CN109738233A - 一种低温无氧粪便采集器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种低温无氧粪便采集器，属于医疗用品技术领域；包含低温盒、粪便采集装置和粪便无氧收集装置；所述粪便采集装置包含液体采样器和固体采样器；所述粪便无氧收集装置包含粪便无氧常温采集装置和氩气管组件；将粪便样本多点采集、低温及无氧运输保存紧密衔接，可根据检验要求通过搭配使用上述不同装置采集固态或液态粪便，并对所采集粪便在运输中保持不同温度和氧环境，如有氧低温、无氧低温、有氧常温或无氧常温环境，提高厌氧菌检出率；所使用低温材料为以聚丙烯酸钠和吸水树脂为主的高分子聚合物，可将该材料置于4℃、‑20℃、‑80℃冰箱或液氮中进行不同程度预冷，辅以保温材料所制低温盒形成的低温环境。
Description
技术领域
本发明涉及一种低温无氧粪便采集器，属于医疗用品技术领域。
背景技术
粪便是人或动物的食物残渣排泄物，其内含蛋白质、无机物、脂肪、未消化的食物纤维、消化液残余以及从肠道脱落的细胞和微生物，还有维生素K、维生素B等。通过粪便检查可较直观地了解胃肠道一些病理现象，间接地判断消化道、胰腺、肝胆的功能状况。现在已有多项发明专利用于粪便采集，最近中国专利CN107817123 A公开了一种新型粪便处理器，其将粪便样本多点采集、稀释保存和粗过滤结合在一起，能有效采集液态和固态粪便。但是如若采集粪便到运送至检验室进行相关处理需要时间较长，在这期间内采集到的粪便内所含有多种物质如蛋白质、核酸、小分子代谢物等可能发生不同程度的降解或变性，粪便内微生物活性亦会下降。
宏基因组学是通过直接从环境样品中提取全部微生物的DNA,构建宏基因组文库，进而研究环境样品所包含的全部微生物的遗传组成及其群落功能，如新兴起的粪便微生物宏基因组学研究，其是通过对粪便微生物基因进行高通量测序，全面地分析微生物群落结构以及基因功能组成，这对我们认识和利用95％以上的未培养微生物提供了一条新的途径，且可以发现难培养或不可培养微生物中的天然产物以及处于“沉默”状态的天然产物。为提高基因组学研究的准确性，需确保所采集粪便在运输中粪便各微生物比例不发生较大改变而影响所提取粪便微生物DNA质量，需保持粪便采集和运输过程中微生物活性或将采得的粪便尽快超低温保存。
此外，粪菌培养也是临床检验工作中非常重要的一部分，常用于明确感染性肠病致病菌指导临床用药，精确抗生素治疗方案，但目前致病菌检出率仍有待提高，尤其是对氧气敏感的厌氧菌，约占肠道正常菌群比例99％的厌氧菌在特定状态下可导致内源性感染，如长期使用或不规范使用抗生素后耐药艰难梭菌引起的腹泻和假膜性结肠炎。为此，对于需进行细菌培养的粪便样本临床要求采样后立即或4℃保存样本2小时内送检以降低杂菌过度增殖影响检验结果，但实际工作中经常难以确保样本即时送检，且无针对粪便无氧常温采集运送的具体方式。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种结构简单，设计合理、使用方便的低温无氧粪便采集器。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：所述低温无氧粪便采集器包含低温盒、粪便采集装置和粪便无氧收集装置；
所述低温盒包含硬质聚氨酯泡沫保温外壳、降温盒和软质聚氨酯泡沫保温内套；
所述粪便采集装置包含液体采样器和固体采样器；
所述粪便无氧收集装置包含粪便无氧常温采集装置和氩气管组件；
所述粪便采集装置包含收集管，且收集管的上下端均设有螺纹；
所述液体采样器包含采集管、连杆、按柄、复位弹簧、密封圈一、上管盖、下管盖；所述连杆穿过采集管顶部的配合孔，连杆的底部与复位弹簧连接；连杆的顶部连接有按柄；所述密封圈一与采集管的内壁相互配合；采集管的外壁套设有上管盖；所述上管盖的内壁与收集管上端的螺纹相互配合；所述采集管的底部设有通孔，采集管底部与下管盖的中间相互配合，所述下管盖的内壁螺纹与收集管下端的螺纹相互配合；
所述固体采样器包含勺杆、采样勺、推柄、半硬质泡沫塑料柱、上卡槽、下卡槽；所述勺杆的底端设有采样勺；勺杆的上段穿插在半硬质泡沫塑料柱中；所述半硬质泡沫塑料柱的底部与上管盖的顶部相互配合；所述勺杆的顶部设有推柄；所述勺杆穿设在上管盖中；所述上卡槽与推柄相互配合，防止下按过程中过度下压；所述下卡槽与推柄相互配合，防止向上拉时的过度上拉，所述上卡槽、下卡槽用于推柄的活动限位。
所述粪便无氧常温采集装置包含无氧常温采集管、中空推杆、手柄、孔塞、密封件、上盖，所述无氧常温采集管的上端设有螺纹，无氧常温采集管的下端设有卡槽和气孔；所述中空推杆的顶部设有手柄，手柄的中心设有孔塞；所述孔塞与中空推杆的中心孔相互配合；所述中空推杆的底端设有密封件；所述密封件与无氧常温采集管的内壁相互配合；所述上盖与无氧常温采集管上端的螺纹相互配合；
所述氩气管组件包含氩气管、氩气管推杆、操作柄；所述氩气管的底部设有下孔，所述氩气管内设有密封圈二。
所述下孔与气孔相互配合；
将粪便采集入无氧常温采集管，并将密封件下推至底部排出多余空气，后拔出氩气管下孔活塞，将下孔插入气孔，下压氩气管推杆将氩气管内氩气缓慢推入粪便无氧常温采集管中。
作为优选，所述上卡槽、下卡槽之间的距离可设置为采样勺期望下降距离、半硬质泡沫塑料柱长度和上管盖盖壁厚度之和。
作为优选，所述下孔与气孔的孔径相符，所述下孔配设有密封塞。
作为优选，所述半硬质泡沫塑料柱的外壁设有外壳。
本发明有四种模式：有氧固体粪便采集、有氧液体粪便采集、无氧固体粪便采集、无氧液体粪便采集。
采用上述结构后，本发明所述的一种低温无氧粪便采集器，具有以下有益效果：
一、所使用低温材料为新型生物冰袋内高分子聚合物，其主要材料是聚丙烯酸钠和吸水树脂，可将该材料置于4℃、-20℃、-80℃冰箱或液氮中进行不同程度预冷，辅以保温材料所制低温盒形成的低温环境；
二、根据需要提供厌氧环境，对粪便样本的无氧运输可提高上述情况下厌氧致病菌的检出率。使用橡胶密封圈将粪便无氧常温采集管内多余空气排出后，利用氩气(密度比氧气大的惰性气体)将剩余的空气排出采集管，在粪便样品周围形成无氧环境；
三、将固体粪便及液体粪便采集、低温及无氧运输保存紧密衔接，并可根据检验要求对所采集粪便在运输中保持不同程度低温和/或无氧环境，防止粪便内蛋白和核酸等物质变性降解及杂菌过度繁殖，提高厌氧菌检出率；
四、本发明具有结构简单，设置合理，制作成本低等优点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明中低温盒的示意图；
图2是本发明中粪便采集装置的示意图；
图3是本发明中粪便无氧收集装置的示意图；
图4是本发明中收集管的示意图；
图5是本发明中液体采样器的示意图；
图6是本发明中固体采样器的示意图；
附图标记说明：
低温盒1、粪便采集装置2、粪便无氧收集装置3；
硬质聚氨酯泡沫保温外壳11、降温盒12、软质聚氨酯泡沫保温内套13；
液体采样器21、固体采样器22；收集管23；
采集管211、连杆212、按柄213、复位弹簧214、密封圈一215、上管盖216、下管盖217；
勺杆221、采样勺222、推柄223、半硬质泡沫塑料柱224、上卡槽225、下卡槽226
粪便无氧常温采集装置31、氩气管组件32；
无氧常温采集管311、中空推杆312、手柄313、孔塞314、密封件315、上盖316；
卡槽3111和气孔3112；
氩气管321、氩气管推杆322、操作柄323；
下孔3211、密封圈二3212；
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
参看如图1--图6所示，本具体实施方式所述低温无氧粪便采集器包含低温盒1、粪便采集装置2和粪便无氧收集装置3；所述低温盒1包含硬质聚氨酯泡沫保温外壳11、降温盒12和软质聚氨酯泡沫保温内套13；所述粪便采集装置2包含液体采样器21和固体采样器22；所述粪便无氧收集装置3包含粪便无氧常温采集装置31和氩气管组件32；所述粪便采集装置2包含收集管23，且收集管23的上下端均设有螺纹；
其中，所述液体采样器21包含采集管211、连杆212、按柄213、复位弹簧214、密封圈一215、上管盖216、下管盖217；所述连杆212穿过采集管211顶部的配合孔，连杆212的底部与复位弹簧214连接；连杆212的顶部连接有按柄213；所述密封圈一215与采集管211的内壁相互配合；采集管211的外壁套设有上管盖216；所述上管盖216的内壁与收集管23上端的螺纹相互配合；所述采集管211的底部设有通孔，采集管211底部与下管盖217的中间相互配合，所述下管盖217的内壁螺纹与收集管23下端的螺纹相互配合；
所述固体采样器22包含勺杆221、采样勺222、推柄223、半硬质泡沫塑料柱224、上卡槽225、下卡槽226；所述勺杆221的底端设有采样勺222；勺杆221的上段穿插在半硬质泡沫塑料柱224中；所述半硬质泡沫塑料柱224的底部与上管盖216的顶部相互配合；所述勺杆221的顶部设有推柄223；所述勺杆221穿设在上管盖216中；所述上卡槽225与推柄223相互配合，防止下按过程中过度下压；所述下卡槽226与推柄223相互配合，防止向上拉时的过度上拉，所述上卡槽225、下卡槽226用于推柄223的活动限位。
所述粪便无氧常温采集装置31包含无氧常温采集管311、中空推杆312、手柄313、孔塞314、密封件315、上盖316，所述无氧常温采集管311的上端设有螺纹，无氧常温采集管311的下端设有卡槽3111和气孔3112；所述中空推杆312的顶部设有手柄313，手柄313的中心设有孔塞314；所述孔塞314与中空推杆312的中心孔相互配合；所述中空推杆312的底端设有密封件315；所述密封件315与无氧常温采集管311的内壁相互配合；所述上盖316与无氧常温采集管311上端的螺纹相互配合；所述氩气管组件32包含氩气管321、氩气管推杆322、操作柄323；所述氩气管321的底部设有下孔3211，所述氩气管321内设有密封圈二3212。所述下孔3211与气孔3112相互配合；将粪便采集入无氧常温采集管311，并将密封件315下推至底部排出多余空气，后拔出氩气管下孔3211活塞，将下孔3211插入气孔3112，下压氩气管推杆322将氩气管内氩气缓慢推入粪便无氧常温采集管311中。
另外，所述上卡槽225、下卡槽226之间的距离可设置为采样勺222期望下降距离、半硬质泡沫塑料柱221长度和上管盖216盖壁厚度之和；所述下孔3211与气孔3112的孔径相符，所述下孔3211配设有密封塞；所述半硬质泡沫塑料柱224的外壁设有外壳。
本具体实施方式采集粪便时，先将上管盖216与收集管上螺纹之间旋开；
采集液态粪便时，将按柄213向下压最低水平，在此过程中连杆212下移推动密封圈一215将液体采样管内空气排出并迫使复位弹簧214下压，接着将采集管底部的通孔插入液态粪便内后缓慢松开下压的按柄213，管内形成的负压使液态粪便被吸入采样管，将采样管211送入粪便收集管23中，压下按柄213将液态粪便全部滴入收集管内。
采集固态粪便时，向下按压推柄223，在此过程中，勺杆221下移使勺杆221上卡槽225至半硬质泡沫塑料柱224顶部，采样勺下降至液体采样管底部通孔下方，接着挑取固态粪便送入粪便收集管23，向上拉动推柄223，利用液体采样管下端将粪便刮入收集管23内。
随后取下下管盖217(下管盖217原是被旋接在收集管23的底部)并将其与收集管23上端的螺纹旋紧，将收集管23放入装有保温内套的降温盒孔内，盖上保温外壳上盖。
当要对粪便进行无氧常温采集和运输时，先将上盖316旋开盖口向上置于平台上，将粪便无氧常温采集管壁气孔3112和粪便无氧常温采集管推杆内通气管上孔打开后，向上提拉手柄313将中空推杆312和密封件315取出垂直置于上盖316内，针对不同性状粪便，使用液体采样器或固体，采集粪便放入粪便无氧常温采集管底部，随后通过手柄313将密封件315沿粪便无氧常温采集管壁缓慢向下推至卡槽3111，打开氩气管下孔3211活塞，将粪便无氧常温采集管壁气孔3112外壁套入下孔3211内，下压操作柄323将氩气管内氩气缓慢推入粪便无氧常温采集管，此过程中用手固定操作柄323以密封件315上移，进入粪便无氧常温采集管内的氩气逐渐下沉，将管内空气经粪便无氧常温采集管推杆内通气管下孔沿中空推杆312内通气管排出，将管内氩气全部注入后将中空推杆312的孔塞塞入孔内，将下孔3211与气孔3112分离，并将对应的活塞塞入气孔，最后将上盖316与无氧常温采集管外壁螺纹配合并放入低温盒内。
本具体实施方式根据不同实验目的，可通过搭配使用上述装置对粪便进行有氧常温、无氧常温、有氧低温或无氧低温采集运输。当对粪便进行有氧常温采集运输时，无需预冷降温盒，只需携带粪便采集装置到达采样点针对不同的粪便性状，使用液体采样管或固体取样勺采集粪便样本置于粪便采集管内；当对粪便进行有氧低温采集运输时，根据对粪便低温保存温度要求的不同，在采集粪便前先将降温盒置于4℃、-20℃、-80℃或液氮中，使降温盒内温度降至实验所需程度，随后将降温盒放入保温外壳并将保温内套放入降温盒孔，携带组装好的低温盒及粪便采集器到达取样地点，进行粪便采样；当对粪便进行无氧常温采集运输时，只需携带粪便采集装置及粪便无氧收集装置到达取样地点，粪便采集装置配合粪便无氧收集装置将粪便装入粪便无氧常温采集管内；当对粪便进行无氧低温采集运输时，需携带预冷组装好的低温盒、粪便采集装置及粪便无氧收集装置抵达取样点，使用粪便采集装置将粪便置入粪便无氧常温采集管，并将其放入低温盒。
本具体实施方式所述的一种低温无氧粪便采集器，将粪便样本多点采集、低温及无氧运输保存紧密衔接，并可根据检验要求对所采集粪便在运输中保持不同程度低温和/或无氧环境，防止粪便内蛋白和核酸等物质变性降解及杂菌过度繁殖，提高粪便致病菌检出率，尤其是厌氧菌检出率；所使用低温材料为以聚丙烯酸钠和吸水树脂为主的高分子聚合物，可将该材料置于4℃、-20℃、-80℃冰箱或液氮中进行不同程度预冷，辅以保温材料所制低温盒形成的低温环境；所使用氩气为密度比氧气大的惰性气体，可排出粪便无氧常温采集管内多余空气，营造无氧环境。
以上所述，仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其它修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (6)
1.一种低温无氧粪便采集器，其特征在于：所述低温无氧粪便采集器包含低温盒、粪便采集装置和粪便无氧收集装置；
所述低温盒包含硬质聚氨酯泡沫保温外壳、降温盒和软质聚氨酯泡沫保温内套；
所述粪便采集装置包含液体采样器和固体采样器；
所述粪便无氧收集装置包含粪便无氧常温采集装置和氩气管组件；
所述粪便采集装置包含收集管，且收集管的上下端均设有螺纹；
所述液体采样器包含采集管、连杆、按柄、复位弹簧、密封圈一、上管盖、下管盖；所述连杆穿过采集管顶部的配合孔，连杆的底部与复位弹簧连接；连杆的顶部连接有按柄；所述密封圈一与采集管的内壁相互配合；采集管的外壁套设有上管盖；所述上管盖的内壁与收集管上端的螺纹相互配合；所述采集管的底部设有通孔，采集管底部与下管盖的中间相互配合，所述下管盖的内壁螺纹与收集管下端的螺纹相互配合；
所述固体采样器包含勺杆、采样勺、推柄、半硬质泡沫塑料柱、上卡槽、下卡槽；所述勺杆的底端设有采样勺；勺杆的上段穿插在半硬质泡沫塑料柱中；所述半硬质泡沫塑料柱的底部与上管盖的顶部相互配合；所述勺杆的顶部设有推柄；所述勺杆穿设在上管盖中；所述上卡槽与推柄相互配合，防止下按过程中过度下压；所述下卡槽与推柄相互配合，防止向上拉时的过度上拉，所述上卡槽、下卡槽用于推柄的活动限位；
所述粪便无氧常温采集装置包含无氧常温采集管、中空推杆、手柄、孔塞、密封件、上盖，所述无氧常温采集管的上端设有螺纹，无氧常温采集管的下端设有卡槽和气孔；所述中空推杆的顶部设有手柄，手柄的中心设有孔塞；所述孔塞与中空推杆的中心孔相互配合；所述中空推杆的底端设有密封件；所述密封件与无氧常温采集管的内壁相互配合；所述上盖与无氧常温采集管上端的螺纹相互配合；
所述氩气管组件包含氩气管、氩气管推杆、操作柄；所述氩气管的底部设有下孔，所述氩气管内设有密封圈二；
所述下孔与气孔相互配合；
将粪便采集入无氧常温采集管，并将密封件下推至底部排出多余空气，后拔出氩气管下孔活塞，将下孔插入气孔，下压氩气管推杆将氩气管内氩气缓慢推入粪便无氧常温采集管中。
2.根据权利要求1所述的一种低温无氧粪便采集器，其特征在于：所述上卡槽、下卡槽之间的距离可设置为采样勺期望下降距离、半硬质泡沫塑料柱长度和上管盖盖壁厚度之和。
3.根据权利要求1所述的一种低温无氧粪便采集器，其特征在于：所述下孔与气孔的孔径相符，所述下孔配设有密封塞。
4.根据权利要求1所述的一种低温无氧粪便采集器，其特征在于：所述半硬质泡沫塑料柱的外壁设有外壳。
5.根据权利要求1所述的一种低温无氧粪便采集器，其特征在于：当对粪便进行有氧常温采集与运输时，先将上管盖与收集管上螺纹之间旋开；
采集液态粪便时，将按柄向下压最低水平，在此过程中连杆下移推动密封圈一将液体采样管内空气排出并迫使复位弹簧下压，接着将采集管底部的通孔插入液态粪便内后缓慢松开下压的按柄，管内形成的负压使液态粪便被吸入采样管，将采样管送入粪便收集管中，压下按柄将液态粪便全部滴入收集管内；
采集固态粪便时，向下按压推柄，在此过程中，勺杆下移使勺杆上卡槽至半硬质泡沫塑料柱顶部，采样勺下降至液体采样管底部通孔下方，接着挑取固态粪便送入粪便收集管，向上拉动推柄，利用液体采样管下端将粪便刮入收集管内；
随后取下下管盖并将其与收集管上端的螺纹旋紧，将收集管放入装有保温内套的降温盒孔内，盖上保温外壳上盖；
当要对粪便进行无氧常温采集和运输时，先将上盖旋开盖口向上置于平台上，将粪便无氧常温采集管壁气孔和粪便无氧常温采集管推杆内通气管上孔打开后，向上提拉手柄将中空推杆和密封件取出垂直置于上盖内，针对液态或固态粪便，使用液体采样器或固体采样器，采集粪便放入粪便无氧常温采集管底部，随后通过手柄将密封件沿粪便无氧常温采集管壁缓慢向下推至卡槽，打开氩气管下孔活塞，将粪便无氧常温采集管壁气孔外壁套入下孔内，下压操作柄将氩气管内氩气缓慢推入粪便无氧常温采集管，此过程中用手固定操作柄以密封件上移，进入粪便无氧常温采集管内的氩气逐渐下沉，将管内空气经粪便无氧常温采集管推杆内通气管下孔沿中空推杆内通气管排出，将管内氩气全部注入后将中空推杆的孔塞塞入孔内，将下孔与气孔分离，并将对应的活塞塞入气孔，最后将上盖与无氧常温采集管外壁螺纹配合并放入低温盒内；要对粪便进行低温采集和运输时，在采集粪便前，根据粪便采集要求对降温盒进行4℃、-20℃、-80℃或液氮预冷，随后操作参照粪便无氧或有氧常温采集和运输。
6.根据权利要求1所述的一种低温无氧粪便采集器，其特征在于：所述低温无氧粪便采集器有四种模式：有氧固体粪便采集、有氧液体粪便采集、无氧固体粪便采集、无氧液体粪便采集。
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