CN110658235A - 一种可抛弃式直压型污染物阻抗检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可抛弃式直压型污染物阻抗检测装置。下夹板和上夹板上下对接安装成整体外壳且通过直压压紧组件连接固定，反应块安装在下夹板和上夹板之间直压压紧组件包括预紧弹簧、压紧滑块、螺栓、蝶形螺母；整体外壳内有长方体空间和柱形空间，长方体空间中安装检测基板，检测基板上有两个内部电极和两个外部电极，两个内部电极和两个外部电极电连接；柱形空间作为反应腔室，两个内部电极位于反应腔室中，两个外部电极位于反应腔室之外，柱形空间上设有加样孔。本发明实现对污染物反应液中阻抗检测，实现监测培养液内污染物的功能，可以广泛用于食品安全、环境检测等领域细菌、真菌、病毒等污染物的检测工作。

Description

一种可抛弃式直压型污染物阻抗检测装置

技术领域

本发明涉及微生物检测领域，尤其涉及了一种基于阻抗方法实现检测污染物装置，通过检测细菌、真菌、病毒等污染物在生长繁殖过程中培养基中化学组分变化引起培养基中阻抗变化，实现对目标物的检测。

背景技术

致病菌是威胁食品安全重要因素之一。传统细菌检测方法为平板计数法。该方法检验周期长，无法满足快速检测需求。阻抗法检测细菌总数是根据细菌微生物生长代谢将培养基中蛋白质和碳水化合物转换为氨基酸和乳酸等物质，引起培养基中阻抗微弱变化。该方法具有检验快速，结果准确可靠的优点可以大大缩小检验周期。

现有的细菌检测技术通常采用菌落计数法，耗时长，对于外部的检测设备要求比较高，实验中需要加入的试剂的体积相对较大，增大了试剂的消耗，提高了实验成本。

发明内容

本发明目的在于为细菌、真菌、病毒等污染物检测提供了一种便携、可抛弃式实验装置，同时结合阻抗检测技术快速、灵敏、简便的特点，实时监测反应体系内阻抗变化，间接对污染物实现检测。当细菌在培养基中发生繁殖时会引起培养基中成分发生变化造成培养基中阻抗发生变化，因而可以通过检测培养基阻抗来实现检测。

为了实现上述目的，本发明采用装置结构主要包含：

本发明包括装置基体、内部电极和外部电极；装置基体包括下夹板、反应块、上夹板和直压压紧组件，下夹板和上夹板上下对接安装成整体外壳，反应块安装在下夹板和上夹板之间；下夹板和上夹板之间通过直压压紧组件连接固定，使得反应块被夹紧在下夹板和上夹板之间，直压压紧组件包括预紧弹簧、压紧滑块、螺栓、蝶形螺母，螺栓底端通过螺纹旋入到下夹板底部开设的螺纹孔中，螺栓顶端穿过上夹板开设的通孔后通过螺纹旋入到蝶形螺母中，蝶形螺母之下的螺栓上套装有压紧滑块，压紧滑块和上夹板之间的螺栓外套装有预紧弹簧；在反应块和下夹板之间的内部设置有一个水平扁平形的长方体空间和一个柱形空间，柱形空间位于长方体空间之上且和长方体空间连通；长方体空间中安装检测基板，检测基板上表面布置有两个内部电极和两个外部电极，两个内部电极经各自的布置于检测基板表面的电线后分别和两个外部电极电连接；柱形空间作为反应腔室，反应腔室内充满反应液，两个内部电极位于反应腔室中，内部电极与反应液直接接触，两个外部电极位于反应腔室之外，两个外部电极引出连接到外部检测仪器；柱形空间之上的反应块顶面中心开设有用于注入反应液的加样孔，加样孔处用密封胶封闭。

所述的反应腔室底部的反应块底面和检测基板之间设有密封圈。

所述的检测基板的形状、大小和长方体空间的形状、大小刚好吻合。

所述的反应块周围的上夹板侧壁开设有镂空结构，镂空结构具体为多道贯通的镂空槽。

所述的检测基板伸出于反应块和下夹板之间形成的包围外壳之外，且两个外部电极露出于包围外壳之外后通过各自的电线和外部检测仪器电连接。

所述的污染物为细菌、真菌、病毒的液体污染物。

本发明的有益效果是：

本发明作为一种反应装置为污染物检测提供反应空间，鳍状肢体积小巧，结合阻抗检测方式，可以实现目标物高灵敏的检测。实验过程中需要的实际量小、装置本身结合了前端传感器，选择阻抗检测作为检测手段，因此受到外部环境的限制相对较小，结合便携式阻抗检测仪可以实现现场快速检测。直压型结构可以保证反应装置与检测电极的紧密贴合，放置反应液外泄。结构本身可以通过调节蝶形螺母快速更换反应装置，为后续实验提供便利。

附图说明

图1是本发明装置结构图；

图2是本发明反应块的剖视结构图；

图3是本发明下夹板的结构图；

图4是本发明上夹板的结构图；

图5为检测基板及其上电极结构示意图。

图中，下夹板1，反应块2，上夹板3，预紧弹簧4，压紧滑块5，螺栓6，蝶形螺母7，密封圈8，检测基板9，外部电极10，内部电极11，加样孔12，镂空结构13。

具体实施方式

下面结合说明书附图，对本发明做进一步说明，但本发明并不局限于以下实施例。

如图1所示，具体实施包括装置基体、内部电极11和外部电极10；装置基体包括下夹板1、反应块2、上夹板3和直压压紧组件，如图1和图2所示，下夹板1和上夹板3分别上下对接安装成整体外壳，反应块2安装在下夹板1和上夹板3之间；将上夹板3与下夹板1安装，安装上夹板3可以起到良好遮光效果，形成暗室。下夹板1和上夹板3之间通过直压压紧组件连接固定，使得反应块2被夹紧在下夹板1和上夹板3之间。

如图2-图4所示，直压压紧组件包括预紧弹簧4、压紧滑块5、螺栓6、蝶形螺母7，螺栓6底端通过螺纹旋入到下夹板1底部开设的螺纹孔中，螺栓6顶端穿过上夹板3开设的通孔后通过螺纹旋入到蝶形螺母7中，蝶形螺母7之下的螺栓6上套装有压紧滑块5，压紧滑块5和上夹板3之间的螺栓6外套装有预紧弹簧4，预紧弹簧4上下两端分别连接于压紧滑块5底面和上夹板3的通孔孔端面。绕竖直轴水平旋转蝶形螺母7带动蝶形螺母7通过和螺栓6之间的螺纹副螺旋下移，带动压紧滑块5下移，降低压紧滑块5的高度，压紧滑块5压缩预紧弹簧4，预紧弹簧4产生的压力带动上夹板3向下压紧到下夹板1，这样直压压紧组件确保反应块2和下夹板1、检测基板9之间紧密连接形成密封的反应腔室，防止反应液泄露。

如图1所示，在反应块2和下夹板1之间的内部设置有一个水平扁平形的长方体空间和一个柱形空间，柱形空间位于长方体空间之上且和长方体空间连通；长方体空间中安装检测基板9，检测基板9为PCB板的基板，如图5所示，检测基板9的形状、大小和长方体空间的形状、大小刚好吻合。检测基板9上表面布置有两个内部电极11和两个外部电极10，两个内部电极11经各自的布置于检测基板9表面的电线后分别和两个外部电极10电连接；柱形空间作为反应腔室，反应腔室为密闭空间，提供检测反应的场所。反应腔室内充满反应液，两个内部电极11位于反应腔室中，内部电极11与反应液直接接触，两个外部电极10位于反应腔室之外，两个外部电极10引出连接到外部检测仪器以实现对反应液阻抗检测功能；通过采集测量外部电极10上的电信号而进而处理分析，从实现对反应液内部阻抗进行实时检测，同时在反应结束后进行荧光终点检测。具体实施的外部检测仪器可以为阻抗仪。

如图3所示，柱形空间之上的反应块2顶面中心开设有用于注入反应液的加样孔12，加样孔12处用密封胶封闭，加样孔12用于反应液体的注入，同时上夹板3开设有和加样孔12对应的贯通孔。

实验进行时，通过装置基体上方加样孔12向腔室内部注入样品，利用密封胶封闭，防止在反应期间反应液损失和气溶胶污染。本发明的装置是一次性的，检测完成后将装置抛弃即可。

由内部电极11和外部电极10共同构成了检测电极，由检测电极、检测基板和外部检测仪器构成了检测模块。

反应腔室底部的反应块2底面和检测基板9之间设有密封圈8，通过密封圈8和加样孔12的密封胶保持反应腔室的密封。

如图5所示，反应块2周围的上夹板3侧壁开设有镂空结构13，镂空结构13具体为多道贯通的镂空槽，可将整个装置置于水浴加热中，在反应腔室的周围布置镂空结构13，能减小装置材料壁厚造成隔热问题，能增大反应腔室受水浴加热面积、减少反应腔室壁厚带来的热量隔离效果，提高加热速率。

或者整个装置可置于辐射环境下进行辐射加热。

进行实验时根据实验需要选适合的加热方式，如水浴加热、辐射加热等。以上方式仅仅是众多加热方式一种，任何可以实现对该装置加热方式都可以应用于此。

具体实施中，可将检测基板9伸出于反应块2和下夹板1之间形成的包围外壳之外，且两个外部电极10露出于包围外壳之外后通过各自的电线和外部检测仪器电连接。

本发明的实验实施工作过程如下：

在实验检测前，不安装上夹板3，将细菌、真菌、病毒等污染物的反应液通过装置基体上的加样孔12注入到反应腔室内部后，然后使用密封胶将加样孔12封闭，避免在反应过程中液体损失以及气溶胶污染。通过直压型设计可以有效的将反应腔室与检测电极压紧，避免液体泄漏。

将试验装置置于适宜细菌生长的环境之下，细菌、真菌、病毒等污染物在反应液中繁殖，细菌在繁殖过程中会影响到反应体系阻抗，通过检测试验体系中的阻抗变化就可以实现细菌的数量的检测。将反应体系阻抗信号接入到外部检测设备，通过检测电极9实时采集样品中阻抗信号实现对目标物的检测，反应过程中通过实时监测反应体系阻抗变化，实现监测反应液内污染物的功能。直压型的结构可以快速更换新的反应腔室来进行下一步实验的进行，由于反应腔室设定为一次性，不需要对反应腔室进行额外的处理，避免不可控因素对实验的影响。整个装置小巧便携，通过阻抗的方式可以快速的实现目标物的检测，有利于实现现场检测。

检测完成后该装置抛弃即可，避免后续打开反应容器造成气溶胶污染。

实验完成后，也可将下夹板1、反应块2、上夹板3丢弃即可，直压压紧组件可经过灭菌处理后重复使用。

Claims (6)

1.一种可抛弃式直压型污染物阻抗检测装置，其特征在于：包括装置基体、内部电极(11)和外部电极(10)；装置基体包括下夹板(1)、反应块(2)、上夹板(3)和直压压紧组件，下夹板(1)和上夹板(3)上下对接安装成整体外壳，反应块(2)安装在下夹板(1)和上夹板(3)之间；下夹板(1)和上夹板(3)之间通过直压压紧组件连接固定，使得反应块(2)被夹紧在下夹板(1)和上夹板(3)之间，直压压紧组件包括预紧弹簧(4)、压紧滑块(5)、螺栓(6)、蝶形螺母(7)，螺栓(6)底端通过螺纹旋入到下夹板(1)底部开设的螺纹孔中，螺栓(6)顶端穿过上夹板(3)开设的通孔后通过螺纹旋入到蝶形螺母(7)中，蝶形螺母(7)之下的螺栓(6)上套装有压紧滑块(5)，压紧滑块(5)和上夹板(3)之间的螺栓(6)外套装有预紧弹簧(4)；

在反应块(2)和下夹板(1)之间的内部设置有一个水平扁平形的长方体空间和一个柱形空间，柱形空间位于长方体空间之上且和长方体空间连通；长方体空间中安装检测基板(9)，检测基板(9)上表面布置有两个内部电极(11)和两个外部电极(10)，两个内部电极(11)经各自的布置于检测基板(9)表面的电线后分别和两个外部电极(10)电连接；柱形空间作为反应腔室，反应腔室内充满反应液，两个内部电极(11)位于反应腔室中，内部电极(11)与反应液直接接触，两个外部电极(10)位于反应腔室之外，两个外部电极(10)引出连接到外部检测仪器；柱形空间之上的反应块(2)顶面中心开设有用于注入反应液的加样孔(12)，加样孔(12)处用密封胶封闭。

2.根据权利要求1所述的一种可抛弃式直压型污染物阻抗检测装置，其特征在于：所述的反应腔室底部的反应块(2)底面和检测基板(9)之间设有密封圈(8)。

3.根据权利要求1所述的一种可抛弃式直压型污染物阻抗检测装置，其特征在于：所述的检测基板(9)的形状、大小和长方体空间的形状、大小刚好吻合。

4.根据权利要求1所述的一种可抛弃式直压型污染物阻抗检测装置，其特征在于：所述的反应块(2)周围的上夹板(3)侧壁开设有镂空结构(13)，镂空结构(13)具体为多道贯通的镂空槽。

5.根据权利要求1所述的一种可抛弃式直压型污染物阻抗检测装置，其特征在于：所述的检测基板(9)伸出于反应块(2)和下夹板(1)之间形成的包围外壳之外，且两个外部电极(10)露出于包围外壳之外后通过各自的电线和外部检测仪器电连接。

6.根据权利要求1所述的一种可抛弃式直压型污染物阻抗检测装置，其特征在于：所述的污染物为细菌、真菌、病毒的液体污染物。

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