CN114062228A - 一种具有鞘流阻抗传感器的细菌计数装置及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种具有鞘流阻抗传感器的细菌计数装置，包括：由管路依次连接的储液池、隔离池和计数池组件；上述储液池和上述隔离池之间连接有用于控制液体流速的装置；上述计数池组件包括宝石孔、前池、后池及电极，其中，上述前池和上述后池通过上述宝石孔相连通，在上述宝石孔两侧各有一个上述电极，上述前池包括前鞘液，上述后池包括后鞘液，上述前鞘液在上述前池的正压源与上述后池的负压源共同作用下使得上述待计数细菌样品从上述前池经过上述宝石孔进入上述后池。将鞘流技术引入本发明细菌计数装置中，使细菌可以一个一个按照排队的方式通过宝石孔而降低产生堵孔现象的风险。

Description

一种具有鞘流阻抗传感器的细菌计数装置及其方法

本申请要求2020年8月7日提交的、申请号为202010791059.2、发明名称为“一种具有鞘流阻抗传感器的细菌计数装置及其方法”的中国专利申请的优先权，其全部内容通过引用结合在本申请中。

技术领域

本发明涉及生物医药领域，特别涉及一种具有鞘流阻抗传感器的细菌计数装置及其方法。

背景技术

细胞计数仪大多是指测量血小板、白细胞、红细胞等个数的仪器。全自动细胞计数仪应用广泛，技术方案库尔特原理分析法一直是国际上认可的测量细胞及颗粒大小的标准对照方法，在血液学分析中一直占有重要位置。

现有技术中应用于细菌的计数装置及方法，还存在以下问题：①目前在市场上还不存在利用电阻计数法测量细菌个数的设备。②现有细胞计数仪宝石孔孔径适宜测量红细胞、白细胞等尺寸较大的，保证细胞能一个一个通过宝石孔；细菌个头较小，不能正常的一个一个通过宝石孔，测量细菌同一时间可能同时经过宝石孔的个数大于等于2个，造成计数不准确。③测量红细胞、白细胞等时，宝石孔如果小于50um的条件下，又会造成现有计数仪器的宝石孔堵孔现象，所以现有技术宝石孔孔径限制在50um以上。④手工操作：现有技术中细菌个数的判定采用显微镜能较容易、准确的测量他们的个数，也可以通过染色法、投影法或者照相制成图片，再按照放大倍数测算，耗费人力物力，用时较多，所以这些计数方法均没有在临床应用中进行大面积的推广。⑤手工操作：细菌的大小和形态随种类变化，有分支状、丝状、纺锤状、链状等，以上几种方法一旦遇到细菌重叠较多的时候利用现有技术便会很难判定个数。

因此如何设计一种快速准确且方便的针对细菌的自动化细菌计数装置是本发明所要解决的技术问题。

发明内容

本发明实施例提供了一种具有鞘流阻抗传感器的细菌计数装置及其方法，以至少解决现有技术中微小颗粒计数装置无法快速准确测量细菌个数的技术问题。

本发明实施例提供了一种具有鞘流阻抗传感器的细菌计数装置，包括：

采样组件，用于获取待计数细菌样品；

由管路依次连接的储液池、隔离池和计数池组件；

上述储液池和上述隔离池之间连接有用于控制液体流速的装置；

上述计数池组件包括宝石孔、前池、后池及电极，其中，上述前池和上述后池通过上述宝石孔相连通，在上述宝石孔两侧各有一个上述电极，上述前池包括前鞘液，上述后池包括后鞘液，上述前鞘液在上述前池的正压源与上述后池的负压源共同作用下使得上述待计数细菌样品从上述前池经过上述宝石孔进入上述后池；

电路控制系统，用于在检测到上述宝石孔两侧产生的脉冲信号的情况下，根据上述脉冲信号确定上述待计数细菌样品中细菌的数量，其中，上述脉冲信号用于表示上述待计数细菌样品中的细菌通过了上述宝石孔。

可选的，上述鞘流阻抗传感器还包括后鞘液隔离池，上述后鞘液隔离池包括连接至上述储液池的进液口和连接至上述后池的出液口，在上述后鞘液隔离池的进液口处连接有用于控制液体流速的装置。

可选的，上述鞘流阻抗传感器还包括整流区和加速区，上述待计数细菌样品在上述整流区由上述前鞘液在上述前池的正压源与上述后池的负压源共同作用下流经上述加速区从上述前池经过上述宝石孔进入上述后池。

可选的，上述电路控制系统包括：

第一处理器，用于检测上述脉冲信号，将上述脉冲信号传输给处理设备，并获取上述处理设备发送的上述待计数细菌样品中细菌的数量，其中，上述待计数细菌样品中细菌的数量根据上述脉冲信号所表示的细菌特征数据确定得到；或者

第二处理器，用于检测上述脉冲信号，并根据上述脉冲信号所表示的细菌特征数据确定上述待计数细菌样品中细菌的数量；以及

第一电源电路，用于通过上述电极向上述宝石孔提供恒定电流，其中，上述脉冲信号是在向上述宝石孔提供上述恒定电流的情况下由一个或多个上述细菌通过上述宝石孔触发产生的脉冲信号；或者

第二电源电路，用于通过上述电极向上述宝石孔提供恒定电压，其中，上述脉冲信号是在向上述宝石孔提供上述恒定电压的情况下由一个或多个上述细菌通过上述宝石孔触发产生的脉冲信号。

可选的，上述宝石孔的直径为第一目标直径范围内的直径，其中，上述第一目标直径范围用于在上述待计数细菌样品中的细菌通过上述宝石孔时一次仅允许一个细菌通过上述宝石孔；或

上述宝石孔的直径为第二目标直径范围内的直径，其中，上述第二目标直径范围用于在上述待计数细菌样品中的细菌通过上述宝石孔时一次允许多个细菌通过上述宝石孔。

可选的，在上述宝石孔的直径为第一目标直径范围内的直径的情况下，上述宝石孔的直径为30微米至70微米，和/或，上述宝石孔的长度为30微米至100微米。

可选的，在上述宝石孔的直径为第一目标直径范围内的直径的情况下，上述宝石孔的直径为40微米至60微米，和/或，上述宝石孔的长度为40微米至70微米。

本发明实施例还提供了一种具有鞘流阻抗传感器的细菌计数装置的计数方法，包括：

将待计数细菌样品加入到计数池组件，其中，上述计数池组件包括宝石孔、前池、后池及电极，其中，上述前池和上述后池通过上述宝石孔相连通，在上述宝石孔两侧各有一个上述电极，上述前池包括前鞘液，上述后池包括后鞘液，上述前鞘液在上述前池的正压源与上述后池的负压源共同作用下使得上述待计数细菌样品从上述前池经过上述宝石孔进入上述后池；在上述宝石孔两侧各有一个上述电极，在上述电极通电的情况下，上述宝石孔两侧之间具有预定电阻；

检测上述宝石孔两侧是否存在由于上述宝石孔两侧之间的电阻发生变化而产生的脉冲信号，其中，上述脉冲信号用于表示上述待计数细菌样品中的细菌通过了上述宝石孔；

在检测到上述宝石孔两侧产生的脉冲信号的情况下，获取根据上述脉冲信号确定出的上述待计数细菌样品中细菌的数量。

可选的，上述获取根据上述脉冲信号确定出的上述待计数细菌样品中细菌的数量，包括：

将上述脉冲信号传输给处理设备，并获取上述处理设备发送的上述待计数细菌样品中的细菌数量，其中，上述待计数细菌样品中的细菌数量根据上述脉冲信号所表示的细菌特征数据确定得到；或者

根据上述脉冲信号所表示的细菌特征数据确定出上述待计数细菌样品中的细菌数量。

可选的，上述宝石孔的直径为第一目标直径范围内的直径，其中，上述第一目标直径范围用于在上述待计数细菌样品中的细菌通过上述宝石孔时一次仅允许一个细菌通过上述宝石孔；或

上述宝石孔的直径为第二目标直径范围内的直径，其中，上述第二目标直径范围用于在上述待计数细菌样品中的细菌通过上述宝石孔时一次允许多个细菌通过上述宝石孔。

在上述宝石孔两侧各有一个上述电极，因为宝石孔两侧的上述电极形成了恒流源，而上述细菌为非传导性质，故上述细菌在通过上述宝石孔时产生电压脉冲信号，故能由上述方案根据上述脉冲信号确定上述待计数细菌样品中细菌的数量，“脉冲信号”可选为“电压脉冲信号”。

所述脉冲信号所表示的细菌特征数据，包括：通过调理电路放大、增益所述脉冲信号，通过低通滤波滤除噪声，通过缓冲限幅滤除超限幅值；通过脉冲识别、斜率识别、波峰检测、波谷检测、宽带检测等算法识别所述脉冲信号中具有所述细菌特征数据的信号。

上述宝石孔出现堵塞现象(堵孔)，分为完全堵孔与不完全堵孔，即上述宝石孔出现完全堵塞现象及上述宝石孔出现不完全堵塞现象。

如果发生完全堵孔，则计数量会异常而不能计数出正确结果，则采用上述灼烧组件以消除堵孔现象；但如果发生不完全堵孔，能显示数据，则直接影响测试结果，从观察计数时间能分辨出是否出现了不完全堵孔现象，即观察计数时间有一个参考值，如果上述细菌计数装置正常工作，微孔通畅，吸入上述待计数细菌样品的时间是固定的，当计数时间延长，则表示上述细菌计数装置的检测器发生了不完全堵孔现象，可选的，另一种方案或者发生堵孔时会有一个算法判断超限的数量，从而判断此次数据不准确，判定为堵孔现象或者受到外界干扰。

由于在装置正常工作状态下，已经设好了计数时间固定值，计数时间是均匀的，由于正常工作状态下，小孔电压基本稳定在一定范围内，如发生小孔电压升高或者计数量异常的情况，则证明上述宝石孔出现堵孔或者杂质干扰现象，堵孔原因有很多，大多数情况是因为多种细菌混合不均匀，或者不经常清洗宝石孔，则可能会出现非计数物质的堆积，从而产生堵孔。

可选的，还有一种通过电压区间来判断是否堵孔的方式，即电压分3个等级，分别为正常、偏高或异常，当电压变高时，则表示上述细菌计数装置的检测器发生了堵孔现象，偏高是微堵孔现象(即不完全堵孔现象)，异常是完全堵孔，正常即为不堵孔状态；如发生小孔电压升高或者计数量异常的情况，或者判断为基线异常，则证明上述宝石孔出现堵孔或者杂质或者干扰现象。

进一步地，上述计数池组件还可选的包括：

灼烧组件，用于在上述宝石孔出现堵塞现象时灼烧消除上述宝石孔的堵塞。

进一步地，上述灼烧组件用于在上述宝石孔出现堵塞现象时通过上述电极向上述宝石孔提供高于预定电压值的电压，以融化上述宝石孔中的堵孔物质。

与上述细菌计数装置相连接的计算机检测到堵孔之后，即计算机的报警或提示信息，可以人为的去执行高压灼烧去消除堵孔，即人为的点击计算机(PC端)上的操作按钮，启动高压灼烧电路，即正常计数的是直流电压(相对低压部分)，灼烧的时候是直流高压，灼烧的方式是高低压快速切换，高压灼烧过程中会形成高频，在通断电的瞬间，宝石孔两侧会产生拉弧放电，产生的电火花正好灼烧掉宝石孔孔中的堵孔物质。另一种可选的灼烧消除堵孔的方式为，当正常计数是通过开关电路提供稳定的低压成分时，灼烧用直流高压，灼烧时因为是高压，对待测液加热煮沸，将蛋白质成分融化消除以达到灼烧消除堵孔的效果。

进一步地，上述预定电压值的电压为90伏至110伏电压。

进一步地，上述预定电压值的电压为110伏电压。

进一步地，上述前池为塑胶材料。

进一步地，上述前池为聚甲醛材料。

进一步地，上述后池为塑胶材料。

进一步地，上述后池为聚甲醛材料。

塑胶材料，尤其聚甲醛材料机加工性能好，容易保证上述前池和上述后池的尺寸，结构更稳固。

本发明实施例提供的技术方案具有以下有益效果：

1)本发明实施例实现了利用电阻计数法测量细菌个数的装置自动化的应用，解决了现今细菌计数的时间慢，效率低的问题，实现了细菌计数速度快且准确的效果。

2)本发明实施例改进后的宝石孔，保证细菌能一个一个的通过微孔，防止重叠现象影响细菌个数的计量，实现了采用电阻计数法测量细菌个数，准确而高效；增设高压灼烧功能预防堵孔，如有堵孔现象，可选用灼烧功能消除堵孔，即确保在孔径变小的情况下，不容易出现上述宝石孔完全堵塞现象或上述宝石孔不完全堵塞现象。

3)针对性的设计细菌计数信号调理电路；增加信号调理电路，滤除了非细菌信号，精确的将细菌特征的信号识别出来，减少了误判断的情况。

4)鞘流阻抗计数传感器的计数性能更优于阻抗法细菌计数，原有阻抗计数池暴露出来被测量粒子有时不能单个通过宝石孔而产生的不能较好的对产生的M波进行区分而造成测量数量可能会不准确的技术问题能很好的被鞘流阻抗计数解决，在鞘流室中对被测粒子进行聚焦，使待测粒子形成约为被测粒子大小的液流，从而使粒子一个个有规律的通过小孔部位的计数部位。

附图说明

通过参考附图阅读下文的详细描述，本发明示例性实施方式的上述以及其他目的、特征和优点将变得易于理解。在附图中，以示例性而非限制性的方式示出了本发明的若干实施方式，其中：

图1示意性地示出了根据本发明实施方式的一种细菌计数装置整机示意图；

图1-1示意性地示出了根据本发明实施方式的一种细菌计数装置整机的运动吸样过程示意图；

图1-2示意性地示出了根据本发明实施方式的计数屏蔽盒的内部结构示意图；

图2示意性地示出了根据本发明实施方式的一种宝石孔的剖面结构示意图；

图3示意性地示出了根据本发明实施方式的一种孵育位的结构示意图；

图4示意性地示出了根据本发明实施方式的一种信号调理电路的流程示意图；

图5示意性地示出了根据本发明实施方式的一种具有鞘流阻抗传感器的计数池组件的局部剖面示意图；

图6示意性地示出了根据本发明实施方式的一种后鞘液与前鞘液走向示意图；

图7示意性地示出了根据本发明实施方式的一种在前池中的前鞘液与后池中的后鞘液走向示意图；

图8示意性地示出了根据本发明实施方式的一种具有鞘流阻抗传感器的细菌计数装置的液路图工作原理示意图。

具体实施方式

下面将参考若干示例性实施方式来描述本发明的原理和精神。应当理解，给出这些实施方式仅仅是为了使本领域技术人员能够更好地理解进而实现本发明，而并非以任何方式限制本发明的范围。相反，提供这些实施方式是为了使本申请公开更加透彻和完整，并且能够将本申请公开的范围完整地传达给本领域的技术人员。

本发明实施例提供了一种具有鞘流阻抗传感器的细菌计数装置，包括：

采样组件，用于获取待计数细菌样品；

由管路依次连接的储液池、隔离池和计数池组件；

上述储液池和上述隔离池之间连接有用于控制液体流速的装置；

上述计数池组件包括宝石孔、前池、后池及电极，其中，上述前池和上述后池通过上述宝石孔相连通，在上述宝石孔两侧各有一个上述电极，上述前池包括前鞘液，上述后池包括后鞘液，上述前鞘液在上述前池的正压源与上述后池的负压源共同作用下使得上述待计数细菌样品从上述前池经过上述宝石孔进入上述后池；

电路控制系统，用于在检测到上述宝石孔两侧产生的脉冲信号的情况下，根据上述脉冲信号确定上述待计数细菌样品中细菌的数量，其中，上述脉冲信号用于表示上述待计数细菌样品中的细菌通过了上述宝石孔。

由在上述隔离池的进液口位置处或者在靠近隔离池的进液口位置处设有控制液体流速的装置，有效地对从进液口流出的液体进行了降速处理，使加入的液体碰触到隔离池内壁或者隔离池底部液面的流速大大小于液体刚刚流出进液口时的流速，大大降低了加入的液体对隔离池内壁或者隔离池底部液面的冲击，从而大大降低了产生气泡的机率，减少了气泡对计数器的干扰，大大提高了仪器检测的准确性。

上述细菌计数装置整机示意图如图1所示，如图1及图1-1所示，上述细菌计数装置包括计数屏蔽盒1、采样组件2、孵育位24、柱塞泵25、信号调理电路3以及外壳4，上述采样组件2包括采样针22，上述外壳4内包括索道41，上述采样组件2、上述信号调理电路3和上述计数屏蔽盒1置于上述外壳4内，上述细菌计数装置的孵育位24也置于上述外壳4内，上述孵育位24可以是10个也可以是20个或者更多，相应变换结构即可，例如还可以换成图3所示的孵育位24的孔位结构，其中孔241为放置待测样本容器管的地方。

上述计数屏蔽盒1包括计数池组件，如图1-2及图8所示，上述计数池组件在本实施例中具体为鞘流计数池Q16，上述鞘流计数池Q16与上述采样组件2固定连接，上述计数屏蔽盒1还包括后鞘液隔离池Q9、预混匀池Q10、鞘液储蓄池Q11、鞘流计数池Q16以及废液隔离池Q7，由管路依次连接上述预混匀池Q10、鞘液储蓄池Q11、上述后鞘液隔离池Q9、上述鞘流计数池Q16以及上述废液隔离池Q7，即上述储液池在本实施例中具体体现为上述鞘液储蓄池Q11，上述隔离池在本实施例中具体体现为上述后鞘液隔离池Q9，如图8所示，上述后鞘液隔离池Q9的一端通过连接通道与上述鞘液储蓄池Q11相连，上述鞘流计数池Q16的前池进液口与上述鞘液储蓄池Q11相连，上述后鞘液隔离池Q9与如图5所示的上述鞘流计数池Q16的后鞘液入口Q1连通。

上述信号调理电路3如图4所示，上述信号调理电路3置于如图1-1所示的索道41下，即置于上述细菌计数装置内，上述信号调理电路3与上述计数池组件(鞘流计数池Q16)内的内电极与外电极连接，上述信号调理电路3包括信号采集板，主控板等，上述外壳4位于上述计数池组件(鞘流计数池Q16)、上述采样组件2以及上述信号调理电路3的外侧，其中上述采样组件2包括运动机构，上述采样组件2通过上述运动机构采取细菌待测液放入上述计数池组件(鞘流计数池Q16)中，上述计数池组件(鞘流计数池Q16)由上述采样组件2带动在上述索道41上滑行。

上述鞘流计数池Q16的剖面结构示意图如图5所示，上述鞘流计数池Q16包括三通Q161、前池12、加速段Q162、前鞘液入口Q163、软管接头Q164、宝石孔11、密封圈Q165、后池13、后鞘液入口Q1、捕捉管Q166以及样本针Q167，连接方式如图5所示，其中上述样本针Q167为样本液的通道，样本液由上述三通Q161进入，如图8所示，上述三通Q161的结构为连接V6、V7与鞘流计数池的一个接头，上述三通Q161的其中一个通道连接V6，另外一个通道连接V7，另外一个通道连接如图5所示的样本针Q167，上述样本针Q167镶嵌在上述前池12内部，上述前鞘液入口Q163处的液体只能由外至内，样本液通过上述三通Q161和上述样本针Q167之后在前鞘流的作用下进入上述加速段Q162经过加速，通过上述宝石孔11进入上述后池13部分，后鞘流也是只能由外向内与上述捕捉管Q166相连通，其中前鞘流从上述前鞘液入口Q163进入，后鞘流从上述后鞘液入口Q1进入，上述前池12与上述后池13用塑胶材料，本实施例所述鞘流与鞘液是指的同一个意思。

上述内电极以及上述外电极的测量信号强度为对细菌进行计数的感受器。因为稀释液具有导电性，当在两电极之间加一定的电压时，上述宝石孔11的微孔之间有一定的电阻，而细胞具有非导电性，当有细胞进入小孔时，就会改变小孔间的电阻，从而在电路中产生一个脉冲信号，将脉冲信号进行处理传到PC端分析，根据脉冲的个数以及脉冲幅度等特性就能测出细胞的数量、大小等参数并进行统计，工作原理图如图4所示，通过细菌计数装置的电阻计数，得到上述细菌待测液的细菌数量，传送给PC(电脑)端。

上述信号调理电路3的结构示意图如图4所示，为信号处理板上的信号调理电路，采集微小信号，然后经过放大滤波，信号采集等将细菌个数上传。

上述细菌计数装置的采样组件的工作过程示意图如图1、图1-1及图1-2所示，当上述细菌计数装置工作时，上述采样组件2快速移动到指定位置，由上述柱塞泵25控制上述采样针22对上述孵育位24中的上述细菌待测液的初始混匀以及对上述细菌待测液的吸样，然后将上述细菌待测液吐入跟随上述采样组件2一起运动的上述鞘流计数池Q16的上述前池12中。

可选的，上述宝石孔11的结构示意图如图2所示，为兼顾细菌的测试信号强度及计数时间，上述宝石孔11的宝石孔孔径111(宝石孔直径)设置在30微米至70微米的范围内，优选40微米至60微米，上述宝石孔11的长度112为30微米至100微米，优选40微米至70微米，上述宝石孔孔径111为50微米，且上述宝石孔的长度112为50微米时最适合细菌的测量。

对同一待测标准菌液(大概标准菌数2500个/mL)用本设计测试不同宝石孔孔径的电阻计数的测试效果数据如下：

1)当宝石孔长度定为50微米时，不同孔径大小测得的每毫升细菌个数(换算之后的)数据对比如表1所示。

表1

分析证明，宝石孔孔径太小，会发生堵孔现象，造成测得的粒子数下降，如果宝石孔孔径越大，同一时间经过的粒子数增加，造成计数不准确，测得的粒子数也会下降。由上表可知，上述宝石孔孔径111为50微米时最优，即电阻计数的测试效果数据最好。

2)当宝石孔孔径定为50微米，不同宝石孔长度测得每毫升细菌个数(换算之后的)数据对比如表2所示。

表2

序号/长度	30um	40um	50um	60um	70um	80um	90um	100um
									1	1700	1800	2501	1650	1025	951	850	725
2	1750	1800	2488	1645	1030	988	845	730
									3	1705	1805	2493	1651	1050	993	851	750
4	1725	1795	2487	1648	1064	987	848	764
									5	1736	1796	2495	1646	1036	995	846	736
6	1710	1810	2510	1652	1037	910	852	737

分析证明，宝石孔孔径不变的情况下，如果宝石孔长度越长，同一时间经过的粒子数增加，造成计数不准确，测得的粒子数会下降；如果宝石孔长度过短因为流速很快，也会造成很多粒子测试不到，使得测得的粒子数会下降；由上表可知，上述宝石孔长度为50微米时最优，即电阻计数的测试效果数据最好。

由上表可知，上述宝石孔孔径111为50微米，且上述宝石孔长度112为50微米时最优，即电阻计数的测试效果数据最好，其他范围的宝石孔孔径以及宝石孔长度虽然计数效果没有50微米的效果好，但仍然可以计数，造成的计数不准确是相对而言，即同一个计数标准针对不同待测菌液，则对待测菌液的细菌数的趋势判断仍然是准确的，则表明其他宝石孔长度和孔径的规格依然能测量细菌计数的量级。

可选的，激光成型的宝石孔两侧各有一个铂电极，因为稀释液具有导电性，当在两电极之间加一定的电压时，微孔之间有一定的电阻，而细胞具有非导电性，当有细胞进入小孔时，就会改变小孔间的电阻，从而在电路中产生一个脉冲信号，将脉冲信号进行处理传到PC端分析，根据脉冲的个数以及脉冲幅度等特性就能测出细胞的数量、大小等参数并进行统计。

针对性的设计细菌计数信号调理电路与采集算法，通过放大信号，将有效信号完整保留，通过调节增益将有效信号调节到最有利于算法识别的放大倍数；低通滤波将高频噪声滤除，通过缓冲限幅将超限的幅值滤除，通过脉冲识别，斜率识别、波峰检测、波谷检测、宽带检测等算法精确的将细菌特征的信号识别出来，从而从脉冲信号获得细菌数量。

在上述脉冲信号包括第一类型的一组脉冲信号的情况下，上述电路控制系统或处理设备将上述第一类型的一组脉冲信号的个数确定为第一数量，其中，上述第一类型的一组脉冲信号中的每个脉冲信号是由一个上述细菌通过上述宝石孔触发产生的脉冲信号；在上述脉冲信号包括第二类型的一组脉冲信号的情况下，上述电路控制系统或处理设备将上述第二类型的一组脉冲信号的个数与预定数量之间的乘积确定为第二数量，其中，上述第二类型的一组脉冲信号中的每个脉冲信号是由上述预定数量的上述细菌同时通过上述宝石孔触发产生的脉冲信号。

在上述脉冲信号仅包括上述第一类型的一组脉冲信号的情况下，将上述待计数细菌样品中细菌的数量确定为上述第一数量；在上述脉冲信号仅包括上述第二类型的一组脉冲信号的情况下，将上述待计数细菌样品中细菌的数量确定为上述第二数量；在上述脉冲信号包括上述第一类型的一组脉冲信号和上述第二类型的一组脉冲信号的情况下，将上述待计数细菌样品中细菌的数量确定为上述第一数量与上述第二数量之和。

作为一种示例，本发明实施例中的所述电路控制系统或处理设备可以通过以下步骤确定所述脉冲信号是否包括第二类型的一组脉冲信号：

只能通过1个细菌时，是准确计数，2个细菌或3个细菌同时通过宝石孔所产生的第二类型的脉冲信号，上述第二类型的脉冲信号与上述第一类型的脉冲信号在误差范围内时，记为有效计数，否则报错重新计数或按误差值换算计数结果，但由于本发明技术方案采用了具有鞘流阻抗传感器的细菌计数装置对细菌进行计数，则在鞘流液的作用下，细菌可以一个一个按照排队的方式通过宝石孔，故细菌计数装置会按照上述第一类型的一组脉冲信号进行计数，即为只能通过1个细菌时的准确计数。

作为一种示例，在细菌通过宝石孔的过程中，可能会使得宝石孔产生堵塞，从而导致细菌的计数不准确。为了解决因宝石孔产生堵塞而导致的细菌的计数不准确的问题，本发明实施例还提供了宝石孔堵塞的检测方案和消除方案。

当然，本发明实施例提供的具有鞘流阻抗传感器的细菌计数装置基本不会遇到堵孔的现象，因为将鞘流技术引入本发明细菌计数装置中，使细菌可以一个一个按照排队的方式通过宝石孔，则井井有条的通过宝石孔而不会产生堵孔的现象。

但作为一种示例性的宝石孔堵塞的检测方案，本发明实施例还包括：在检测到上述前池和上述后池之前的电压超过预定阈值的情况下，确定出上述宝石孔存在堵塞，其中，上述前池为阳极，上述后池为阴极，上述宝石孔的堵塞越严重，上述宝石孔两侧之间的电阻就越大，上述前池和上述后池之间的电压就越大，上述预定阈值可以根据细菌数量的不同测量要求(例如，不同的测量精度)进行设置。

对于灼烧消除堵孔的方案，作为一种示例性的宝石孔堵塞的消除方案，本发明实施例还包括：高压灼烧。

灼烧的过程是在110V电压下，在小孔两端的电极上加上高频计数电压，正常计数的时候，计数电压是持续提供的直流电压，而在高压灼烧的时候，就会设计成间隔很短时间的通电断电，这样就形成高频，在通断电的瞬间，两个电极之间就会产生拉弧放电，电火花的发出点就是小孔，这样就会很轻易的将蛋白、碎片清除掉，也有的仪器设计成单独交流供电，在电极线的前端通过继电器或者可控硅来控制。可选的，也可通过高压煮沸加热融化蛋白质的方式来实现灼烧消除堵孔现象。

可选的，加样针将液体注入前池后，负压作用将前池液体带往后池，这样通过宝石孔，当有细菌通过宝石孔电压时，便会产生脉冲信号(提供的是恒流源，细菌通过代表电阻变化然后电压产生变化)，电路经过滤波，信号放大，然后在滤波，信号达到单片机，单片机进行AD采样的过程，单片机程序也有脉冲识别算法，处理好之后，便会上传到PC软件。处理信号的过程：AD采样大概采样10M量级，然后算法处理为若干K，这若干K，即总数、直方图信息，然后上传PC机。

可选的，上述细菌计数装置在工作过程中，液体流向的工作流程图如图8液路图所示，在加样计数之前，每一次计数之前，先会对上述鞘流计数池Q16进行清洗，首先，样本液从孵育位24由采样针22吸取到预混匀池Q10处，进行稀释，打开V6、V7阀门，由于负压源Q13与负压废液池Q8的作用将待测液从预混匀池Q10处吸取到管路中，然后关闭V6、V7阀；打开V1阀，利用正压源Q12由鞘液储蓄池Q11向后鞘液隔离池Q9补给液体，在后鞘液隔离池Q9里面的液体到达顶部之前，关闭V1阀，打开V5阀，后鞘液隔离池Q9中的液体通过限流管Q14进入计数池；打开V2阀，将鞘液储蓄池Q11的液体通过V2阀引入前池作为前鞘流，此时前鞘流在前池的正压源Q12与后池的负压源Q13的共同作用下通过小孔，打开阀V4，泵推动管路Q15中的待测液进入计数池，待测液Q6在前池12的出口处在前鞘液Q3的作用下收敛，逐步变细，加速，然后沿轴线在前鞘液/流Q3的包裹下按顺序挨个通过小孔，如图6和图7和图8所示，当待测液Q6进入后池13时，后鞘液Q2从后鞘液入口Q1进入，使待测液Q6按后鞘液/流Q2的方向依次流走。

本发明实施例中具有鞘流阻抗传感器的细菌计数装置与不具有鞘流阻抗传感器的电阻抗细菌计数装置的试验对比如下：

经过对比，用本发明实施例中具有鞘流阻抗传感器的细菌计数装置测量的菌液鞘流数量明显比不具有鞘流阻抗传感器的电阻抗细菌计数装置测得数量高。

菌液麦氏值(浊度值)为0.5，不具有鞘流阻抗传感器的电阻抗细菌计数装置2小时测试数据如表3所示：

表3

菌液麦氏值(浊度值)为0.5，具有鞘流阻抗传感器的细菌计数装置2小时测试数据如表4所示：

表4

因此，由表3及表4的结果可知，具有鞘流阻抗传感器的细菌计数装置测量的细菌数量明显比不具有鞘流阻抗传感器的电阻抗细菌计数装置测得的细菌数量高，故具有鞘流阻抗传感器的细菌计数装置测量细菌数量时更加准确。

当样本/待测液注入时，T型三通两直端注入，T形端与样本针(装有样本/待测液)连接，减小样本准备时间；

鞘流阻抗传感器与流体接触材料均选用耐强碱性试剂腐蚀，满足与探头清洗液试剂兼容性。

后鞘液隔离池Q9用于提供上述鞘流计数池Q16后池的鞘液，上述后鞘液隔离池Q9包括池体、进液口、出液口、气体入口、浮子传感器；

测量过程中后鞘液隔离池Q9的池体内液体能保持一定的液面高度，重力驱动后鞘液，并且防止气体进入后池影响计数；测量过程保证入液口与池内液面有效隔离；出液口接适当节流管。

废液隔离池Q7用于计数池后池废液与其他液体隔离的废液池，废液隔离池Q7能正常排液和正常打入气泡；废液隔离池Q7的材料必须为化学惰性材料；废液隔离池Q7的上端留有一进液口与传感器后池排废液口连接；废液隔离池Q7有一溢液口与大气相连；废液隔离池Q7有一排液口将废液排除。

废液隔离池Q7的上端进液管的下端口到底部之间的容积大于该通道测量时用液量；废液隔离池Q7要求隔离室与计数池连接合理，可靠，不漏气、不漏液；废液隔离池Q7为保证隔离质量，隔离室入液口伸入室内10mm。

应当注意，尽管在上文详细描述中提及了装置的若干单元，但是这种划分仅仅是示例性的并非强制性的。实际上，根据本发明的实施方式，上文描述的两个或更多单元的特征和功能可以在一个单元中具体化。反之，上文描述的一个单元的特征和功能可以进一步划分为由多个单元来具体化。

此外，尽管在附图中以特定顺序描述了本发明方法的操作，但是，这并非要求或者暗示必须按照该特定顺序来执行这些操作，或是必须执行全部所示的操作才能实现期望的结果。附加地或备选地，可以省略某些步骤，将多个步骤合并为一个步骤执行，和/或将一个步骤分解为多个步骤执行。

虽然已经参考若干具体实施方式描述了本发明的精神和原理，但是应该理解，本发明并不限于所公开的具体实施方式，对各方面的划分也不意味着这些方面中的特征不能组合以进行受益，这种划分仅是为了表述的方便。本发明旨在涵盖所附权利要求的精神和范围内所包括的各种修改和等同布置。

Claims (10)

1.一种具有鞘流阻抗传感器的细菌计数装置，其特征在于，包括：

采样组件，用于获取待计数细菌样品；

由管路依次连接的储液池、隔离池和计数池组件；

所述储液池和所述隔离池之间连接有用于控制液体流速的装置；

所述计数池组件包括鞘流阻抗传感器，所述鞘流阻抗传感器包括宝石孔、前池、后池及电极，其中，所述前池和所述后池通过所述宝石孔相连通，在所述宝石孔两侧各有一个所述电极，所述前池包括前鞘液，所述后池包括后鞘液，所述前鞘液在所述前池的正压源与所述后池的负压源共同作用下使得所述待计数细菌样品从所述前池经过所述宝石孔进入所述后池；

电路控制系统，用于在检测到所述宝石孔两侧产生的脉冲信号的情况下，根据所述脉冲信号确定所述待计数细菌样品中细菌的数量，其中，所述脉冲信号用于表示所述待计数细菌样品中的细菌通过了所述宝石孔。

2.如权利要求1所述的细菌计数装置，其特征在于，

所述鞘流阻抗传感器还包括后鞘液隔离池，所述后鞘液隔离池包括连接至所述储液池的进液口和连接至所述后池的出液口，在所述后鞘液隔离池的进液口处连接有用于控制液体流速的装置。

3.如权利要求2所述的细菌计数装置，其特征在于，

所述鞘流阻抗传感器还包括整流区和加速区，所述待计数细菌样品在所述整流区由所述前鞘液在所述前池的正压源与所述后池的负压源共同作用下流经所述加速区从所述前池经过所述宝石孔进入所述后池。

4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述电路控制系统包括：

第一处理器，用于检测所述脉冲信号，将所述脉冲信号传输给处理设备，并获取所述处理设备发送的所述待计数细菌样品中细菌的数量，其中，所述待计数细菌样品中细菌的数量根据所述脉冲信号所表示的细菌特征数据确定得到；或者

第二处理器，用于检测所述脉冲信号，并根据所述脉冲信号所表示的细菌特征数据确定所述待计数细菌样品中细菌的数量；以及

第一电源电路，用于通过所述电极向所述宝石孔提供恒定电流，其中，所述脉冲信号是在向所述宝石孔提供所述恒定电流的情况下由一个或多个所述细菌通过所述宝石孔触发产生的脉冲信号；或者

第二电源电路，用于通过所述电极向所述宝石孔提供恒定电压，其中，所述脉冲信号是在向所述宝石孔提供所述恒定电压的情况下由一个或多个所述细菌通过所述宝石孔触发产生的脉冲信号。

5.如权利要求1至4中任一项所述的装置，其特征在于，所述宝石孔的直径为第一目标直径范围内的直径，其中，所述第一目标直径范围用于在所述待计数细菌样品中的细菌通过所述宝石孔时一次仅允许一个细菌通过所述宝石孔；或

所述宝石孔的直径为第二目标直径范围内的直径，其中，所述第二目标直径范围用于在所述待计数细菌样品中的细菌通过所述宝石孔时一次允许多个细菌通过所述宝石孔。

6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，在所述宝石孔的直径为第一目标直径范围内的直径的情况下，所述宝石孔的直径为30微米至70微米，和/或，所述宝石孔的长度为30微米至100微米。

7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，在所述宝石孔的直径为第一目标直径范围内的直径的情况下，所述宝石孔的直径为40微米至60微米，和/或，所述宝石孔的长度为40微米至70微米。

8.一种具有鞘流阻抗传感器的细菌计数装置的计数方法，其特征在于，包括：

将待计数细菌样品加入到计数池组件，其中，所述计数池组件包括鞘流阻抗传感器，所述鞘流阻抗传感器包括宝石孔、前池、后池及电极，其中，所述前池和所述后池通过所述宝石孔相连通，在所述宝石孔两侧各有一个所述电极，所述前池包括前鞘液，所述后池包括后鞘液，所述前鞘液在所述前池的正压源与所述后池的负压源共同作用下使得所述待计数细菌样品从所述前池经过所述宝石孔进入所述后池；在所述宝石孔两侧各有一个所述电极，在所述电极通电的情况下，所述宝石孔两侧之间具有预定电阻；

检测所述宝石孔两侧是否存在由于所述宝石孔两侧之间的电阻发生变化而产生的脉冲信号，其中，所述脉冲信号用于表示所述待计数细菌样品中的细菌通过了所述宝石孔；

在检测到所述宝石孔两侧产生的脉冲信号的情况下，获取根据所述脉冲信号确定出的所述待计数细菌样品中细菌的数量。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述获取根据所述脉冲信号确定出的所述待计数细菌样品中细菌的数量，包括：

将所述脉冲信号传输给处理设备，并获取所述处理设备发送的所述待计数细菌样品中的细菌数量，其中，所述待计数细菌样品中的细菌数量根据所述脉冲信号所表示的细菌特征数据确定得到；或者

根据所述脉冲信号所表示的细菌特征数据确定出所述待计数细菌样品中的细菌数量。

10.如权利要求8或9所述的方法，其特征在于，所述宝石孔的直径为第一目标直径范围内的直径，其中，所述第一目标直径范围用于在所述待计数细菌样品中的细菌通过所述宝石孔时一次仅允许一个细菌通过所述宝石孔；或

所述宝石孔的直径为第二目标直径范围内的直径，其中，所述第二目标直径范围用于在所述待计数细菌样品中的细菌通过所述宝石孔时一次允许多个细菌通过所述宝石孔。

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