报警阈值。将瞬时冰袋装入冷藏壳体(20)，卡在富集管路外。

进行：打开蠕动泵，样品采集和过滤开始，水流经进水管(1)分配至进水支管(7a、7b、7c、7d)，继而流经过滤器，水中的微生物被截留在富集装置中滤膜16上。滤后水流经流量计(9a、9b、9c、9d)，记录过滤水样的体积，之后汇至出水管(11)，保存一定体积所需滤后水样，剩余部分排回河流中。

结束：待过滤水样体积接近2L，信号反馈单元(10a、10b、10c、10d)进行报警提醒，技术人员在水样体积达到2L时，及时关闭蠕动泵，结束样品采集。将富集管路打开，将富集部分(8a、8b、8c、8d)用无菌盒装好，放入冷藏装置中冷藏保存或输送，继而更换新的滤膜，开始下一轮样品采集。

富集支路的数量不限，如图6所示实施例：

某制药厂车间废水微生物样品采集及预处理

准备：本次采样单时单点选择设置三个平行，所以选择三支管(22)。将滤膜(16)装入过滤器，共三套，分别与进水部分(7a、7b、7c)连接好，之后将出水部分(三支管)连上，确认闸阀(5)为开启状态，闸阀(6)为关闭状态。制药厂车间废水设有排水管，且排水管上设置闸阀和取样口，通过合适的转接头和导管将进水管(1)接至取样口。出水管(11)和泄水管(2)接至车间废水排水管或用废液桶盛接。将瞬时冰袋装入冷藏空间(20)，卡在过滤器外。

进行：打开车间废水排水管的闸阀，样品采集和过滤开始，水流经进水管(1)分配至进水支管(7a、7b、7c)，继而流经过滤器，水中的微生物被截留在滤膜上。滤后水流经流量计(9a、9b、9c)，记录过滤水样的体积，之后汇至出水管(11)，保存一定体积所需滤后水样，其余排至排水管或废液桶，待采样结束后倒入处理单元。

结束：待滤膜饱和，信号反馈单元(10a、10b、10c)进行报警提醒，且液压阀(3)自动开启，信号反馈单元(4)同样进行报警提醒，技术人员及时关闭废水管上的闸阀，结束样品采集。拆卸各部分，将富集部分用无菌盒装好，放入冷藏装置冷藏保存或输送(图7)，继而更换新的滤膜，开始下一轮样品采集。

如图7所示实施例：

某污水厂二沉池微生物样品采集及预处理

准备：某污水厂有并列运行的两座二沉池，因此单座二沉池平行样选择采集两份，采用二支管(23)。将滤膜(16)装入过滤器，共两套，分别与进水部分(7b、7c)连接好，之后将出水部分(二支管)连上，确认闸阀(5、6)均为关闭状态。通过蠕动泵和泵管与进水管(1)连接，出水管(11)和泄水管(2)接回二沉池排走。将瞬时冰袋装入冷藏空间(20)，卡在过滤器外。

进行：打开蠕动泵，样品采集和过滤开始，水流经进水管(1)分配至进水支管(7b、7c)，继而流经过滤器，水中的微生物被截留在滤膜上。滤后水流经流量计(9b、9c)，记录过滤水样的体积，之后汇至出水管(11)排回二沉池。

结束：待滤膜饱和，信号反馈单元(10b、10c)进行报警提醒，且液压阀(3)自动开启，信号反馈单元(4)同样进行报警提醒，技术人员及时关闭蠕动泵，结束样品采集。拆卸各部分，将富集部分用无菌盒装好，放入冷藏装置内冷藏保存或输送，继而更换新的滤膜，开始下一轮样品采集。

Claims (6)

1.一种水中微生物样品采集用冷藏装置，其特征在于,包括冷藏壳体；

所述的冷藏壳体包括两个上下相对扣合的半壳体，冷藏壳体中部的扣合处设置有用于穿水管的穿孔；所述的冷藏壳体内壁与穿孔之间装设有冷却装置。

2.如权利要求1所述的水中微生物样品采集用冷藏装置，其特征在于,在所述的冷藏壳体的水管穿孔处向两侧沿轴向一体连接有螺纹段；在所述的螺纹段上螺接有保温盖。

3.如权利要求1所述的水中微生物样品采集用冷藏装置，其特征在于,在冷藏壳体内，设置有衬板。衬板与冷藏壳体形成用于容置冷却装置的容置空间。

4.一种水中微生物样品采集装置，其特征在于,包括：进水管、出水管以及并联在进水管和出水管之间的至少一个富集管路；所述富集管路由通过管道串联连接的第一阀门、富集采集装置和流量计组成；所述的富集采集装置可拆缷连接在富集管路；所述的富集采集装置，至少包括砂芯滤器和覆在砂芯滤器进水侧的滤膜；在所述的富集管路上对应所述的富集采集装置套设有如权利要求1或2所述的水中微生物样品采集用冷藏装置。

5.如权利要求4所述的水中微生物样品采集装置，其特征在于,在所述的富集管路上还设置有信号反馈单元；所述的信号反馈单元设置在富集采集装置下游；所述的信号反馈单元包括流速传感器和流量传感器；所述的信号反馈单元与控制装置信号连接，所述的控制装置上设置报警阈值。

6.一种水中微生物样品采集方法，其特征在于,所述的方法包括下述步骤：

利用滤膜实时采集水中的微生物，在采集过程中实时传输流量和流速信息；

在采集过程中和送测过程中，利用水中微生物样品冷藏装置实时对滤膜进行冷却，冷却温度3-5摄氏度。