CN206768082U - 一种磁力搅拌式药敏分析仪器以及配套试剂盒 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及药敏分析技术领域，具体涉及一种磁力搅拌式药敏分析仪器以及配套试剂盒。其配合微型计算机使用，操作简单，药敏时间短，结果准确性高。既可以通过终值法判断微生物的耐药性，也可以在培养过程中对微生物的生长状态进行监测，并且在培养过程中增加搅拌功能，加速耐药微生物的繁殖速度，缩短整个药敏过程的时间，减少手工操作的步骤。微生物在培养过程中，搅拌电机转动，带动磁铁转动，搅拌子在旋转磁场的作用下发生转动，药敏搅拌孔里面的药物、微生物液体、空气充分混合。加速对该药物耐药微生物的繁殖速度，缩短药敏的过程。培养一段时间以后，运动装置带着试剂盒运动到检测装置，反复的培养和检测，最终得到微生物的生长曲线。
Description
技术领域
本实用新型涉及药敏分析技术领域，具体涉及一种磁力搅拌式药敏分析仪器以及配套试剂盒。
背景技术
由于微生物的耐药性日趋严重，感染性疾病需要准确鉴定病原菌种类并测试其体外抗菌药物敏感性(AST)，为临床提供用药参考。目前临床主要依赖于手工方法或者商业化分析系统来进行检测。传统的手工方法和商业化分析系统，一般采用终值法，将菌落稀释一定倍数，加入到包被了不同种类不同浓度的抗生素试剂盒中，放到培养箱中培养24小时，肉眼观察试剂盒小孔中液体的浑浊度，或者通过仪器判读的方式判断微生物的耐药性。操作步骤繁多。并且整个培养过程一直处于静止状态，不利于细菌与药物、营养成分的充分接触，不利于培养过程中氧气的供给。整个过程需要耗费较长时间，不能满足临床对于本项目快速检测的要求。
实用新型内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种磁力搅拌式药敏分析仪器以及配套试剂盒，可以通过终值法进行检测，也可以在培养过程中进行监测，并且在培养过程中增加搅拌功能，微生物与药物、营养成分、氧气充分接触，缩短药敏过程的时间，减少手工操作的步骤。
(二)技术方案
为实现以上目的，本实用新型通过以下技术方案予以实现：
一种磁力搅拌式药敏分析仪器，其特征在于：包括恒温培养装置、搅拌装置、运动装置和检测装置；所述恒温培养装置包括电热板、风扇、热敏元件和保温箱，所述热敏元件用于检测保温箱内的空气温度，并将温度值转化成对应的电压值，所述搅拌装置包括搅拌电机、磁铁、搅拌子，磁铁通过转接件连接到搅拌电机的转轴上，所述搅拌子位于配套试剂盒的搅拌孔内，所述运动装置包括运动电机、位移平台、第一光电传感器、第二光电传感器、第三光电传感器试、第四光电传感器和试剂盒托盘，所述运动电机和位移平台安装在金属板上，并处于同一条直线上，所述电机轴通过螺丝固定连接有联轴节，联轴节的另一端通过螺丝固定连接到位移平台的转轴上，所述检测装置包括白光LED阵列，光学准直部件和感光阵列。
优选的，所述保温箱分为底板和箱体两部分，底板由金属板、保温棉、塑料板三层不同材料构成，所述三层不同材料重叠放置，保温棉位于金属板和塑料板之间，箱体由保温棉和塑料板构成，金属板强度大，对保温箱内部结构起到支撑作用，保温棉减少保温箱内部热量的流失，箱体后侧留有风扇孔，电热板、风扇通过固定支架固定在金属板上，且处于同一直线上，风扇正对保温箱箱体后侧的风扇孔，所述电热板、风扇、热敏元件通过各自的控制电路连接到信号控制处理单元。
优选的，所述信号控制处理单元内部寄存器中预设温度值，预设的温度值是一个温度范围，所述风扇处于持续工作状态，所述电热板处于间歇工作状态，所述热敏元件检测到的温度高于预设温度值上线，电热板不工作，所述风扇将保温箱外部的冷空气带入箱体，加速降温，检测到的温度低于预设温度值下线，电热板工作，所述风扇将加热板的热量带入箱体，搅动保温箱内部空气，冷热空气均匀混合。
优选的，每个配套试剂盒的培养孔内有一个搅拌子，搅拌电机和磁铁的个数由配套试剂盒药敏搅拌孔的列数来确定，所述搅拌电机转动，带动磁铁转动，位于磁铁正上方的搅拌子在旋转磁场的作用下发生转动，药敏搅拌孔里面的药物、微生物液体、空气、营养成分充分混合，加速对该药物耐药微生物的繁殖速度，缩短药敏的过程。
优选的，所述位移平台转轴上靠近电机一端通过转换件，螺丝固定连接试剂盒托盘，所述试剂盒托盘上设置多个试剂盒放置区，所述试剂盒放置区的大小根据试剂盒大小来确定，所述试剂盒放置区面板上留有多个圆孔，呈阵列状分布，圆孔的数量、大小以及小孔之间的距离与试剂盒中药敏检测孔一致。
优选的，所述试剂盒托盘的一侧有一列齿状凸出，齿状凸出的个数与试剂盒中检测孔行数一致，齿状凸出之间的距离与试剂盒中相邻行检测孔中心的距离一致，试剂盒托盘另一侧有2个齿状突出，分别为第一齿状突出、第二齿状突出，第一、二齿状突出之间的间距和试剂盒中第一行药敏搅拌孔与最后一行药敏搅拌孔之间的间距一致。
优选的，所述的第一、二、三、四光电传感器是一种对射型光电传感器，受到不透明物体的阻挡，输出端信号发生变化，所述第一光电传感器固定在金属板一侧的第一固定支架上，第二、三、四光电传感器分别固定在金属板另一侧的第二、三、四固定支架上，培养时，第四光电传感器被第二齿状突出挡住，电平发生变化，搅拌装置搅拌第一行药敏搅拌孔内的物质，一段时间以后，运动电机顺转动一定步数，搅拌装置搅拌第二行药敏搅拌孔内的物质，依次搅拌第三行、第四行依次往下，第二齿状突出挡住第四光电传感器，电平发生变化时，所有药敏搅拌孔内的物质都可以得到搅拌，同时运动电机反向运动，依次搅拌倒数第一行、倒数第二行依次往下，用最少的硬件达到搅拌所有药敏搅拌孔内物质的目的。
优选的，微生物培养一段时间以后，运动装置带着试剂盒运动到检测位置，第三齿状突出挡住第一光电传感器，检测第一行，第一行检测完成，运动电机转动，第四齿状突出挡住第一光电传感器，检测第二行，第二行检测结束，依次检测第三行、第四行依次往下，如此反复的培养和检测，置取试剂盒时，通过微型计算机的输入端输入出仓指令，信号处理控制单元接收到指令后，控制运动电机推动试剂盒托盘向出仓方向运动，试剂盒托盘上的第一齿状突出挡柱第二光电传感器，停止，置取试剂盒后，通过微型计算机的输入端输入进仓指令，信号处理控制单元收到指令，控制运动电机向进仓方向运动。
优选的，所述检测装置还包括软件分析系统，每组白光LED阵列的个数由试剂盒的列数来确定，每组白光LED阵列对应一组感光阵列，光学准直部件为金属部件，内部抠有多个圆柱形导光孔，导光孔内壁光滑，有利于光的反射，每个小孔对应一个白光LED，检测时，白光LED阵列中的LED点亮，LED光通过光学准直部件，经过多次反射，形成光照强度较强的光束，照射到试剂盒的药敏检测孔上并穿透药敏检测孔到达感光阵列，感光阵列将接收到的透射光转换成周期，接收到的透射光强度不同，得到的周期不同，利用终值法检测时，将检测数据与系统预设值进行比较，分析判断药敏结果。在培养过程中进行监测时，软件分析系统将检测值按照时间的前后顺序，将检测值储存在数据库中，并绘制成微生物的生长曲线。
优选的，所述磁力搅拌式药敏分析仪器还设有配套试剂盒，所述配套试剂盒是带盖子的多孔板，呈阵列状分布，分为药敏搅拌孔和药敏检测孔，每个药敏搅拌孔对应一个药敏检测孔，药敏搅拌孔和与其对应的药敏检测孔是连通孔，药敏搅拌孔内含有搅拌子，药敏检测孔内不含搅拌子，检测时，不影响感光阵列接收到的透射光的角度和强度，除阳性对照孔外的每个孔内还包被了经过干燥的抗生素，每一列药敏搅拌孔和药敏检测孔内的抗生素种类相同，浓度呈梯度递增或递减。
(三)有益效果
本实用新型配合微型计算机使用，操作简单，药敏时间短，结果准确性高。既可以通过终值法判断微生物的耐药性，也可以在培养过程中对微生物的生长状态进行监测，并且在培养过程中增加搅拌功能，加速耐药微生物的繁殖速度，缩短整个药敏过程的时间，减少手工操作的步骤。本实用新型中提到的一种磁力搅拌式药敏分析仪器包括恒温培养装置，搅拌装置，运动装置，检测装置。所述培养装置是一个恒温装置，温度控制在35-37摄氏度，包括电热板、风扇、热敏元件、保温箱。搅拌装置包括搅拌电机、磁铁、搅拌子。磁铁通过转接件连接到搅拌电机的转轴上，搅拌子位于配套试剂盒的药敏搅拌孔内。运动装置包括运动电机、位移平台、光电传感器、试剂盒托盘。检测装置包括白光LED阵列，光学准直部件，感光阵列。搅拌装置、运动装置、检测装置位于保温箱内部。微生物在培养过程中，搅拌电机转动，带动磁铁转动，搅拌子在旋转磁场的作用下发生转动，搅拌孔里面的药物、微生物液体、空气、营养成分充分混合。加速对该药物耐药微生物的繁殖速度，缩短药敏的过程。培养一段时间以后，运动装置带着试剂盒运动到检测装置，如此反复的培养和检测，最终得到微生物的生长曲线。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为一种磁力搅拌式药敏分析仪器第一局部结构示意图；
图2为一种磁力搅拌式药敏分析仪器第二局部结构示意图；
图3为一种磁力搅拌式药敏分析仪器第三局部结构示意图；
图4为实施例1的检测流程图；
图5为实施例2的检测流程图；
图6为配套试剂盒的局部结构示意图；
图1-3附图标记：
101.底板，102.电热板，103.风扇，104.热敏元件，105.搅拌电机，106.磁铁，107.运动电机，108.位移平台，109.第一光电传感器，110.第二光电传感器，111.第三光电传感器，112.第四光电传感器，113.试剂盒托盘，114.白光LED阵列，115.光学准直部件，116.感光阵列，117.第一齿状突出，118.第二齿状突出，119.第三齿状突出，120.第四齿状突出，121.第五齿状突出，121.第六齿状突出，122.第七齿状突出，123.第八齿状突出。
图6附图标记：
601.药敏搅拌孔，602.药敏检测孔，603.药敏搅拌子。
具体实施方式
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
图1-3给出了一种磁力搅拌式药敏分析仪器的局部结构示意图，其中图1为包含部分培养装置和搅拌装置的局部结构示意图，图2为图1增加运动装置的局部结构示意图，图3为图2增加检测装置的局部结构示意图。电热板102、风扇103通过固定支架固定在底板101上，且处于同一直线上。磁铁106通过转接件连接到搅拌电机105的转轴上。运动电机107、位移平台108安装在底板上，处于同一条直线上。运动电机107通过螺丝固定连接有联轴节，联轴节的另一端通过螺丝固定连接到位移平台108的转轴上。位移平台108转轴上靠近电机一端通过转换件，螺丝固定连接试剂盒托盘113。第一光电传感器109、第二光电传感器110、第三光电传感器111、第四光电传感器112通过固定支架分别固定在金属板的两侧。
实施例1：
实施例1给出终值法检测实施例。图6给出了配套试剂盒的局部结构示意图。终值法药敏检测按以下步骤进行。
步骤一，制备标本液，接种试剂盒。配制一定浓度的标本液，将配制好的标本液加入到所有孔内。
步骤二，培养。将制备好的标本试剂盒放入温箱中培养18-24小时。
步骤三，上机检测。图4给出实施例1的检测流程图。步骤S11，开始运行，进入步骤S12，用户通过微型计算机的输入端选择终值法检测模式，信号处理控制单元接收到来自微型计算机的指令，发出控制信号，搅拌电机105，运动电机107处于静止状态，等待下一个指令。用户如需上机检测标本试剂盒，则需要进行置取标本的操作。进入步骤S13，判断用户是否通过微型计算机终端输入置取标本指令。如果用户输入该指令，进入步骤S14，信号处理控制单元发出控制信号，控制运动电机107转动，推动试剂盒托盘113向出仓方向运动，否则继续等待。如果到达出仓位置，第一齿状突出117会挡住第二光电传感器110。进入步骤S15，判断第二光电传感器110的电平是否发生变化，如果发生变化，进入步骤S16，信号处理控制单元控制运动电机107停止运动，等待用户置取标本试剂盒,试剂盒置取完成。如果用户是取出标本，流程结束，如果用户置入标本，进入步骤S17，判断用户是否通过微型计算机的输入端输入进仓指令。如果用户输入进仓指令，进入步骤S18，信号处理控制单元控制运动电机107转动，试剂盒托盘112向进仓方向运动，如果到达检测位置，第三齿状突出119会挡住第一光电传感器109。进入步骤S19，判断第一光电传感器109的电平是否发生变化，如果发生变化，进入步骤S110，信号处理控制单元控制运动电机107停在检测位置，以图6中三角形缺口处的一行孔为第一行孔。第一行药敏检测孔602位于光学准直部件115的正下方。进入步骤S111，信号控制处理单元发出控制信号，控制白光LED阵列114点亮，使能感光阵列116，检测第一行药敏检测孔602。将对应的检测孔数据存入数据库，检测完成后发送完成指令。进入步骤S112，信号处理控制单元控制运动电机107将第二行药敏检测孔602送到检测位置。开始检测第二行。第二行检测完成，依次检测第三行、第四行……，进入步骤S113，判断是否所有孔都检测完成，如果检测完成，进入步骤S114，将检测数据与系统预设值进行比较，分析判断药敏结果。例如，对于某种细菌，系统预设阴阳分界值X1，检测的数据高于X1为阳性，低于X1为阴性。系统预设参考浓度X2。阳性对照孔为阴性，提示错误。阳性对照孔为阳性，进行下一步判断。MIC≤X2/5，判定为敏感(S)；MIC＞X2，判定为耐药(R)；X2≥MIC＞X2/5,判定为中介(I)。
实施例2：
实施例2给出培养过程中监测实施例。首先，制备标本液，接种试剂盒，步骤和实施例1相同。其次，上机培养检测。图5给出了实施例2的检测流程图。步骤S21，开始运行。进入步骤S22，用户通过微型计算机输入端选择监测模式。用户通过微型计算机输入端输入置取标本，进入步骤S23，置取标本的操作同实施例1中置取标本的操作步骤相同。置取标本试剂盒完成，进入步骤S24，信号处理控制单元控制运动电机107停在培养位置，搅拌电机105位于第一排药敏搅拌孔的正下方。如果用户取出标本试剂盒，进入步骤S215。到此结束，如果用户置入标本试剂盒，进入步骤S25，信号处理控制单元控制搅拌电机105转动，固定在搅拌电机105转轴上的磁铁106转动，形成转动的磁场，带动药敏搅拌孔601内的搅拌子603的转动，达到搅拌的目的。搅拌一段时间，例如搅拌1分钟，进入步骤S26，判断搅拌时间是否到达1分钟，如果到达1分钟，进入步骤S27，信号处理控制单元控制运动电机107运动，将第二行药敏搅拌孔送到搅拌电机的上方，开始搅拌第二行。第二行搅拌完成，依次搅拌第三行、第四行……。进入步骤S28，判断是否所有孔搅拌完成。如果搅拌完成。进入步骤S29，反向搅拌。如此重复的正反向搅拌。信号处理控制单元收到检测信号，进入步骤S210，回到检测位置进行检测。具体检测过程和实施例1中的检测过程相同。进入步骤S211，判断是否所有孔检测完成,检测完成，进入步骤S212，重复培养检测步骤。多次检测，进入步骤S213，软件分析系统将多次检测的数据拟合成曲线，每增加一次检测，拟合的曲线增加一个点，并计算K值，K＝ΔD/ΔT，ΔD代表两次检测的数据差，ΔT代表两次检测的时间差。进入步骤S214，将检测数据与系统预设值进行比较，分析判断药敏结果。例如，对于某种细菌，系统预设培养时间T,系统预设阴阳分界K值，到达培养时间T,计算的K值高于系统预设阴阳分界K值为阳性，低于系统预设阴阳分界K值为阴性。系统预设参考浓度X2。阳性对照孔为阴性，提示错误。阳性对照孔为阳性，进行下一步判断。判断方式和实施例1相同。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。(文本中的列、行也是方便说明)
以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (9)
1.一种磁力搅拌式药敏分析仪器，其特征在于：包括恒温培养装置、搅拌装置、运动装置和检测装置；所述恒温培养装置包括电热板、风扇、热敏元件和保温箱，所述热敏元件用于检测保温箱内的空气温度，并将温度值转化成对应的电压值，所述搅拌装置包括搅拌电机、磁铁、搅拌子，磁铁通过转接件连接到搅拌电机的转轴上，所述搅拌子位于配套试剂盒的药敏搅拌孔内，所述运动装置包括运动电机、位移平台、第一光电传感器、第二光电传感器、第三光电传感器、第四光电传感器和试剂盒托盘，所述运动电机和位移平台安装在金属板上，并处于同一条直线上，所述电机轴通过螺丝固定连接有联轴节，联轴节的另一端通过螺丝固定连接到位移平台的转轴上，所述检测装置包括白光LED阵列，光学准直部件和感光阵列。
2.根据权利要求1所述的磁力搅拌式药敏分析仪器，其特征在于：所述保温箱分为底板和箱体两部分，底板由金属板、保温棉、塑料板三层不同材料构成，所述三层不同材料重叠放置，保温棉位于金属板和塑料板之间，箱体由保温棉和塑料板构成，箱体后侧留有风扇孔，电热板、风扇通过固定支架固定在金属板上，且处于同一直线上，风扇正对保温箱箱体后侧的风扇孔，所述电热板、风扇、热敏元件通过各自的控制电路连接到信号控制处理单元。
3.根据权利要求2所述的磁力搅拌式药敏分析仪器，其特征在于：所述信号控制处理单元内部寄存器中预设温度值，所述风扇处于持续工作状态，所述电热板处于间歇工作状态。
4.根据权利要求1所述的磁力搅拌式药敏分析仪器，其特征在于：每个配套试剂盒的药敏搅拌孔内有一个搅拌子，所述搅拌电机转动，带动磁铁转动，位于磁铁正上方的搅拌子在旋转磁场的作用下发生转动。
5.根据权利要求1所述的磁力搅拌式药敏分析仪器，其特征在于：所述位移平台转轴上靠近电机一端通过转换件，螺丝固定连接试剂盒托盘，所述试剂盒托盘上设置多个试剂盒放置区，所述试剂盒放置区 的大小根据试剂盒大小来确定，所述试剂盒放置区面板上留有圆孔，呈阵列状分布，圆孔的数量、大小以及小孔之间的距离与试剂盒中药敏检测孔一致。
6.根据权利要求5所述的磁力搅拌式药敏分析仪器，其特征在于：所述试剂盒托盘的一侧有一列齿状凸出，齿状凸出的个数与试剂盒中药敏检测孔行数一致，齿状凸出之间的距离与试剂盒中相邻行药敏检测孔中心的距离一致，试剂盒托盘另一侧有2个齿状突出，分别为第一齿状突出、第二齿状突出，第一、二齿状突出之间的间距和试剂盒中第一行药敏搅拌孔与最后一行药敏搅拌孔之间的间距一致。
7.根据权利要求1所述的磁力搅拌式药敏分析仪器，其特征在于：所述的第一、二、三、四光电传感器是一种对射型光电传感器，受到不透明物体的阻挡，输出端信号发生变化，所述第一光电传感器固定在金属板一侧的第一固定支架上，第二、三、四光电传感器分别固定在金属板另一侧的第二、三、四固定支架上。
8.根据权利要求1所述的磁力搅拌式药敏分析仪器，其特征在于：所述检测装置还包括软件分析系统，每组白光LED阵列对应一组感光阵列，光学准直部件为金属部件，内部抠有圆柱形导光孔，每个小孔对应一个白光LED，软件分析系统将检测值与对照孔的值进行对比，判断微生物的耐药性，软件分析系统将检测值按照时间的前后顺序，将检测值储存在数据库中，并绘制成微生物的生长曲线。
9.根据权利要求1所述的磁力搅拌式药敏分析仪器，其特征在于：所述磁力搅拌式药敏分析仪器还设有配套试剂盒，所述配套试剂盒是带盖子的多孔板，呈阵列状分布，分为药敏搅拌孔和药敏检测孔，每个药敏搅拌孔对应一个药敏检测孔，药敏搅拌孔和与其对应的药敏检测孔是连通孔，药敏搅拌孔内含有搅拌子，药敏检测孔内不含搅拌子。
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| CN113509875A (zh) * | 2021-05-10 | 2021-10-19 | 清华大学 | 一种电驱动磁力旋转搅拌装置 |
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2017
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