CN112051188A - 一种密度测量设备及基于其的密度法测量蛋白质含量的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种密度测量设备及基于其的密度法测量蛋白质含量的方法，其中，密度测量设备包括：壳体、重量传感器、支撑座、缓存管、摄像机、第一控制器、废液收集容器、空气泵、显示器以及操作，在壳体内安装有摄像机，摄像机用于对缓存管进行拍摄，摄像机、重量传感器、显示器以及操作面板均连接至第一控制器，显示器安装在壳体上表面上，操作面板用于向第一控制器输入参数和操控开闭，在壳体旁安装有空气泵和废液收集容器。该密度测量设备及基于其的密度法测量蛋白质含量的方法解决现有技术中因检测方法步骤繁琐而导致检测效率低的问题。

Description

一种密度测量设备及基于其的密度法测量蛋白质含量的方法

技术领域

本发明涉及血液白蛋白或免疫球蛋白检测设备，具体涉及一种密度测量设备及基于其的密度法测量蛋白质含量的方法。

背景技术

血液白蛋白或免疫球蛋白生物制品中主要包括：目标蛋白质、水和杂蛋白，每个生产厂家生产的杂蛋白不一样，杂蛋白的含量是极少的，但是每个生产厂家生产的产品中杂蛋白与目标蛋白质的关系是基本一定的，目标蛋白质含量与整个产品密度是又一定关系的。

中国专利中公开了一种申请号为CN200910082087.0的检测溶液中蛋白质含量的方法，该方法包括：调节缓冲溶液的pH值到蛋白质的等电点之下，选用在溶液中始终带正电的色素指示剂，将待测蛋白质与色素指示剂共同溶于缓冲溶液中，蛋白质分子与色素指示剂在光波导表面形成竞争吸附，连续记录吸收光谱随时间的变化，直到吸收光谱随时间不再变化，即竞争吸附达到平衡状态；在此过程中，通过探测色素指示剂对导波光的吸收谱随时间的变化情况来检测溶液中蛋白质的含量；或通过探测光波导输出光强度随时间的变化情况来检测溶液中蛋白质的含量。该方法虽然能实现对溶液中蛋白质含量进行检测，但是该方法仍然存在的缺点为：

检测方法步骤繁琐，不方便检测，检测效率低。

发明内容

本发明要提供一种密度测量设备及基于其的密度法测量蛋白质含量的方法，解决现有技术中因检测方法步骤繁琐而导致检测效率低的问题。

为实现上述目的，本发明采用了如下的技术方案：

本发明首先提出了一种密度测量设备，包括：壳体、重量传感器、支撑座、缓存管、摄像机、第一控制器、废液收集容器、空气泵、显示器以及操作面板，壳体内设置有重量传感器，重量传感器上安装有支撑座，支撑座上安装有缓存管，缓存管为U型结构，缓存管用于缓存待检测溶液，缓存管弯曲端位于壳体内，缓存管两直线端伸出壳体，缓存管两直线端分别为缓存管输入端和缓存管输出端，缓存管弯曲端所在位置低于缓存管两直线端所在位置，缓存管采用透明材料制成，在壳体内安装有摄像机，摄像机用于对缓存管进行拍摄，摄像机、重量传感器、显示器以及操作面板均连接至第一控制器，显示器安装在壳体上表面上，操作面板用于向第一控制器输入参数和操控开闭，在壳体旁安装有空气泵和废液收集容器，废液收集容器用于通过与缓存管输出端连通收集废液，空气泵用于通过与缓存管输入端连通将缓存管内液体吹出。

优选的是，空气泵输出端连通至第一软管一端，第一软管另一端连通至第一硬管一端，第一硬管另一端上安装有用于压紧在缓存管输入端上的第一密封圈，废液收集容器连通至第二软管一端，第二软管另一端连通至第二硬管一端，第二硬管另一端上安装有用于压紧在缓存管输出端上的第二密封圈。

优选的是，第一硬管和第二硬管连接至旋转架上，旋转架铰接至一安装轴，安装轴固定至壳体上，旋转架与安装轴的连接处安装有限转机构，限转机构用于限制旋转架相对安装轴旋转。

优选的是，旋转架包括：第一架体以及第二架体，第一架体与安装轴铰接，第二架体能相对第一架体在安装轴径向上运动，限转机构与第二架体相连，第一架体和第二架体之间安装有弹性件，弹性件弹力下能保持限转机构限制第一架体相对安装轴旋转、第一硬管将第一密封圈压紧在缓存管输入端且第二硬管将第二密封圈压紧在缓存管输出端。

本发明还提出了一种密度法测量蛋白质含量的方法，包括如下步骤：

S1、使用注射器吸取待测试溶液；

S2、使用注射器将待测试溶液通过缓存管输入端注射到缓存管内；

S3、启动摄像机，拍摄装有待检测溶液的缓存管照片，同时重量传感器检测装有待检测溶液的缓存管的总重量M；

S4、第一控制器从摄像机获得装有待检测溶液的缓存管照片，并从重量传感器获得装有待检测溶液的缓存管的总重量M；

S5、第一控制器根据装有待检测溶液的缓存管照片测量待检测溶液边缘到缓存管弯曲端端面距离L；

S6、第一控制器根据以下公式计算待检测溶液中蛋白质的含量P：

P＝a₀+a₁M+a₂M²+a₃M³+b₁L+b₂L²+b₃L³

式中，a₀、a₁、a₂、a₃、b₁、b₂、b₃均为常数

S7、第一控制器控制显示器显示出测试结果。

相比于现有技术，本发明具有如下有益效果：

在使用前需要对设备进行调试，调试时需要输入10组以上待测试溶液的参数(每组待测试溶液的参数包括：待测试溶液体积V、总重量M、L(此数据是将该体积待测试溶液注射到缓存管内后，摄像机拍摄照片，第一控制器通过图像处理技术识别待检测溶液边缘，然后计算得到待检测溶液边缘到到缓存管弯曲端端面距离L)以及蛋白质含量P(此数据是通过传统检测方法获得的))，然后第一控制器通过已知的10组以上待测试溶液的参数统计计算，通过曲线拟合方法得到a₀、a₁、a₂、a₃、b₁、b₂、b₃，从而方便后续计算。操作时仅仅需要将待检测溶液注射到缓存管内，然后将测试完后的检测溶液吹出即可，方便了操作，提高了操作效率。由于杂蛋白的含量是极少的，因此对于测量结果影响是极小的。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1为密度测量设备沿缓存管中心线所在平面剖开后的示意图；

图2为图1中旋转架处的放大图；

图3为密度测量设备沿竖直方向剖开后的示意图。

附图标记：壳体1、安装轴10、重量传感器2、支撑座3、缓存管4、摄像机5、第一控制器6、显示器7、操作面板8、第一硬管91、第一软管92、第一密封圈93、第二硬管94、第二软管95、第二密封圈96、旋转架97、第一架体971、第二架体972、按动块973、限转机构98、齿环981、卡销982、卷簧99、标记体10、挡网11、电磁铁121、永磁体122、开关三极管123、正极片124、负极片125、导电片126、命令电源127、启动电源128、第二控制器129。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与作用更加清楚及易于了解，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步阐述：

如图1至图3所示，本发明首先提出了一种密度测量设备，包括：壳体1、重量传感器2、支撑座3、缓存管4、摄像机5、第一控制器6、废液收集容器(图中未示)、空气泵(图中未示)、显示器7以及操作面板8，壳体1内设置有重量传感器2，重量传感器2上安装有支撑座3，支撑座3上安装有缓存管4，缓存管4为U型结构，缓存管4用于缓存待检测溶液，缓存管4弯曲端位于壳体1内，缓存管4两直线端伸出壳体1，缓存管4两直线端分别为缓存管4输入端和缓存管4输出端，缓存管4弯曲端所在位置低于缓存管4两直线端所在位置，缓存管4采用透明材料制成，在壳体1内安装有摄像机5，摄像机5用于对缓存管4进行拍摄，摄像机5、重量传感器2、显示器7以及操作面板8均连接至第一控制器6，显示器7安装在壳体1上表面上，操作面板8用于向第一控制器6输入参数和操控开闭，在壳体1旁安装有空气泵和废液收集容器，废液收集容器用于通过与缓存管4输出端连通收集废液，空气泵用于通过与缓存管4输入端连通将缓存管4内液体吹出。

为了实现空气泵与缓存管4输入端的连通、废液收集容器与缓存管4输出端的连通，空气泵输出端连通至第一软管92一端，第一软管92另一端连通至第一硬管91一端，第一硬管91另一端上安装有用于压紧在缓存管4输入端上的第一密封圈93，废液收集容器连通至第二软管95一端，第二软管95另一端连通至第二硬管94一端，第二硬管94另一端上安装有用于压紧在缓存管4输出端上的第二密封圈96。

由于在注射待检测溶液时，如果缓存管4仍然与废液收集容器会影响缓存管4内气压，而导致测试结果不稳定或者影响待测试溶液进入到缓存管4内，因此需要将第二硬管94与缓存管4脱离，同时如果缓存管4与空气泵仍然连通，会阻碍注射待检测溶液，因此第一硬管91需要和第二硬管94同时与缓存管4脱离，为了方便第一硬管91和第二硬管94同时与缓存管4脱离，因此做了如下设计：第一硬管91和第二硬管94连接至旋转架97上，旋转架97铰接至一安装轴10，安装轴10固定至壳体1上，旋转架97与安装轴10的连接处安装有限转机构98，限转机构98用于限制旋转架97相对安装轴10旋转。

为了避免将第一硬管91和第二硬管94同时与缓存管4脱离时第一密封圈93和第二密封圈96摩擦受损，同时保证在第一硬管91和第二硬管94使用时与缓存管4之间的密封效果好，因此做了如下设计：旋转架97包括：第一架体971以及第二架体972，第一架体971与安装轴10铰接，第二架体972能相对第一架体971在安装轴10径向上运动，限转机构98与第二架体972相连，第一架体971和第二架体972之间安装有弹性件，弹性件弹力下能保持限转机构98限制第一架体971相对安装轴10旋转、第一硬管91将第一密封圈93压紧在缓存管4输入端且第二硬管94将第二密封圈96压紧在缓存管4输出端。

在缓存管4内标记体10，标记体10能漂浮在待检测溶液上，标记体10也能在自身重力下降落到缓存管4弯曲端内，在缓存管4的输入端和输出端均安装有挡网11，挡网11用于避免标记体10被吹出缓存管4。标记体10和其他部件颜色区别大，有利于后期图像处理区别出来，方便寻找边缘。

安装轴10一端与第一架体971之间有卷积腔，卷积腔内卷积有卷簧99，卷簧99一端与安装轴10固定，卷簧99另一端固定至第一架体971内壁，在卷簧99弹力下能保持第一硬管91将第一密封圈93压紧在缓存管4输入端、第二硬管94将第二密封圈96压紧在缓存管4输出端。

安装轴10另一端与第一架体971之间有安装腔，限转机构98安装在安装腔处。限转机构98包括：齿环981以及卡销982，齿环981与安装轴10固定，齿环981能与卡销982啮合，卡销982与第二架体972固定，卡销982能相对第一架体971在安装轴10径向上运动，弹性件将卡销982与第一架体971内壁连接。

弹性件为弹簧，弹簧一端与卡销982固定，弹簧另一端固定至第一架体971内壁。

该密度测量设备还包括：电控驱动装置，电控驱动装置用于使得卡销982与齿环981脱离。

电控驱动装置包括：电磁铁121、永磁体122、开关三极管123、正极片124、负极片125、导电片126、命令电源127、启动电源128以及第二控制器129，在第一架体971内安装有电磁铁121，在卡销982内安装有永磁体122，当电磁铁121通电后能使得卡销982与齿环981脱离，电磁铁121一端连接至开关三极管123集电极，开关三极管123发射极接地，电磁铁121另一端连接至启动电源128，开关三极管123的控制端连接第二控制器129输出端，第二控制器129输入端连接至负极片125，负极片125与正极片124相互间隔地安装在第一架体971内，导电片126安装在卡销982上，导电片126用于当卡销982与齿环981脱离时将正极片124和负极片125电连接，正极片124连接至命令电源127。

第一架体971与安装轴10之间有供手指伸入的间隙，第二架体972连接至按动块973一端，按动块973中部穿过第一架体971，按动块973另一端能伸入至第一架体971与安装轴10之间间隙。

本发明还提出了一种密度法测量蛋白质含量的方法，包括如下步骤：

S1、使用注射器吸取待测试溶液；

S2、使用注射器将待测试溶液通过缓存管4输入端注射到缓存管4内；

S3、启动摄像机5，拍摄装有待检测溶液的缓存管4照片，同时重量传感器2检测装有待检测溶液的缓存管4的总重量M；

S4、第一控制器6从摄像机5获得装有待检测溶液的缓存管4照片，并从重量传感器2获得装有待检测溶液的缓存管4的总重量M；

S5、第一控制器6根据装有待检测溶液的缓存管4照片测量待检测溶液边缘到缓存管4弯曲端端面距离L；

S6、第一控制器6根据以下公式计算待检测溶液中蛋白质的含量P：

式中，均为常数

S7、第一控制器6控制显示器7显示出测试结果。

步骤S2包括以下步骤：

S21、手握第一架体971，使得按动块973背离第二架体972的端部缩入到第一架体971内，负极片125向第二控制器129输入高电平，第二控制器129开始计时；(初始状态：按动块973背离第二架体972一端伸入到第一架体971与安装轴10之间间隙，在弹簧弹力下，第一硬管91将第一密封圈93压紧在缓存管4输入端，第二硬管94将第二密封圈96压紧在缓存管4输出端，卡销982与齿环981啮合)(此处按动按动块973是使得卡销982与齿环981脱离，与此同时，导电片126将正极片124和负极片125电接通，导电片126、正极片124和负极片125均采用导电材料制成，同时第一密封圈93与缓存管4输入端脱离，第二密封圈96与缓存管4输出端脱离，避免后续在旋转过程中第一密封圈93和第二密封圈96相对缓存管4发生摩擦而损坏，保证使用第一硬管91和第二硬管94时与缓存管4的密封性)

S22、通过转动第一架体971和第二架体972，使得第一硬管91和第二硬管94均与缓存管4偏离；(以使得缓存管4输入端和输出端均裸露在外)

S23、将吸取有待检测溶液的注射器尖端伸入到缓存管4内；

S24、推动注射器，将待检测溶液注射到缓存管4内。

上述步骤S2中，不需要手动将第一架体971和第二架体972旋转到初始位置，第二控制器129计时，5至10分钟后，第二控制器129启动开关三极管123闭合，电磁铁121通电，电磁铁121通电后，在卷簧99弹力下第一架体971和第二架体972自动旋转，旋转到第一硬管91与缓存管4输入端对准，第二硬管94与缓存管4输出端对准的位置，电磁铁121通电一段时间后，开关三极管123在第二控制器129的控制下断开，电磁铁121断电，第一架体971与安装轴10之间有一定摩擦力，且卷簧99有一定弹力，因此在第一架体971、第二架体972等的重力下不会自动旋转，弹簧弹力下能够使得卡销982与齿环981啮合，实现第一硬管91将第一密封圈93压紧在缓存管4输入端，第二硬管94将第二密封圈96压紧在缓存管4输出端。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (5)

1.一种密度测量设备，其特征在于，包括：壳体、重量传感器、支撑座、缓存管、摄像机、第一控制器、废液收集容器、空气泵、显示器以及操作面板，壳体内设置有重量传感器，重量传感器上安装有支撑座，支撑座上安装有缓存管，缓存管为U型结构，缓存管用于缓存待检测溶液，缓存管弯曲端位于壳体内，缓存管两直线端伸出壳体，缓存管两直线端分别为缓存管输入端和缓存管输出端，缓存管弯曲端所在位置低于缓存管两直线端所在位置，缓存管采用透明材料制成，在壳体内安装有摄像机，摄像机用于对缓存管进行拍摄，摄像机、重量传感器、显示器以及操作面板均连接至第一控制器，显示器安装在壳体上表面上，操作面板用于向第一控制器输入参数和操控开闭，在壳体旁安装有空气泵和废液收集容器，废液收集容器用于通过与缓存管输出端连通收集废液，空气泵用于通过与缓存管输入端连通将缓存管内液体吹出。

2.根据权利要求1所述的一种密度测量设备，其特征在于，空气泵输出端连通至第一软管一端，第一软管另一端连通至第一硬管一端，第一硬管另一端上安装有用于压紧在缓存管输入端上的第一密封圈，废液收集容器连通至第二软管一端，第二软管另一端连通至第二硬管一端，第二硬管另一端上安装有用于压紧在缓存管输出端上的第二密封圈。

3.根据权利要求2所述的一种密度测量设备，其特征在于，第一硬管和第二硬管连接至旋转架上，旋转架铰接至一安装轴，安装轴固定至壳体上，旋转架与安装轴的连接处安装有限转机构，限转机构用于限制旋转架相对安装轴旋转。

4.根据权利要求3所述的一种密度测量设备，其特征在于，旋转架包括：第一架体以及第二架体，第一架体与安装轴铰接，第二架体能相对第一架体在安装轴径向上运动，限转机构与第二架体相连，第一架体和第二架体之间安装有弹性件，弹性件弹力下能保持限转机构限制第一架体相对安装轴旋转、第一硬管将第一密封圈压紧在缓存管输入端且第二硬管将第二密封圈压紧在缓存管输出端。

5.一种密度法测量蛋白质含量的方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、使用注射器吸取待测试溶液；

S2、使用注射器将待测试溶液通过缓存管输入端注射到缓存管内；

S3、启动摄像机，拍摄装有待检测溶液的缓存管照片，同时重量传感器检测装有待检测溶液的缓存管的总重量M；

S4、第一控制器从摄像机获得装有待检测溶液的缓存管照片，并从重量传感器获得装有待检测溶液的缓存管的总重量M；

S5、第一控制器根据装有待检测溶液的缓存管照片测量待检测溶液边缘到缓存管弯曲端端面距离L；

S6、第一控制器根据以下公式计算待检测溶液中蛋白质的含量P：

P＝a₀+a₁M+a₂M²+a₃M³+b₁L+b₂L²+b₃L³

式中，a₀、a₁、a₂、a₃、b₁、b₂、b₃均为常数

S7、第一控制器控制显示器显示出测试结果。

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