CN110277139A - 一种基于互联网的微生物限度检查系统及方法 - Google Patents

一种基于互联网的微生物限度检查系统及方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于微生物限度检查技术领域，公开了一种基于互联网的微生物限度检查系统及方法，所述基于互联网的微生物限度检查系统包括：环境洁净度检测模块、微生物种类检测模块、主控模块、网络通信模块、微生物功能分析模块、安全评估模块、显示模块。本发明通过微生物功能分析模块简化了分析微生物群体功能的程序，节省了时间；利用宏基因组数据分析微生物群体功能的方法去除了测序reads的拼接、预测过程，不需要通过与常规的单一功能数据库分别进行比对来进行基因的功能注释，大节省了数据分析时间，提高了整个测序数据分析流程的运行速度；同时，通过安全评估模块可以准确的对微生物安全等级进行评估。

Description

一种基于互联网的微生物限度检查系统及方法
技术领域
本发明属于微生物限度检查技术领域，尤其涉及一种基于互联网的微生物限度检查系统及方法。
背景技术
微生物限度检查法系检查非规定灭菌制剂及其原料、辅料受微生物污染程度的方法。检查项目包括细菌数、霉菌数、酵母菌数及控制菌检查。微生物限度检查应在环境洁净度10000级下的局部洁净度100级的单向流空气区域内进行。检验全过程必须严格遵守无菌操作，防止再污染。单向流空气区域、工作台面及环境应定期按《医药工业洁净室(区)悬浮粒子、浮游菌和沉降菌的测试方法》的现行国家标准进行洁净度验证。供试品检查时，如果使用了表面活性剂、中和剂或灭活剂，应证明其有效性及对微生物无毒性。然而，现有微生物限度检查过程中对微生物功能分析时耗费时间；同时，不能准确的对微生物安全进行评估。
综上所述，现有技术存在的问题是：现有微生物限度检查过程中对微生物功能分析时耗费时间；同时，不能准确的对微生物安全进行评估。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种基于互联网的微生物限度检查系统及方法。
本发明是这样实现的，一种基于互联网的微生物限度检查方法，所述基于互联网的微生物限度检查方法包括以下步骤：
步骤一，通过环境洁净度检测模块利用环境检测设备检测微生物限度检查过程中环境的洁净度数据；
步骤二，通过微生物种类检测模块利用微生物实验设备检测微生物种类数据；
步骤三，主控模块通过网络通信模块利用网络接口连接互联网进行网络通信；
步骤四，通过微生物功能分析模块利用分析程序对微生物群体功能进行分析；
步骤五，通过安全评估模块利用评估程序对微生物安全等级进行评估；
步骤六，通过显示模块利用显示器显示检测的环境的洁净度、微生物种类数据、微生物功能、微生物等级。
进一步，所述基于互联网的微生物限度检查方法的微生物功能分析方法如下：
(1)通过网络通信模块连接互联网采集微生物数据并构建微生物宏基因组参考数据库；
(2)对待测微生物群体的宏基因组进行测序，对测序数据进行质量控制，获得高质量的全基因组测序数据；
(3)将步骤(2)获得的高质量的全基因组测序数据与步骤(1)的微生物宏基因组参考数据库中的微生物物种数据集进行比对，计算物种丰度，得到测序数据中所有物种的丰度值，分析不同样本间微生物的组成差异或相同样本中微生物的多样性；
(4)将步骤(2)获得的高质量的全基因组测序数据与步骤(1)的微生物宏基因组参考数据库中的微生物基因和功能数据集进行比对，计算基因丰度，得到测序数据中所有基因的丰度值，分析不同样本间基因水平的差异或整体评价待测微生物群体中基因功能水平或评价待测微生物群体中个别微生物基因功能水平；
(5)对所得基因进行基因功能注释，将有相同功能的基因进行聚类，得到多个包含不同基因的功能模块；每个功能模块中，去除具有相同基因丰度和功能的冗余基因；将各个功能模块中所有非冗余基因的相关丰度进行加合计算，得到所有功能模块的丰度值，对待测样本微生物的功能进行差异比较分析或整体评价。
进一步，所述基于互联网的微生物限度检查方法的安全评估方法如下：
1)通过评估程序对待评估环境进行约定时间范围内定时连续多次动态取样或特定时间点的一次取样，以及对取样所得样本进行高通量无差别生物学检测以获得动态的环境微生物检测数据或一次性环境微生物检测数据；所述动态的或一次性的环境微生物检测数据包含所有可能存在的DNA,RNA和/或蛋白质信息；
2)在计算系统中执行，所述计算系统包含存储有数据库的数据库存储介质、存储设备和处理器；所述数据库包含微生物数据、微生物所致疾病数据、生物体内外微生物环境相关性数据和/或安全等级评价标准数据；存储设备包括包括存储程序区和存储数据区，存储程序区存储有多条指令；
3)调取所述数据库存储介质中的数据，对所述动态的或一次性的环境微生物检测数据进行处理以获得环境微生物风险因子的参数值；
4)将每次获得的动态环境微生物检测数据所形成的所述环境微生物风险因子的参数值存储在所述数据库中，如果当前取样属于第二次及以后取样的情况下，调取之前的和本次取样所形成的数据并带入到所述存储设备中存储的风险矩阵评价模型中进行计算并形成环境安全动态变化评价报告；
5)将一次性环境微生物检测数据所形成的环境微生物风险因子的参数值带入到所述存储设备中存储的环境安全评判公式中进行计算并形成实时安全等级评价报告。
本发明的另一目的在于提供一种基于所述基于互联网的微生物限度检查方法的互联网的微生物限度检查系统，所述基于互联网的微生物限度检查系统包括：
环境洁净度检测模块，与主控模块连接，用于通过环境检测设备检测微生物限度检查过程中环境的洁净度数据；
微生物种类检测模块，与主控模块连接，用于通过微生物实验设备检测微生物种类数据；
主控模块，与环境洁净度检测模块、微生物种类检测模块、网络通信模块、微生物功能分析模块、安全评估模块、显示模块连接，用于通过主机控制各个模块正常工作；
网络通信模块，与主控模块连接，用于通过网络接口连接互联网进行网络通信；
微生物功能分析模块，与主控模块连接，用于通过分析程序对微生物群体功能进行分析；
安全评估模块，与主控模块连接，用于通过评估程序对微生物安全等级进行评估；
显示模块，与主控模块连接，用于通过显示器显示检测的环境的洁净度、微生物种类数据、微生物功能、微生物等级。
本发明的另一目的在于提供一种应用所述基于互联网的微生物限度检查方法的微生物限度检查终端。
本发明的优点及积极效果为：本发明通过微生物功能分析模块简化了分析微生物群体功能的程序，节省了时间；利用宏基因组数据分析微生物群体功能的方法去除了测序reads的拼接、预测过程，不需要通过与常规的单一功能数据库分别进行比对来进行基因的功能注释，大节省了数据分析时间，提高了整个测序数据分析流程的运行速度；同时，通过安全评估模块可以准确的对微生物安全等级进行评估。
附图说明
图1是本发明实施例提供的基于互联网的微生物限度检查方法流程图。
图2是本发明实施例提供的基于互联网的微生物限度检查系统结构示意图；
图中：1、环境洁净度检测模块；2、微生物种类检测模块；3、主控模块；4、网络通信模块；5、微生物功能分析模块；6、安全评估模块；7、显示模块。
具体实施方式
为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下。
下面结合附图对本发明的结构作详细的描述。
如图1所示，本发明提供的基于互联网的微生物限度检查方法包括以下步骤：
S101：通过环境洁净度检测模块利用环境检测设备检测微生物限度检查过程中环境的洁净度数据；
S102：通过微生物种类检测模块利用微生物实验设备检测微生物种类数据；
S103：主控模块通过网络通信模块利用网络接口连接互联网进行网络通信；
S104：通过微生物功能分析模块利用分析程序对微生物群体功能进行分析；
S105：通过安全评估模块利用评估程序对微生物安全等级进行评估；
S106：通过显示模块利用显示器显示检测的环境的洁净度、微生物种类数据、微生物功能、微生物等级。
如图2所示，本发明实施例提供的基于互联网的微生物限度检查系统包括：环境洁净度检测模块1、微生物种类检测模块2、主控模块3、网络通信模块4、微生物功能分析模块5、安全评估模块6、显示模块7。
环境洁净度检测模块1，与主控模块3连接，用于通过环境检测设备检测微生物限度检查过程中环境的洁净度数据；
微生物种类检测模块2，与主控模块3连接，用于通过微生物实验设备检测微生物种类数据；
主控模块3，与环境洁净度检测模块1、微生物种类检测模块2、网络通信模块4、微生物功能分析模块5、安全评估模块6、显示模块7连接，用于通过主机控制各个模块正常工作；
网络通信模块4，与主控模块3连接，用于通过网络接口连接互联网进行网络通信；
微生物功能分析模块5，与主控模块3连接，用于通过分析程序对微生物群体功能进行分析；
安全评估模块6，与主控模块3连接，用于通过评估程序对微生物安全等级进行评估；
显示模块7，与主控模块3连接，用于通过显示器显示检测的环境的洁净度、微生物种类数据、微生物功能、微生物等级。
本发明提供的微生物功能分析模块5分析方法如下：
(1)通过网络通信模块连接互联网采集微生物数据并构建微生物宏基因组参考数据库；
(2)对待测微生物群体的宏基因组进行测序，对测序数据进行质量控制，获得高质量的全基因组测序数据；
(3)将步骤(2)获得的高质量的全基因组测序数据与步骤(1)的微生物宏基因组参考数据库中的微生物物种数据集进行比对，计算物种丰度，得到测序数据中所有物种的丰度值，分析不同样本间微生物的组成差异或相同样本中微生物的多样性；
(4)将步骤(2)获得的高质量的全基因组测序数据与步骤(1)的微生物宏基因组参考数据库中的微生物基因和功能数据集进行比对，计算基因丰度，得到测序数据中所有基因的丰度值，分析不同样本间基因水平的差异或整体评价待测微生物群体中基因功能水平或评价待测微生物群体中个别微生物基因功能水平；
(5)对所得基因进行基因功能注释，将有相同功能的基因进行聚类，得到多个包含不同基因的功能模块；每个功能模块中，去除具有相同基因丰度和功能的冗余基因；将各个功能模块中所有非冗余基因的相关丰度进行加合计算，得到所有功能模块的丰度值，对待测样本微生物的功能进行差异比较分析或整体评价。
本发明提供的安全评估模块6评估方法如下：
1)通过评估程序对待评估环境进行约定时间范围内定时连续多次动态取样或特定时间点的一次取样，以及对取样所得样本进行高通量无差别生物学检测以获得动态的环境微生物检测数据或一次性环境微生物检测数据；所述动态的或一次性的环境微生物检测数据包含所有可能存在的DNA,RNA和/或蛋白质信息；
2)在计算系统中执行，所述计算系统包含存储有数据库的数据库存储介质、存储设备和处理器；所述数据库包含微生物数据、微生物所致疾病数据、生物体内外微生物环境相关性数据和/或安全等级评价标准数据；存储设备包括包括存储程序区和存储数据区，存储程序区存储有多条指令；
3)调取所述数据库存储介质中的数据，对所述动态的或一次性的环境微生物检测数据进行处理以获得环境微生物风险因子的参数值；
4)将每次获得的动态环境微生物检测数据所形成的所述环境微生物风险因子的参数值存储在所述数据库中，如果当前取样属于第二次及以后取样的情况下，调取之前的和本次取样所形成的数据并带入到所述存储设备中存储的风险矩阵评价模型中进行计算并形成环境安全动态变化评价报告；
5)将一次性环境微生物检测数据所形成的环境微生物风险因子的参数值带入到所述存储设备中存储的环境安全评判公式中进行计算并形成实时安全等级评价报告。
以上所述仅是对本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改，等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。

Claims (5)

1.一种基于互联网的微生物限度检查方法，其特征在于，所述基于互联网的微生物限度检查方法包括以下步骤：
步骤一，通过环境洁净度检测模块利用环境检测设备检测微生物限度检查过程中环境的洁净度数据；
步骤二，通过微生物种类检测模块利用微生物实验设备检测微生物种类数据；
步骤三，主控模块通过网络通信模块利用网络接口连接互联网进行网络通信；
步骤四，通过微生物功能分析模块利用分析程序对微生物群体功能进行分析；
步骤五，通过安全评估模块利用评估程序对微生物安全等级进行评估；
步骤六，通过显示模块利用显示器显示检测的环境的洁净度、微生物种类数据、微生物功能、微生物等级。
2.如权利要求1所述的基于互联网的微生物限度检查方法，其特征在于，所述基于互联网的微生物限度检查方法的微生物功能分析方法如下：
(1)通过网络通信模块连接互联网采集微生物数据并构建微生物宏基因组参考数据库；
(2)对待测微生物群体的宏基因组进行测序，对测序数据进行质量控制，获得高质量的全基因组测序数据；
(3)将步骤(2)获得的高质量的全基因组测序数据与步骤(1)的微生物宏基因组参考数据库中的微生物物种数据集进行比对，计算物种丰度，得到测序数据中所有物种的丰度值，分析不同样本间微生物的组成差异或相同样本中微生物的多样性；
(4)将步骤(2)获得的高质量的全基因组测序数据与步骤(1)的微生物宏基因组参考数据库中的微生物基因和功能数据集进行比对，计算基因丰度，得到测序数据中所有基因的丰度值，分析不同样本间基因水平的差异或整体评价待测微生物群体中基因功能水平或评价待测微生物群体中个别微生物基因功能水平；
(5)对所得基因进行基因功能注释，将有相同功能的基因进行聚类，得到多个包含不同基因的功能模块；每个功能模块中，去除具有相同基因丰度和功能的冗余基因；将各个功能模块中所有非冗余基因的相关丰度进行加合计算，得到所有功能模块的丰度值，对待测样本微生物的功能进行差异比较分析或整体评价。
3.如权利要求1所述的基于互联网的微生物限度检查方法，其特征在于，所述基于互联网的微生物限度检查方法的安全评估方法如下：
1)通过评估程序对待评估环境进行约定时间范围内定时连续多次动态取样或特定时间点的一次取样，以及对取样所得样本进行高通量无差别生物学检测以获得动态的环境微生物检测数据或一次性环境微生物检测数据；所述动态的或一次性的环境微生物检测数据包含所有可能存在的DNA,RNA和/或蛋白质信息；
2)在计算系统中执行，所述计算系统包含存储有数据库的数据库存储介质、存储设备和处理器；所述数据库包含微生物数据、微生物所致疾病数据、生物体内外微生物环境相关性数据和/或安全等级评价标准数据；存储设备包括包括存储程序区和存储数据区，存储程序区存储有多条指令；
3)调取所述数据库存储介质中的数据，对所述动态的或一次性的环境微生物检测数据进行处理以获得环境微生物风险因子的参数值；
4)将每次获得的动态环境微生物检测数据所形成的所述环境微生物风险因子的参数值存储在所述数据库中，如果当前取样属于第二次及以后取样的情况下，调取之前的和本次取样所形成的数据并带入到所述存储设备中存储的风险矩阵评价模型中进行计算并形成环境安全动态变化评价报告；
5)将一次性环境微生物检测数据所形成的环境微生物风险因子的参数值带入到所述存储设备中存储的环境安全评判公式中进行计算并形成实时安全等级评价报告。
4.一种基于权利要求1所述基于互联网的微生物限度检查方法的互联网的微生物限度检查系统，其特征在于，所述基于互联网的微生物限度检查系统包括：
环境洁净度检测模块，与主控模块连接，用于通过环境检测设备检测微生物限度检查过程中环境的洁净度数据；
微生物种类检测模块，与主控模块连接，用于通过微生物实验设备检测微生物种类数据；
主控模块，与环境洁净度检测模块、微生物种类检测模块、网络通信模块、微生物功能分析模块、安全评估模块、显示模块连接，用于通过主机控制各个模块正常工作；
网络通信模块，与主控模块连接，用于通过网络接口连接互联网进行网络通信；
微生物功能分析模块，与主控模块连接，用于通过分析程序对微生物群体功能进行分析；
安全评估模块，与主控模块连接，用于通过评估程序对微生物安全等级进行评估；
显示模块，与主控模块连接，用于通过显示器显示检测的环境的洁净度、微生物种类数据、微生物功能、微生物等级。
5.一种应用权利要求1～3任意一项所述基于互联网的微生物限度检查方法的微生物限度检查终端。
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