CN111500429A - 病原微生物检测装置以及检测系统 - Google Patents

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Abstract

本发明属于病原微生物检测技术领域，公开了一种病原微生物检测装置以及检测系统，包括检测装置和采集装置，且基于采集装置采集带有病原微生物的浓缩液，基于检测装置对浓缩液中的病原微生物含量进行检测；所述采集装置包括：进出料组件，用于收集待测目标；富集组件，与进出料组件连接，并对收集的待测目标中的病原微生物进行富集，以获取带有病原微生物的浓缩液；循环组件，与富集组件，用于承接富集后多余的清液；控制组件和供电组件；本发明中，基于检测装置与采集装置的配合，具有浓缩液转存次数少，检测精度高的优点；并且，利用采集装置全自动化富集待测目标中的病原微生物，操作简单，自动化程度高。

Description

病原微生物检测装置以及检测系统
技术领域
本发明属于病原微生物检测技术领域，具体涉及病原微生物检测装置以及检测系统。
背景技术
在现有技术中，进行病原微生物的检测时，首先需要对待测目标进行取样采集，目前，常见的采集方式为直接过滤法，以空气中或水中的病原微生物采集为例：
对空气进行过滤时，由于整体空间范围较大，因此滤膜上采集到的生物数量有效，使得检测难度较大，且精准性较差；而对水进行过滤时，水中含有的其他杂质较多，过滤时也会附与滤膜上，同样影响检测的精准性。
另外，在现有检测过程中，需经过采集、储存、转运、分流制作标本等步骤，因此采集到的病原微生物需要经过多种设备，而每次转运至一种设备中时，难免会存在残留损耗的现象，从而影响最终的检测结果。
发明内容
鉴于此，本发明提供了一种病原微生物检测装置以及检测系统，以满足简易采集、精准检测的需求。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
1、病原微生物检测系统，包括检测装置和采集装置，且基于采集装置采集带有病原微生物的浓缩液，基于检测装置对浓缩液中的病原微生物含量进行检测；
所述采集装置包括：进出料组件，用于收集待测目标；富集组件，与进出料组件连接，并对收集的待测目标中的病原微生物进行富集，以获取带有病原微生物的浓缩液；循环组件，与富集组件，用于承接富集后多余的清液；控制组件，用于自动化控制所述采集装置；供电组件，用于为所述采集装置提供移动电源。
有益效果1：利用采集装置全自动化富集待测目标中的病原微生物，操作简单，自动化程度高；且基于供电组件的设置，可实现采集装置的移动使用，提高了整体装置的便携性。而实现该全自动化操作由如下结构实现：
优选的，所述进出料组件包括料箱，且料箱上安装有料管和气管，所述料管上连接有双向料泵，且位于料箱内部的料管端口低于气管端口。
优选的，所述富集组件包括富集箱，且富集箱与料箱之间连接有虹吸管，所述富集箱内由上至下依次安装有吸料机构、富集滤膜、导流活塞和升降机构，其中所述吸料机构的顶端与虹吸管连接，所述升降机构的顶端与导流活塞连接，实现导流活塞的上下升降。
优选的，所述吸料机构包括连接于虹吸管上的囊状管，以及对称设置于囊状管两侧的挤压件，且挤压件包括挤压板和电推杆。
有益效果2：利用虹吸原理，能有效摈除待测目标中的沉淀杂质和漂浮杂质，从而有效降低待测目标中杂质的检测结果的影响。另外，在富集组件中，实现虹吸操作的结构简单，且可反复使用，使用寿命长。
优选的，所述富集组件还包括安装于富集箱一侧的出液组件，且出液组件包括出液阀、出液管和密封盖板，所述出液管的进出两端分别贯穿出液阀和密封盖板，且出液管的一端位于富集滤膜上方。
优选的，所述循环组件包括：循环箱，用于储存富集过滤后的清液；进液管，与富集箱连接，实现富集过滤后清液的收集；循环管，其上安装有循环泵，与料箱连接，并与所述供电组件的外表壁接触；两个三通电磁阀，安装于循环管上，其中一个所述三通电磁阀与富集箱之间连接有反流管，且反流管与循环管的分流比例为1:5～10，另一个所述三通电磁阀上连接有排液管，且排液管延伸至所述采集装置外部。
有益效果3：利用反流管实现富集滤膜的反洗，使得富集滤膜上富集的病原微生物与清液混合，且反流管反流比例较小，有效保证了浓缩液的形成，原理简单，结构简单。
另外，基于循环组件的设置，有效实现对进出料组件和富集组件的清洗，从而使采集完成后整体采集装置内部不存在病原微生物的残留，一方面保证了采集装置循环利用时的洁净性，另一方面保证了检测时的精确性。
优选的，所述富集箱内部的顶壁上还安装有紫外线灯，以实现循环清液的紫外线杀菌消毒。
有益效果4：利用紫外线灯使得清液在回收至富集箱内时能进行杀菌消毒，进一步保证清液的洁净程度。
2、病原微生物检测装置，即上述检测系统中所提出的检测装置，包括：
所述PCR检测仪，同于进行病原微生物的荧光变温检测；
所述离心管，用于混合带有病原微生物的浓缩液与检测试剂；
所述管架，用于放置离心管，并摆放于PCR检测仪内部；
所述储液装置，用于从所述采集装置中承接带有病原微生物的浓缩液，并储存；还用于将带有病原微生物的浓缩液等量分流至离心管内。
有益效果5：储液装置通用于采集装置与检测装置中，减少了浓缩液转存步骤，从而有效降低浓缩液中病原微生物的损耗，进一步保证检测的精确性。
优选的，所述储液装置包括顶部开口的储液筒，以及与储液筒开口螺纹旋接的密封盖，所述储液筒的一侧贯穿有导液管，且导液管上负吸管，所述导液管的一端连接有出液头，且负吸管和出液头均位于储液筒外部。
有益效果6：基于储液装置可直接实现浓缩液的定量导出，因此在进行检测时无需借助分液仪器，使得检测操作更为简单。
优选的，所述储液筒的一侧外壁上固定有防护套，且出液头插入防护套内；所述储液筒底部开设有凹槽，且凹槽与密封盖通过螺纹旋合连接
有益效果7：基于防护套对出液头进行防护，从而保证整体出液结构的卫生性；基于凹槽实现密封盖的限定，从而保证储液装置与采集装置配合时，不会出现密封盖丢失的问题。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明中密封盖的结构示意图；
图3为图1中的A处放大图；
图4为本发明中储液装置的结构示意图；
图中：检测装置-1、PCR检测仪-11、离心管-12、管架-13、储液装置-14、储液筒-141、密封盖-142、导液管-143、负吸管-144、出液头-145、防护套-146、凹槽-147、采集装置-2、进出料组件-21、料管-211、气管-212、双向料泵-213、富集组件-22、虹吸管-221、吸料机构-222、囊状管-2221、挤压板-2222、电推杆-2223、富集滤膜-223、导流活塞-224、升降机构-225、出液阀-226、出液管-227、密封盖板-228、循环组件-23、进液管-231、循环管-232、三通电磁阀-233、紫外线灯-234、控制组件-24、供电组件-25。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-3，本发明提供了一种病原微生物检测系统，包括检测装置1和采集装置2，且基于采集装置2采集带有病原微生物的浓缩液，基于检测装置1对浓缩液中的病原微生物含量进行检测；采集装置2包括：
进出料组件21，用于收集待测目标；
富集组件22，与进出料组件21连接，并对收集的待测目标中的病原微生物进行富集，以获取带有病原微生物的浓缩液；
循环组件23，与富集组件22，用于承接富集后多余的清液；
控制组件24，用于自动化控制采集装置2；
供电组件25，用于为采集装置2提供移动电源。
请参阅图1和图4，针对上述检测系统，本发明还提供了一种病原微生物检测装置，包括：PCR检测仪11，同于进行病原微生物的荧光变温检测；
离心管12，用于混合带有病原微生物的浓缩液与检测试剂；
管架13，用于放置离心管12，并摆放于PCR检测仪11内部；
储液装置14，用于从采集装置2中承接带有病原微生物的浓缩液，并储存；还用于将带有病原微生物的浓缩液等量分流至离心管12内。
实施例1
利用整体系统进行空气中病原微生物的检测：
优选的，进出料组件21包括料箱，且料箱上安装有料管211和气管212，料管211上连接有双向料泵213，且位于料箱内部的料管211端口低于气管212端口。
本实施例中，进出料组件21和循环组件23中均储有生理盐水，并结合图1可知，料管211的端口延伸至生理盐水的液面之下，而气管212的端口位于生理盐水的液面之上；具体：
利用进出料组件21进行空气中病原微生物的进料采集原理为：通过双向料泵213(本实施例中为气泵)吸入采集装置2外部的空气，使得空气通入生理盐水中，从而使空气中的病原微生物截留于生理盐水中，而气体则浮出液面，并通过气管212排出，以免料箱中的气压过大。具体，该采集过程中，由控制组件24进行双向料泵213的控制驱动，其控制驱动包括进料方向、进料时间和进料速度；而对于控制组件24而言，上述控制驱动可基于预先设定的控制程序实现，也可结合无线通信技术进行远程操控实现。
优选的，富集组件22包括富集箱，且富集箱与料箱之间连接有虹吸管221，富集箱内由上至下依次安装有吸料机构222、富集滤膜223、导流活塞224和升降机构225，其中吸料机构222的顶端与虹吸管221连接，升降机构225的顶端与导流活塞224连接，实现导流活塞224的上下升降。
进一步的，吸料机构222包括连接于虹吸管221上的囊状管2221，以及对称设置于囊状管2221两侧的挤压件，且挤压件包括挤压板2222和电推杆2223。
更进一步的，富集组件22还包括安装于富集箱一侧的出液组件，且出液组件包括出液阀226、出液管227和密封盖板228，出液管227的进出两端分别贯穿出液阀226和密封盖板228，且出液管227的一端位于富集滤膜223上方。
采集完成后，由控制组件24控制吸料机构222启动，即启动两个电推杆2223，以推动两个挤压板2222挤压囊状管2221，从而使囊状管2221内形成压扁负压状态，然后快速回缩电推杆2223，囊状管2221回弹，通过虹吸管221吸入料箱内带有病原微生物的生理盐水，生理盐水流向富集滤膜223，以通过富集滤膜223进行病原微生物的过滤(具体，富集滤膜223采用过滤法中常用的滤膜，能保证液体流过，而病原微生物阻隔于滤膜表面)；在此状态下，基于升降机构225的限制，使得导流活塞224限定于进液管231端口的下方，从而保证经富集滤膜223过滤后所产生的的生理盐水清液，能通过进液管231流回至循环组件23内(具体，对于升降机构225，可由电动伸缩杆、电动气缸、液压缸等设备构成)。
优选的，循环组件23包括：进液管231，与富集箱连接，实现富集过滤后清液的收集；循环管232，其上安装有循环泵，与料箱连接，并与供电组件25的外表壁接触；两个三通电磁阀233，安装于循环管232上，其中一个三通电磁阀233与富集箱之间连接有反流管，且反流管与循环管232的分流比例为1:5～10，另一个三通电磁阀233上连接有排液管，且排液管延伸至采集装置2外部。
进一步的，富集箱内部的顶壁上还安装有紫外线灯234，以实现循环清液的紫外线杀菌消毒。
生理盐水清液流回至循环箱后经紫外线灯234进行进一步的杀菌消毒，而后通过循环泵将生理盐水清液导出，具体，生理盐水清液在经过第一个三通电磁阀233(b)时，产生一定分流，优选分流比例为1:10，即1/10的清液回流至富集组件22内，此时基于升降机构225的限制，使得导流活塞224位于进液管231端口的上方，反流管端口的下方，以保证上述反流的有效实现；而9/10的清流也则经过循环管232和第二个三通电磁阀233回流至进出料组件21内。
循环一次上述操作，以实现进出料组件21和富集组件22的清洗，避免整体采集过程中出现病原微生物残留现象。
完成上述操作后，即可进行排液操作，即排出带有病原微生物的浓缩液；基于上述反流的1/10清液，驱动导流活塞224上移，从而实现清液对富集滤膜223的反洗，此时富集滤膜223上附有的病原微生物则混入1/10清液中，实现浓缩液的成型，直至导流活塞224贴紧富集滤膜223底部后停止上移，此时开启出液阀226，使得出液管227导通，浓缩液则通过出液管227排出。
优选的，储液装置14包括顶部开口的储液筒141，以及与储液筒141开口螺纹旋接的密封盖142，储液筒141的一侧贯穿有导液管143，且导液管143上负吸管144，导液管143的一端连接有出液头145，且负吸管144和出液头145均位于储液筒141外部。
进一步的，储液筒141的一侧外壁上固定有防护套146，且出液头145插入防护套146内；储液筒141底部开设有凹槽147，且凹槽147与密封盖142通过螺纹旋合连接。
在整体系统中，检测装置1中的储液装置14与出液组件配合，结合图3及图4，密封盖142上开设有通孔，储液筒141底部开设有盲孔，在密封盖142与凹槽147相连接时，通孔与盲孔刚好对应，而采集装置2上对应设有限位销，限位销插入通孔和盲孔内，使得储液装置14限定于采集装置2上，而密封盖板228则压紧于储液筒141顶部，且此时的储液筒141顶部也处于开启状态，因此有效实现储液装置14与出液组件的配合，从而保证浓缩液流入储液装置14中。完成出液后，卸下储液装置14，将密封盖142重新拧入储液筒141的开口处，实现储液装置14的密封携带。
基于检测装置1进行检测时：对离心管12编号，并对应摆入管架13内；将出液头145从防护套146内取出，并插入离心管12内，按压负吸管144，基于吸料机构222相同的原理实现储液装置14中浓缩液的析出，以实现浓缩液向离心管12中的定量导出。导出完成后，向离心管12内添入检测试剂，并将整体管架13放入PCR检测仪11中进行自动检测，获取对应浓缩液中病原微生物的检测结果。
实施例2
利用整体系统进行水中病原微生物的检测：
大致原理与上述空气检测原理相同，但本实施例中，进出料组件21和循环组件23中均无生理盐水。进料时，由料管211吸入待测目标水即可；而完成循环清洗后，启动双向料泵213(本实施例中为水泵)，与料管211配合，进行水清液的出料，在此过程中，能一起排出进出料组件21中基于虹吸后残留的杂质。综上，对双向料泵213，可基于泵体和电磁换向阀组合而成，以此以一个泵实现双向导料。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.病原微生物检测系统，其特征在于，包括检测装置(1)和采集装置(2)，且基于采集装置(2)采集带有病原微生物的浓缩液，基于检测装置(1)对浓缩液中的病原微生物含量进行检测；
所述采集装置(2)包括：
进出料组件(21)，用于收集待测目标；
富集组件(22)，与进出料组件(21)连接，并对收集的待测目标中的病原微生物进行富集，以获取带有病原微生物的浓缩液；
循环组件(23)，与富集组件(22)，用于承接富集后多余的清液；
控制组件(24)，用于自动化控制所述采集装置(2)；
供电组件(25)，用于为所述采集装置(2)提供移动电源。
2.根据权利要求1所述的病原微生物检测系统，其特征在于：所述进出料组件(21)包括料箱，且料箱上安装有料管(211)和气管(212)，所述料管(211)上连接有双向料泵(213)，且位于料箱内部的料管(211)端口低于气管(212)端口。
3.根据权利要求2所述的病原微生物检测系统，其特征在于：所述富集组件(22)包括富集箱，且富集箱与料箱之间连接有虹吸管(221)，所述富集箱内由上至下依次安装有吸料机构(222)、富集滤膜(223)、导流活塞(224)和升降机构(225)，其中所述吸料机构(222)的顶端与虹吸管(221)连接，所述升降机构(225)的顶端与导流活塞(224)连接，实现导流活塞(224)的上下升降。
4.根据权利要求3所述的病原微生物检测系统，其特征在于：所述吸料机构(222)包括连接于虹吸管(221)上的囊状管(2221)，以及对称设置于囊状管(2221)两侧的挤压件，且挤压件包括挤压板(2222)和电推杆(2223)。
5.根据权利要求3所述的病原微生物检测系统，其特征在于：所述富集组件(22)还包括安装于富集箱一侧的出液组件，且出液组件包括出液阀(226)、出液管(227)和密封盖板(228)，所述出液管(227)的进出两端分别贯穿出液阀(226)和密封盖板(228)，且出液管(227)的一端位于富集滤膜(223)上方。
6.根据权利要求5所述的病原微生物检测系统，其特征在于：所述循环组件(23)包括：
循环箱，用于储存富集过滤后的清液；
进液管(231)，与富集箱连接，实现富集过滤后清液的收集；
循环管(232)，其上安装有循环泵，与料箱连接，并与所述供电组件(25)的外表壁接触；
两个三通电磁阀(233)，安装于循环管(232)上，其中一个所述三通电磁阀(233)与富集箱之间连接有反流管，且反流管与循环管(232)的分流比例为1:5～10，另一个所述三通电磁阀(233)上连接有排液管，且排液管延伸至所述采集装置(2)外部。
7.根据权利要求6所述的病原微生物检测系统，其特征在于：所述富集箱内部的顶壁上还安装有紫外线灯(234)，以实现循环清液的紫外线杀菌消毒。
8.病原微生物检测装置，为权利要求1-7中任意一项的所述富集箱，其特征在于，包括：
所述PCR检测仪(11)，同于进行病原微生物的荧光变温检测；
所述离心管(12)，用于混合带有病原微生物的浓缩液与检测试剂；
所述管架(13)，用于放置离心管(12)，并摆放于PCR检测仪(11)内部；
所述储液装置(14)，用于从所述采集装置(2)中承接带有病原微生物的浓缩液，并储存；还用于将带有病原微生物的浓缩液等量分流至离心管(12)内。
9.根据权利要求8所述的病原微生物检测装置，其特征在于：所述储液装置(14)包括顶部开口的储液筒(141)，以及与储液筒(141)开口螺纹旋接的密封盖(142)，所述储液筒(141)的一侧贯穿有导液管(143)，且导液管(143)上负吸管(144)，所述导液管(143)的一端连接有出液头(145)，且负吸管(144)和出液头(145)均位于储液筒(141)外部。
10.根据权利要求9所述的病原微生物检测装置，其特征在于：所述储液筒(141)的一侧外壁上固定有防护套(146)，且出液头(145)插入防护套(146)内；所述储液筒(141)底部开设有凹槽(147)，且凹槽(147)与密封盖(142)通过螺纹旋合连接。
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