CN114317246A - 一种微生物取种划线装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种微生物取种划线装置及方法，属于微生物检测技术领域，该装置包括机架，所述机架上设有取种器连接件，所述取种器连接件能够在机架上做三维运动，所述取种器连接件上设有装载头，装载头与取种器连接件转动连接，在所述取种器连接件的下方设有工作台，所述工作台上设有存储盒和旋转台，存储盒上放置若干个取种器，在所述旋转台上安装培养皿。该装置能够替代人工实现取种划线，避免了人工取种划线过程人与微生物的接触，防止对人造成危害，环境污染，降低了外界环境对纯化过程的干扰。
Description
技术领域
本发明属于微生物检测技术领域，具体是涉及一种微生物取种划线装置及方法。
背景技术
从混杂的微生物群体中选取一种或某一株微生物的过程称为微生物的分离与纯化，平板划线法为最常用的纯化方法，即用接种环沾取少许待分离的材料，在无菌表面进行连续的划线，微生物细胞的数量将随着划线长度的增多而减少并分散开来。
现有纯化方式主要为人工进行取种划线，而人工取种划线要求较高的无菌环境、繁琐的无菌操作流程、且人工取种划线时，人与微生物培养皿距离较近，则可能对划线的结果产生干扰，同时部分微生物污染会侵害人体。
发明内容
针对现有技术存在的技术问题，本发明提供了一种微生物取种划线装置及方法。该装置能够替代人工实现取种划线，避免了人工取种划线过程人与微生物的接触，防止对人造成危害，环境污染，降低了外界环境对纯化过程的干扰。
本发明实施例提供了一种微生物取种划线装置，包括机架，所述机架上设有取种器连接件，所述取种器连接件上设有取种器装载头，取种器装载头与取种器连接件转动连接，所述取种器连接件能够在机架上做水平运动和竖直运动，在所述取种器连接件的下方设有工作台，所述工作台上设有存储盒和旋转台，存储盒上放置若干个取种器，取种器装载头与取种器可拆卸连接，在所述旋转台上安装培养皿。
进一步地，所述机架上设有水平轴，所述水平轴上设有水平滑块，所述水平滑块连接竖直轴，竖直轴上设有竖直滑块，所述竖直滑块上设有旋转电机，旋转电机的转轴与装载头相连接。
进一步地，所述取种器装载头与取种器连接件之间通过弹性件连接，弹性件倾斜放置，且弹性件第一端与取种器装载头铰接，第二端与取种器连接件铰接。
进一步地，取种器装载头的第一侧设有限位台，弹性件与取种器连接件的铰接点位于取种器装载头的第二侧，第一侧和第二侧相互对立，取种器装载头处于竖直状态的时候，装载头第一侧的壁面与所述限位台相接触，且所述弹性件处于拉伸状态。
进一步地，装载头上设有第一固定环，取种器上设有第二固定环，弹性件的两端分别与第一固定环和第二固定环连接。
进一步地，取种器的顶部与取种器装载器底部套装连接。
进一步地，在所述取种器的顶部边缘向外延伸形成环形台，所述机架上设有取种器脱落板，所述取种器脱落板设有开口卡槽，开口卡槽宽度大于取种器装载头的直径，小于环形台的直径，取种器装载头将取种器带动到卡槽内的时候，带动取种器向上运动能够通过环形台与水平挡板的下表面相接触，从而将取种器脱离。
进一步地，在所述水平挡板的下侧设有取种器收集盒。
进一步地，所述取种器包括取菌杆体和固定取菌杆体端部的取样头，所述取样头为球状体，所述取样头上设有蘸取菌落的凹槽。
本发明实施例还提供了基于上述所述的一种微生物取种划线装置的划线方法，该方法包括如下过程：
控制所述取种器连接件运动到存储盒的上方，然后带动取种器装载头向下运动将取种器固定住；
然后控制取种器连接件移动到存储盒的上方并平移，通过存储盒侧边与取种器相接触，使取种器倾斜，
然后移动取种器连接件将取种器运动到样本处沾取样本；
控制取种器移动到安装培养皿的旋转台上方，通过旋转台的自转以及取种器上在机架上运动配合实现划线工作；
控制取种器移动到取种器脱落板处，使取菌器连接件与取菌器进入开口卡槽内，通过向上提升取菌器连接件，使取菌器脱落。
该方法也可以控制与取菌器连接的驱动电机实现取菌器的旋转，使取菌器成为倾斜状态。
本发明的有益效果如下：
本发明提供的微生物取种划线装置能够在取种器连接件在机架上运动到存储盒内通过取种器装载头连接取种器，将取种器沾取样本，然后移动到培养皿上，通过取种器的竖直运动和水平运动以及旋转台的配合运动，可以实现可以完成人工划线的动作，整个过程避免了人与微生物的直接接触，同时取种器的竖直运动和水平运动以及旋转台的复合运动也可以完成人工不易完成的螺旋划线等划线方式，且机械划线使微生物涂布更为均匀，可以更高效分散微生物提高纯度，缩短整个纯化周期。
附图说明
图1为本发明实施例提供的微生物取种划线装置的正视图；
图2为本发明实施例提供的微生物取种划线装置的轴测图
图3为本发明实施例提供的取种器装载头处于倾斜状态的结构示意图；
图4为本发明实施例提供的取种器装载头处于竖直状态的结构示意图；
图5为本发明实施例提供的取种器存储盒结构示意图；
图6为本发明实施例提供的旋转台结构示意图；
图7为本发明实施例提供的取种器脱离板结构示意图；
图8为本发明实施例提供的取种器结构示意图。
图中：1-机架，2-取种器，2.1-取样球，2.2-球头连杆，2.3-装载接口，2.4、脱离环形台，3-取种器脱离板，3.1-脱离限位槽，3.2-脱离板安装孔，4-工作台，5-取种器存储装置，5.1-取种器阵列保持架，5.2-取种器存储盒；6-旋转台、6.1-旋转平面、6.2-旋转台固定件、6.3-中空电机；7-X轴梁；8-取种器装载装置、8.1-取种器连接件、8.2-第一弹簧固定环、8.3-弧形限位台、8.4-连接孔、8.5-拉力弹簧、8.6-第二弹簧固定环、8.7-取种器装载头；9-R轴；10-R轴减速机固定板；11-Y轴梁。
具体实施方式
如图1所示，本发明实施例提供了一种微生物取种划线装置的结构示意图，该装置主要包括机架1，在所述机架1上设有X轴梁7，在所述X轴梁7上设有水平滑块，所述水平滑块连接Y轴梁11，所述Y轴梁11通过水平滑块能够在X轴梁7上进行水平移动，在所述Y轴梁11上设有能够上下移动的竖直滑块。
在所述竖直滑块上连接有竖直放置的R轴减速机，所述R轴减速机的输出轴连接取种器装载装置8，所述取种器装载装置8主要包括取种器连接件8.1和取种器装载头8.7，其中R轴减速机的输出轴直接连接取种器连接件8.1，通过R轴减速机可以带动取种器连接件8.1在水平面上旋转。
所述机架1上在取种器连接件8.1的底部设有工作台4，所述工作台4直接固定在机架1上，且工作台4上安装有取种器存储装置5和旋转台6，其中取种器存储装置5包括取种器存储盒5.2，所述取种器存储盒5.2内设有若干根取种器2，所述旋转台6主要用于放置培养皿，当取种器连接件8.1通过取种器装载头8.7安装上取种器2的时候，可以将其转动一定的角度，然后运动到培养皿的上方，控制取种器2的端部与培养皿内部底面相接触，通过培养皿的自转以及取种器的三维运动实现在取种器在培养皿上划线工作。
所以，本实施例提供的微生物取种划线装置能够在取种器连接件8.1在机架1上运动到存储盒内通过取种器装载头8.7连接取种器2，将取种器沾取样本，然后移动到培养皿上，通过取种器的竖直运动和水平运动以及旋转台6的配合运动，可以实现可以完成人工划线的动作，整个过程避免了人与微生物的直接接触，降低了对外界无菌环境的要求，同时取种器的竖直运动和水平运动以及旋转台6的复合运动也可以完成人工不易完成的螺旋划线等划线方式，且机械划线使微生物涂布更为均匀，可以更高效分散微生物提高纯度，缩短整个纯化周期。
具体地，参见图2所示，本实施例中的X轴梁7和Y轴梁11的端部可以设有驱动电机，在X轴梁7以及Y轴梁11内设有丝杠，丝杠的端部与驱动电机相连接，丝杠上设有丝杠螺母，所述丝杠螺母与水平滑块和竖直滑块相连接，这样通过驱动电机可以实现水平滑块和竖直滑块的移动。
所述Y轴梁11上的竖直滑块的一侧安装有R轴减速机固定板10，所述R轴减速机固定板10上设有R轴减速机9，所述R轴减速机9的输出轴与取种器连接件8.1相连接，通过所述R轴减速机9能够控制所述取种器连接件8.1自我旋转，增加一个自由度，能够提高划线的类型。
参见图3和图4所示，本实施例中取种器连接件8.1整体呈一个L形连接板，其中该连接件中的水平板端部与R轴减速机9的输出轴连接，所述取种器装载头8.7铰接在该连接件上的竖直板上。
所述取种器装载头8.7与取种器连接件8.1之间通过连接孔8.4铰接连接在一起，所述取种器装载头8.7能够围绕连接孔8.4的轴线相对于连接孔8.4转动，将所述取种器装载头8.7调整倾斜状态，这样便于后期划线的稳定性。
参见图3所示，所述取种器连接件8.1上设有第一弹簧固定环8.2，在所述取种器装载头8.7上设有第二弹簧固定环8.6，其中第第一弹簧固定环8.2与第二弹簧固定环8.6之间通拉力弹簧8.5相连接。
本实施例中的拉力弹簧8.5倾斜放置，其中第一弹簧固定环8.2位于第二弹簧固定孔8.6的右侧，这样可以始终给取种器装载头8.7一个逆时针方向的力矩。
进一步地，在所述取种器连接件8.1上水平板和竖直板的拐角处设有弧形限位台8.3，所述取种器装载头8.7顶部的左侧直接与弧形限位台8.3相接触，防止其逆时针转动。
由此可以看出，所述弧形限位台8.3和第一弹簧固定环8.2设置在取种器装载头8.7的左右两侧，这样拉伸弹簧的拉伸力始终给取种器装载头8.7一个逆时针方向上的作用力，然后通过弧形限位台8.3避免其在逆时针方向转动，顺时针转动的话也需要克服一定的拉绳力，通过这种结构能够保证取种器装载头8.7在安装取种器过程中的稳定性。
当取种器装载头8.7在取种器存储装置5内安装上取种器2的时候，可以通过控制装载头连接件移动使得取种器向着顺时针方向转动变成倾斜的状态，参见图4所示，当变成倾斜状态后，可以通过倾斜的取样头在培养皿上进行划线，相比与竖直状态划线，取样头不易偏转。
当然，容易知道的就是，本实施例中的弧形限位台8.3和第一弹簧固定环8.2的位置可以调换，这样取种器2会向着逆时针方向转动变成右倾斜状态。
需要说明的就是，本实施例中的取种器转动的控制方法是，当取种器装载头8.7安装上取种器的时候，可以移动取种器装载头8.7使其与存储装置的侧边相接触，给取种器装载头8.7一个顺时针方向的力矩，这样取种器装载头8.7可以顺着针转动。
所述取种器转动也可以通过人工控制，当安装上取种器安装头安装上取种器的时候，工作人员可以手带灭菌手套等将所述取种器掰动成倾斜的状态。
当然也可以采用电动控制，例如在取样头连接上设有一个驱动电机，该驱动电机通过减速器与取样头装载头的铰接点处连接，这样可以通过驱动电机控制取种器装载头8.7转动。
当然，本实施例中的弧形限位台不仅仅设置在取种器装载头8.7的左上角，也可以设置在右上角用于限制它顺时针转动，但如果设置在右上角的话，所述固定在取种器连接件8.1上的第一弹簧固定环8.2就会设置在取种器装载头8.7的左侧。
优选地，本实施例中的取种器上装载头上第二弹簧固定孔8.6的位置要处于取种器上装载头的下方。
当然，上述实施例中的拉伸弹簧也可以更换成其它类型的弹性件，例如等气弹簧等，或者液压、气压驱动件，这样也可以实现自动旋转。
参见图5所示，在本实施例取种器存储装置5主要包括取种器存储盒5.2，该取种器存储盒5.2内放置取种器阵列保持架5.1，所述取种器均匀的放置在取种器阵列保持架5.1上。
所述取种器阵列保持架5.1主要为一个板材件，在所述取种器阵列保持架5.1上设有若干个安装孔，所述取种器插在所述安装孔保持竖直状态便于与取种器装载头8.7的底部相对接，从而实现两者的连接。
参见图8所示，本实例中所述取种器主要包括取样球2.1、球头连杆2.2以及装载接口2.3，其中取样头和装置接口设置在球头连杆2.2的两端，主要通过取样头进行取样和划线，通过装载接口2.3与取种器装载头8.7相连接。
所述取样头优选为球状体，在所述取样头的表面上设有用于容纳菌落的凹槽，考虑到取样头普遍采用环状或者钩状，而环状或者钩状的取样头在蘸取菌落的时候，需要调整其方向，所以相比于目前的环状体，本实施例中取样头球状体无需调整其角度，直接在培养皿上划线即可。
本实例例中所述球头连杆2.2主要由圆锥、圆台以及圆柱依次拼接而成，其中圆锥的端部连接取样球2.1，圆柱的端部边缘向外形成一个脱离环形台2.4，所述环形台的直径大于圆柱的直径。
所述球头连杆2.2上圆柱的端面上设有一个向内延伸的凹槽形成所述装载接口2.3，所述取种器装载头8.7的端部向下延伸形成一个凸台，这样通过取种器装载头8.7上的凸台直接插在所述圆柱上的凹槽内，依靠两者之间的摩擦力实现固定，结构简单，安装方便，无需夹持取种器的端部。
优选地，本实施例中的取种器上的圆柱部分优选为柔性材料，当取种器装载头8.7插在凹槽内的时候，所述凹槽可以进行一定的扩张，紧紧的将取种器装载头8.7包裹住以增强两者之间的摩擦力，实现稳定连接。
在划线完之后，为了使得该装置自动将取种器卸下，参见图1和图7所示，本实施例中在机架1的一侧立柱上安装有取种器脱离板3，该取种器脱离板3的边缘设有脱离限位槽3.1，该脱离限位槽3.1为开口，且该脱离限位槽3.1的直径大于取种器装载头8.7的直径，小于取种器上环形台的直径，这样当取种器在划完线的时候，由于取种器还保持着一个倾斜的状态，此时控制取种器运动到脱离限位槽3.1的开口附近的时候，降低移动速度逐渐地将取种器装载头8.7移动到脱离限位槽3.1，通过脱离限位槽3.1的限位且给取种器装载头8.7一个逆时针方向的力矩促使取种器恢复到竖直状态后停止，然后控制取种器装载头8.7向上移动，当取种器的环形台上表面与脱离板的下表面相接触的时候，通过脱离板将取种器从取种器装载头8.7上剥下来，这样就实现了取种器的快速脱离。
参见图7所示，本实施例中取种器脱离板3与机架1相连接的一端上设有脱离板安装孔3.2，通过所述脱离板安装孔3.2与机架1实现可拆卸地连接，例如螺栓连接等。
优选地，本实施例中的在取种器脱离板3的下侧还设有取种器收集盒，通过所述脱离板将装载头上卸下的取种器直接落到该收集盒内进行储存。
进一步地，参见图6所示，本实施例中固定在工作台4上的旋转台6主要包括旋转平面6.1、旋转台固定件6.2以及中空电机6.3，其中中空电机6.3的转轴连接旋转平面6.1，旋转台固定件6.2设置在旋转平面6.1与中空电机6.3之间，所述旋转台6固定件主要的作用就是将整个旋转台6固定在工作台4上。
优选地，本实施例中的旋转平面6.1主要用于支撑培养皿，可以在中空轴的下方连接负压气源，这样当培养皿放置在旋转平面6.1上的时候，可以通过负压气源将培养皿给吸住，这样在旋转平面6.1在旋转的时候避免因为离心力导致培养皿偏移。
下面详细说明一下基于上述一种微生物取种划线装置的使用方法，该方法包括如下过程：
首先，控制Y轴梁11在X轴梁7上移动，使其运动到取种器存储装置5的上方，然后转动取种器连接件8.1，使取种器装载头8.7的底部与其中一个取种器的顶部相对齐，控制取种器连接件8.1向下运动，直至取种器装载头8.7与取种器相连接；
当取种器装载头8.7与取种器安装完成之后，控制取种器装载头8.7移动到取种器存储盒5.2的一侧，通过取种器装载头8.7与存储盒的侧边相接触，使得取种器装载头8.7处于一个倾斜的状态；
控制取种器装载头8.7移动到培养皿的上方，通过培养皿的自转以及取种器装载头8.7在机架1上的运动实现划线工作；
当划线工作完成之后，控制取种器装载头8.7移动到机架1上取种器脱离槽入口降低运动速度，然后缓慢的将取种器装载头8.7卡入取种器脱离槽内，迫使取种器装载头8.7恢复成竖直状态后再提升取种器装载头8.7，当取种器的环形台上表面与脱离板的下表面相接触的时候，通过脱离板将取种器从取种器装载头8.7上剥下来，这样就实现了取种器的快速脱离。
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。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。
Claims (10)
1.一种微生物取种划线装置，包括机架，所述机架上设有取种器连接件，其特征在于，所述取种器连接件上设有取种器装载头，取种器装载头与取种器连接件转动连接，所述取种器连接件能够在机架上做水平运动和竖直运动，在所述取种器连接件的下方设有工作台，所述工作台上设有存储盒和旋转台，存储盒上放置若干个取种器，取种器装载头与取种器可拆卸连接，在所述旋转台上安装培养皿。
2.如权利要求1所述一种微生物取种划线装置，其特征在于，所述机架上设有水平轴，所述水平轴上设有水平滑块，所述水平滑块连接竖直轴，竖直轴上设有竖直滑块，所述竖直滑块上设有旋转电机，旋转电机的转轴与装载头相连接。
3.如权利要求1所述一种微生物取种划线装置，其特征在于，所述取种器装载头与取种器连接件之间通过弹性件连接，弹性件倾斜放置，且弹性件第一端与取种器装载头铰接，第二端与取种器连接件铰接。
4.如权利要求3所述一种微生物取种划线装置，其特征在于，取种器装载头的第一侧设有限位台，弹性件与取种器连接件的铰接点位于取种器装载头的第二侧，第一侧和第二侧相互对立，取种器装载头处于竖直状态的时候，装载头第一侧的壁面与所述限位台相接触，且所述弹性件处于拉伸状态。
5.如权利要求3所述一种微生物取种划线装置，其特征在于，装载头上设有第一固定环，取种器上设有第二固定环，弹性件的两端分别与第一固定环和第二固定环连接。
6.如权利要求1所述一种微生物取种划线装置，其特征在于，取种器的顶部与取种器装载头底部套装连接。
7.如权利要求6所述一种微生物取种划线装置，其特征在于，在所述取种器的顶部边缘向外延伸形成环形台，所述机架上设有取种器脱落板，所述取种器脱落板设有开口卡槽，开口卡槽宽度大于取种器装载头的直径，小于环形台的直径，取种器装载头将取种器带动到卡槽内的时候，带动取种器向上运动能够通过环形台与水平挡板的下表面相接触，从而将取种器脱离。
8.如权利要求1-7所述一种微生物取种划线装置，其特征在于，所述取种器所述取种器包括取菌杆体和固定取菌杆体端部的取样头，所述取样头为球状体，所述取样头上设有蘸取菌落的凹槽。
9.基于权利要求7所述的一种微生物取种划线装置的划线方法，其特征在于，包括如下过程：
控制所述取种器连接件运动到存储盒的上方，然后带动取种器装载头向下运动将取种器固定住；
然后控制取种器连接件移动到存储盒的上方并平移，通过存储盒侧边与取种器相接触，使取种器倾斜，
然后移动取种器连接件将取种器运动到样本处沾取样本；
控制取种器移动到安装培养皿的旋转台上方，通过旋转台的自转以及取种器上在机架上运动配合实现划线工作；
控制取种器移动到取种器脱落板处，使取菌器连接件与取菌器进入开口卡槽内，通过向上提升取菌器连接件，使取菌器脱落。
10.如权利要求9所述的划线方法，其特征在于，也可以控制与取菌器连接的驱动电机实现取菌器的旋转，使取菌器成为倾斜状态。
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