CN110923118A - 一种生物实验室培养基自动配置装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种生物实验室培养基自动配置装置，涉及生物培养基配置和自动灌装领域，包括固体投料系统，液体灌装系统，控制系统，余料收集系统；所述固体投料系统包括固体投料口，螺旋式料盘，震动线圈，减震装置，料斗，高精度称重装置，出料口，余料出口；所述液体灌装系统包括吸液管，水泵，流量计，出水口，红外监测器；所述控制系统包括触摸式控制面板，控制中心，控制线路，电控门；所述余料收集系统包括所述电控门，抽屉式收集盒。本发明能够配置多种类型的培养基，免去了人工配置培养基中多次称量的步骤，将实验人员从费时费力的重复劳动中解放出来，机械化操作也使得每次的配置更加均一，避免培养基被污染，从而使实验更加精准高效。

Description

一种生物实验室培养基自动配置装置
技术领域
本发明属于生物培养基配置和自动灌装领域，涉及自动灌装技术在生物培养基配置领域的应用，尤其是涉及一种固、液灌装一体的适用于实验室的生物实验室培养基自动配置装置。
背景技术
在微生物实验室中，经常需要配置不同种类的培养基。目前，实验室中主要依靠实验人员手动配置。实验人员配置培养基时，需要多次称取所需的固体原料，多次量取去离子水。第一，称量的过程繁复且没有技术要求，实验人员却在配置培养基的过程中耗费了大量精力，占用了其发现和解决问题的时间；第二，在一次实验中同样配方的培养基通常需要配置若干个，人工配置培养基不能保证每个培养基都是相同的，会对实验的准确性造成影响；第三，人工配置还容易造成培养基被污染。所以自动化的培养基配置设备将给生物实验室效率的提高带来重大突破。
目前，市面上已有较为成熟的固体灌装设备和液体灌装设备。如湖南优力渴科技发展有限公司授权公告号为CN204660042U的智能分装机采用了震动式的结构，在分装固体原料时较为便捷，但不能同时进行液体灌装，类似的还有授权公告号为CN208325684U，CN204660042U的固体灌装设备。东莞市晶索润滑科技有限公司授权公告号为CN207580223U的高精度液体自动灌装秤，多个电控门、流量计、称重装置与控制中心连接，可以实现高精度液体灌装，但不能同时进行固体灌装，类似的还有授权公告号为CN109081285A的液体灌装机。
市面上也有一些固液灌装一体的设备，如山东加特机械科技有限公司授权公告号为CN206978571U的定量固液灌装一体的油炸机。该实用新型可以同步完成固体定量投料和液体定量灌装。但该装置构造较为简单，通过定量杯进行定量灌装，不能灵活精确地控制原料的量。
市面上还有一些培养基自动灌装机，如大连普瑞康生物技术有限公司授权公告号为CN208471505U，CN202492350U，CN207546428U的装置，这些装置的缺点有：只能分装已经配置好的培养基，仍然不能免去称量的步骤；已经配置的溶液不能长时间储存；若在配置的过程中培养基溶液洒落到桌面或地面，容易引起微生物大量繁殖。
发明内容
有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是把固体投料装置和液体灌装装置结合在一起的设计问题、市售灌装机精度不够的问题、市售灌装机难以应用于生物实验室的问题。
为实现上述目的，本发明提供了一种生物实验室培养基自动配置装置，其特征在于，包括固体投料系统，液体灌装系统，控制系统，余料收集系统；
所述固体投料系统包括固体投料口，螺旋式料盘，震动线圈，减震装置，料斗，高精度称重装置，出料口，余料出口和电控门；
所述液体灌装系统包括吸液管，水泵，流量计，出水口，红外监测器和所述电控门；
所述控制系统包括触摸式控制面板，控制中心，控制线路和所述电控门；
所述余料收集系统包括所述电控门，抽屉式收集盒；
所述固体投料系统中包括所述电控门，分别位于9个所述固体投料口下、所述螺旋式料盘的出口、所述料斗与出料通道连接处、所述料斗与所述余料出口通道连接处；
所述螺旋式料盘置于所述固体投料口的正下方，所述螺旋式料盘下部为震动线圈，所述震动线圈与所述减震装置连接，在所述震动线圈的震动下，所述螺旋式料盘中的粉末落入所述料斗；
所述料斗位于螺旋式震动装置出口下方，外侧有挡板，所述料斗有所述出料口和所述余料出口，所述料斗下部为所述高精度称重装置；
所述液体灌装系统中使用所述水泵吸取液体，所述流量计放置于所述出水口处用以监测流量，所述红外监测器位于设备外侧用以监测溶液的体积；
所述高精度称重装置、所述流量计、所述红外检测器将数据实时传送给所述控制中心，所述控制中心根据控制程序决定各电控门的开闭。
进一步地，所述固体投料系统与所述液体灌装系统为两个独立的单元，可以同时工作而互不干扰。
进一步地，所述自动配置装置的机箱、所述固体投料口、所述螺旋式料盘、所述料斗采用的材质为耐腐蚀材料，包括奥氏体-铁素体双相不锈钢。
进一步地，使用了高精度的称量装置、所述流量计、传感器、所述红外检测器，用以精准控制。
进一步地，所述固体投料口共9个，用以投放不同的原料，9个所述固体投料口下面对应有9个所述电控门，控制固体原料的下落，所述电控门打开后，相对应的固体原料会由所述固体投料口进入位于其下方的所述螺旋式料盘中，所述螺旋式料盘的大小保证每个所述投料口中的原料都会完全落入其中。
进一步地，为了防止固体原料吸潮，在所述固体投料系统中放置干燥剂盒，干燥剂包括硅胶。
进一步地，所述料斗的外侧设有挡板，以防止固体原料漏出，所述液体灌装系统中的所述出水口采用防漏设计。
进一步地，所述水泵包括ASP微型水泵。
进一步地，所述控制中心写入已经编写好的程序，所述高精度称重装置、所述流量计、所述红外监测装置将数据实时传送给所述控制中心，所述控制中心据此控制各个所述电控门的开闭。
进一步地，所述电控门、所述高精度称重装置、所述流量计、所述红外监测装置通过蓝牙与所述控制中心连接，所述震动机构和所述水泵通过数据线与所述控制中心连接。
本发明的有益效果是，与现有技术相比，本发明至少具有如下有益技术效果：
1、本发明通过自动完成培养基原料的称量和灌装，省去了实验人员的无意义的重复劳动；
2、本发明可以保证同一批培养基的均一性；
3、本发明可以尽可能避免培养基被污染；
4、本发明采用螺旋震动，能够避免原料中的结块物直接落入料斗中，造成堵塞；
5、本发明体积较小，不会占用实验室的大量空间。
以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。提供这些说明的目的仅在于帮助解释本发明，不应当用来限制本发明的权利要求的范围。
附图说明
图1是本发明装置外观图；
图2是本发明正视剖面图；
图3是本发明余料收集装置示意图。
其中，1-固体投料口，2-触摸式控制面板，3-进液口，4-红外监测器，5-液体出口，6-固体出口，7-余料收集盒，8-余料出口，9-控制中心，10-水泵，11-进液管，12、14、22、23、25、27-电控门，13-水箱，15-流量计，16-红外监测器，17-减震装置，18-余料收集盒，19-震动线圈，20-余料出口，21-高精度称重装置，24-料斗，26-螺旋式料盘，28-固体进料口，29-余料入口，30-抽屉式收集盒，31-旋转式电控门。
具体实施方式
下面结合附图以及具体实施例进一步详细描述本发明。应理解，实施方式只是为了举例说明本发明，而非以任何形式限制发明的范围。本发明可以通过许多不同形式的实施例来得以体现，本发明的保护范围并非仅限于文中提到的实施例。
在附图中，结构相同的部件以相同数字标号表示，各处结构或功能相似的组件以相似数字标号表示。附图所示的每一组件的尺寸和厚度是任意示出的，本实用新型并没有限定每个组件的尺寸和厚度。为了使图示更清晰，附图中有些地方适当夸大了部件的厚度。
实施例一
本实施例提供了实验室自动配置LB培养基的过程。LB培养基是微生物实验室最常用的培养基之一。在本实施例中，实验人员需要配置LB培养基。根据《分子克隆实验指南》配置1L液体LB培养基应在950ml去离子水中加入：胰蛋白胨10g，酵母提取物5g，NaCl 10g，用5mol/L NaOH调pH至7.0，用去离子水定容至1L。
在用本发明配置LB培养基时，实验人员打开机器，如图1所示，在2-控制面板中点击开始，再选择常用培养基，再选择LB培养基，面板中会显示：请在1号投料口放入胰蛋白胨，2号投料口放入酵母提取物，3号投料口放入NaCl。实验人员按要求添加各原料，添加原料的质量需超过所需用量。实验人员点击开始，装置开始运转。
如图2所示，9-控制中心发出开始指令，19-震动线圈和17-减震装置运转，26-料盘开始震动，1号投料口下方的电控门打开，25-电控门打开，胰蛋白胨粉末从1号投料口落入26-螺旋式料盘。在震动下，胰蛋白胨粉末从26-螺旋式震动转盘中缓缓落入24-料斗中。在此过程中21-高精密称重装置称量，并将数据实时返回9-控制中心。当检测到落入24-料斗中的胰蛋白胨粉末达到5g时，9-控制中心发出指令，使25-电控门关闭，不再有胰蛋白胨粉末进入到24-料斗内，23-电控门打开，胰蛋白胨粉末从出料口流出。待胰蛋白胨粉末全部流出后，9-控制中心发出指令进行清料。22-电控门和25-电控门打开，剩余的胰蛋白胨粉末从余料出口中流出。余料收集盒中的旋转式电控门开始时是全部打开的，剩余的胰蛋白胨粉末流入余料收集盒中最下方的一格。当所有剩余的胰蛋白胨粉末流完时，9-控制中心发出指令，余料收集盒中最下方的旋转式电控门关闭。9-控制中心发出指令，2号投料口下方的电控门打开，随后酵母提取物经历与以上描述相同的过程，NaCl的操作过程也同理。
9-控制中心收到开始指令后，在固体原料分装的同时，12-电控门，14-电控门在控制中心的命令下打开，水泵运转，储水装置中的去离子水被泵入吸液管中，从出液口流出。流量计监测流量，并将数据传输给控制中心。当监测到流量达到950ml时，控制中心发出指令，12-电控门，14-电控门关闭。液体灌装完成。
9-控制中心发出指令，同时机器可以发出声音提醒实验人员，实验人员将瓶中原料摇动均匀。实验人员根据需要进行调节pH的操作。完成后，实验人员在控制面板中选择定容选项，控制中心发出指令，红外检测开启，12-电控门，14-电控门开启，去离子水流出。当红外检测装置检测到瓶中的液体已达到1L，12-电控门，14-电控门关闭，定容完成。配置完成。
如图3所示，实验人员将余料收集装置的各个小格推出，可以收集剩余的固体原料。
实施例二
本实施例提供了实验室自动配置苯丙氨酸培养基的过程。配置1L液体苯丙氨酸培养基应在950ml去离子水中加入：酵母浸膏3g，L-苯丙氨酸2g，磷酸氢二钠1g，NaCl 5g，琼脂12g，用5mol/L NaOH调pH至7.0，用去离子水定容至1L。
假设苯丙氨酸培养基没有写入本发明程序中的常见培养基中。在用本发明配置苯丙氨酸培养基时，实验人员打开仪器，选择自定义模式，输入1号投料口3g，2号投料口2g，3号投料口1g，4号投料口5g，5号投料口12g。实验人员点击开始，仪器开始运行。其后的步骤与实施例1相同。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种生物实验室培养基自动配置装置，其特征在于，包括固体投料系统，液体灌装系统，控制系统，余料收集系统；
所述固体投料系统包括固体投料口，螺旋式料盘，震动线圈，减震装置，料斗，高精度称重装置，出料口，余料出口和电控门；
所述液体灌装系统包括吸液管，水泵，流量计，出水口，红外监测器和所述电控门；
所述控制系统包括触摸式控制面板，控制中心，控制线路和所述电控门；
所述余料收集系统包括所述电控门，抽屉式收集盒；
所述固体投料系统中包括所述电控门，分别位于9个所述固体投料口下、所述螺旋式料盘的出口、所述料斗与出料通道连接处、所述料斗与所述余料出口通道连接处；
所述螺旋式料盘置于所述固体投料口的正下方，所述螺旋式料盘下部为震动线圈，所述震动线圈与所述减震装置连接，在所述震动线圈的震动下，所述螺旋式料盘中的粉末落入所述料斗；
所述料斗位于螺旋式震动装置出口下方，外侧有挡板，所述料斗有所述出料口和所述余料出口，所述料斗下部为所述高精度称重装置；
所述液体灌装系统中使用所述水泵吸取液体，所述流量计放置于所述出水口处用以监测流量，所述红外监测器位于设备外侧用以监测溶液的体积；
所述高精度称重装置、所述流量计、所述红外检测器将数据实时传送给所述控制中心，所述控制中心根据控制程序决定各电控门的开闭。
2.如权利要求1所述的生物实验室培养基自动配置装置，其特征在于，所述固体投料系统与所述液体灌装系统为两个独立的单元，可以同时工作而互不干扰。
3.如权利要求1所述的生物实验室培养基自动配置装置，其特征在于，所述自动配置装置的机箱、所述固体投料口、所述螺旋式料盘、所述料斗采用的材质为耐腐蚀材料，包括奥氏体-铁素体双相不锈钢。
4.如权利要求1所述的生物实验室培养基自动配置装置，其特征在于，使用了高精度的称量装置、所述流量计、传感器、所述红外检测器，用以精准控制。
5.如权利要求1所述的生物实验室培养基自动配置装置，其特征在于，所述固体投料口共9个，用以投放不同的原料，9个所述固体投料口下面对应有9个所述电控门，控制固体原料的下落，所述电控门打开后，相对应的固体原料会由所述固体投料口进入位于其下方的所述螺旋式料盘中，所述螺旋式料盘的大小保证每个所述投料口中的原料都会完全落入其中。
6.如权利要求1所述的生物实验室培养基自动配置装置，其特征在于，为了防止固体原料吸潮，在所述固体投料系统中放置干燥剂盒，干燥剂包括硅胶。
7.如权利要求1所述的生物实验室培养基自动配置装置，其特征在于，所述料斗的外侧设有挡板，以防止固体原料漏出，所述液体灌装系统中的所述出水口采用防漏设计。
8.如权利要求1所述的生物实验室培养基自动配置装置，其特征在于，所述水泵包括ASP微型水泵。
9.如权利要求1所述的生物实验室培养基自动配置装置，其特征在于，所述控制中心写入已经编写好的程序，所述高精度称重装置、所述流量计、所述红外监测装置将数据实时传送给所述控制中心，所述控制中心据此控制各个所述电控门的开闭。
10.如权利要求1所述的生物实验室培养基自动配置装置，其特征在于，所述电控门、所述高精度称重装置、所述流量计、所述红外监测装置通过蓝牙与所述控制中心连接，所述震动机构和所述水泵通过数据线与所述控制中心连接。
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