CN207376052U - 一种微生物培养基接种结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种微生物培养基接种结构，包括红外灭菌器、取样杯、培养基放置在培养皿、接种环阻尼和传感器检测组件、接种环旋转部件和接种环旋转部件，所述接种环阻尼和传感器检测组件包括接种环安装件，所述接种环安装件上设置有两组接种环机构，该接种环机构包括接种环、接种环转接件、接种阻尼弹簧和接种传感调节螺钉；保证接种环在压触到培养基表面的力度，不会出现压力不合理导致的各种影响接种效果的情况；不会出现接种不到培养基或者划破培养基的现象；不会因为高速划线导致接种环跳动导致划线效果差的情况；将接种环和培养皿的机械运动拆分对于机械精度要求相对较低，负载小，成本低。

Description

一种微生物培养基接种结构

技术领域

本实用新型涉及微生物培养技术领域，具体是一种微生物培养基接种结构。

背景技术

在微生物各领域，针对一些疑似细菌或者真菌感染的现象，目前绝大部分还是使用手工接种的方式将人体体液或者活体生物的样本接种到培养皿内的培养基上，然后在特殊的培养环境下生长24-48h后通过观察培养皿中细菌生长的情况做出初步判断。

手工接种存在以下几个问题：

1、手工接种操作人员会接触到疑似样本，部分样本内的细菌或者真菌有很强的传染性，有很大的风险导致操作人员感染；

2、手工接种由于操作人员水平参差不齐，实际接种过程中的效果会受到很大影响，手工接种的一致性特别差；

3、手工接种速度慢，操作人员工作强度大，效率较低。

目前针对微生物接种场合，自动化接种设备的需求也愈发强烈，本专利旨在设计一种基于教科书版本的接种操作指南的划线机构，从而实现以设备替代人工接种的目的。

微生物是一个细菌耐药性的一个永恒的话题，近年来以禽流感病毒的变异最为明显，国内抗生素乱用情况严重，导致细菌和病毒不断的产生耐药性变异产生新的物种，近两年国家卫计委明文规定各级医院需要重视微生物，在细菌和真菌检测上需要加大力度，针对病人需要使用抗生素治疗的必须要求50%以上比例进行细菌培养实验（需要接种）。

针对微生物行业实际接种操作规范也有很严格的要求，针对不同样本需要按照不同的接种方式来进行接种，且需要接种不同类型的培养基。具体的手工接种操作的要求参考：

目前微生物行业中，对于微生物接种基本上处于手工操作状态，在实际操作过程中的规范性和生物安全性无法得到有效保证。近几年已经有一些国内外厂家在微生物接种自动化行业方面推出了一些产品，包括美国BD公司（磁珠法接种）、德国西门子公司、法国梅里埃等国外公司和国内的济南朗迈生物有限公司及济南百博生物技术股份有限公司。

目前针对微生物自动接种国内两家公司的方案大致如下：

1、 培养皿固定，通过四轴机器人上安装的接种环在培养皿上进行接种；——济南百博生物技术股份有限公司，参考专利：申请号：201410734526.2 微生物样本处理智能机器人；

2、 接种过程中接种环固定不动，通过机械结构驱动培养皿运动来接种；——济南朗迈生物科技有限公司，参考专利：申请号：201410726574.7 一种利用重力控制力度的培养基接种方法和装置。

其中，济南百博生物技术股份有限公司：该设备由于在实际接种过程中完全依靠接种环运动来实现，结构主体使用的是四轴机器人成本相对较高，另外在接种环节中由于需要不断的给接种环进行高温灭菌处理，设备效率会比较低，对于样本量大的医院适用性太差，同时由于接种环在长期高温灭菌时很容易产生形变，如此会导致在长期使用时存在接种不到培养基或者是划破培养基的现象，从而导致接种结果异常，没有任何的检测机构确保接种环接触到培养基表面。

济南朗迈生物科技有限公司：该公司采用的是重力划线法接种，实际接种时只是培养皿在运动，在接种环取样过程中由于接种环需要从取样位置转动到划线位置，在此过程中很大程度上存在样本滴落风险（凸轮机构有很大的撞击力），再者此设备依靠重力划线接种，在高速接种时，接种环会在培养基表面跳动，接种效果不好，另外此是依靠接种环的过压在培养基表面保证接种效果，但是实际接种环存在弯曲，弯曲量过大同样会导致接触不到培养基的现象。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种微生物培养基接种结构，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种微生物培养基接种结构，包括红外灭菌器、取样杯、培养基放置在培养皿、接种环阻尼和传感器检测组件、接种环旋转部件和接种环旋转部件，所述接种环阻尼和传感器检测组件包括接种环安装件，所述接种环安装件上设置有两组接种环机构，该接种环机构包括接种环、接种环转接件、接种阻尼弹簧和接种传感调节螺钉，所述接种环和接种传感调节螺钉固定在接种环转接件上，接种阻尼弹簧置于接种环转接件的内孔中；所述接种环安装件上固定有销轴和接种传感器，所述接种环转接件通过销轴固定在接种环安装件的内部槽内，所述接种环材质为金属或者合金，且接种环容量为1ul、5ul、10ul、15ul中的一种。

作为本实用新型进一步的方案：所述述接种环旋转部件和接种环旋转部件由接种环阻尼和传感器组件、转接、旋转安装板、同步带轮、同步带轮、同步带、接种环旋转电机支架和接种环旋转电机组成，所述接种环阻尼和传感器组件安装在转接上，同步带轮安装在转接上，转接安装在旋转安装板上，同步带轮固定在接种环旋转电机上，接种环旋转电机安装在接种环旋转电机支架上，接种环旋转电机支架安装在旋转安装板上，所述接种环旋转电机支架上固定有接种环旋转部件转接件和接种环旋转部件转接件。

作为本实用新型进一步的方案：所述红外灭菌器固定在底板上。

作为本实用新型进一步的方案：所述取样杯固定在底板上。

作为本实用新型进一步的方案：所述包括两套接种环运动总成，两套接种环运动总成为两套接种环运动总成和接种环运动总成B，所述接种环运动总成A由支架、支架、X轴直线传动机构、ZR轴机械手转接、ZR轴机械手、接种环旋转部件转接件和接种环旋转部件组成，所述接种环旋转部件固定在接种环旋转部件转接件上，接种环旋转部件转接件固定在ZR轴机械手的中心轴上，ZR轴机械手固定在ZR轴机械手转接上，ZR轴机械手转接固定在X轴直线传动机构上，X轴直线传动机构通过支架和支架固定在底板上。

作为本实用新型进一步的方案：所述接种环运动总成B由支架、支架、X轴直线传动机构、ZR轴机械手转接、ZR轴机械手、接种环旋转部件转接件和接种环旋转部件组成，所述接种环旋转部件固定在接种环旋转部件转接件上，接种环旋转部件转接件固定在ZR轴机械手的中心轴上，ZR轴机械手固定在ZR轴机械手转接上，ZR轴机械手转接固定在X轴直线传动机构上，X轴直线传动机构通过支架和支架固定在底板上。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1、通过增加阻尼的方式可以保证接种环在压触到培养基表面的力度，不会出现压力不合理导致的各种影响接种效果的情况；

2、接种环在压触培养基表面时有专用的检测传感器检测是否压触的培养基，不论接种环出现哪类形变都不会出现接种不到培养基或者划破培养基的现象；

3、在接种过程中始终能保证接种环压触在培养基表面，不会因为高速划线导致接种环跳动导致划线效果差的情况。

4、本专利接种过程中培养皿和接种环通过运动配合完成划线，将接种环和培养皿的机械运动拆分对于机械精度要求相对较低，负载小，成本低。

5、在部分样本接种时，需要进行多区接种划线，此时每个区接种完成后都需要对接种环进行灭菌处理，使用两组接种环运动总成可以高速切换到不同的接种环总成进行接种操作，可以大大节约接种时间提高接种效率。

6、本专利里的接种环材质为金属或者合金，寿命高可以重复多次使用，使用成本低。

7、本专利使用两组接种环运动总成共计4个接种环，在实际使用接种环节，接种操作需要取样的量会不同，本专利的4个接种环都具备取样、灭菌、接种、冷却功能，依据实际需求可以将接种环容量在1ul、5ul、10ul、15ul内自由组合，满足各种不同样本取样量的需求。

附图说明

图1为本实用新型的主视图。

图2为本实用新型的右视图。

图3为本实用新型中接种环阻尼和传感器检测组件的结构示意图。

图4为本实用新型中接种环旋转部件的结构示意图。

图中：1-底板、2-支架、3-支架、4-X轴直线传动机构、5-ZR轴机械手转接、6-ZR轴机械手、7-接种环旋转部件转接件、8-接种环旋转部件、9-红外灭菌器、10-取样杯、11-同步带Y轴直线传动机构、12-培养皿旋转同步带驱动机构、13-电机支架、14-支架、15-吸盘、16-支架、17-支架、18-X轴直线传动机构、19-ZR轴机械手转接、20-ZR轴机械手、21-接种环旋转部件转接件、22-接种环旋转部件、23-培养皿、24-接种环阻尼和传感器检测组件、25-转接、26-旋转安装板、27-同步带轮、28-同步带轮、29-同步带、30-接种环旋转电机支架、31-接种环旋转电机、32-接种环安装件、33-接种环、34-接种环转接件、35-接种阻尼弹簧、36-接种传感调节螺钉、37-销轴、38-接种传感器。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅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，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1～4，本实用新型实施例中，一种微生物培养基接种结构，包括红外灭菌器9、取样杯10、培养基放置在培养皿23、接种环阻尼和传感器检测组件24、接种环旋转部件8和接种环旋转部件22，所述接种环阻尼和传感器检测组件24包括接种环安装件32，其特征在于，所述接种环安装件32上设置有两组接种环机构，该接种环机构包括接种环33、接种环转接件34、接种阻尼弹簧35和接种传感调节螺钉36，所述接种环33和接种传感调节螺钉36固定在接种环转接件34上，接种阻尼弹簧35置于接种环转接件34的内孔中；所述接种环安装件32上固定有销轴37和接种传感器38，所述接种环转接件34通过销轴37固定在接种环安装件32的内部槽内，所述接种环33材质为金属或者合金，且接种环33容量为1ul、5ul、10ul、15ul中的一种。

所述接种环转接件34在接种环安装件32内部槽里有一个小角度的旋转自由度，同时阻尼弹簧35压触到接种环安装件32内侧产生一定的阻尼力，阻尼力以不划破培养基表面为基准。

所述培养基放置在培养皿23内部，其特征在于，在接种划线时当接种环33压触培养基表面时，当压触到培养基表面的力度大于阻尼弹簧35产生的阻尼力时，接种环机构沿着销轴37逆时针旋转一个很小的角度，接种传感调节螺钉36靠近接种传感器38使传感器产生信号确认接种环33压触到培养基表面可以开始进行划线操作。

所述接种环旋转部件8和接种环旋转部件22由接种环阻尼和传感器组件24、转接25、旋转安装板26、同步带轮27、同步带轮28、同步带29、接种环旋转电机支架30和接种环旋转电机31组成，所述接种环阻尼和传感器组件24安装在转接25上，同步带轮27安装在转接25上，转接25安装在旋转安装板26上，所述转接25拥有旋转自由度，所述同步带轮28固定在接种环旋转电机31上，接种环旋转电机31安装在接种环旋转电机支架30上，接种环旋转电机支架30安装在旋转安装板26上，所述接种环旋转电机支架30上固定有接种环旋转部件转接件7和接种环旋转部件转接件21。

接种过程中，培养基放置在培养皿23中，培养皿23通过吸盘15固定在培养皿旋转同步带驱动机构12，培养皿旋转同步带驱动机构安装在电机支架13上，电机支架13固定在同步带Y轴直线传动机构11上，同步带Y轴直线传动机构11通过支架14固定在底板1上。

所述红外灭菌器9固定在底板1上，用于对接种环高温灭菌；

所述取样杯10固定在底板1上，实际整机设备样本杯持续被转运到固定位置供本机构取样使用，取样时接种环深入取样杯内部完成取样。

所述一种微生物培养基接种结构，使用两套接种环运动总成，接种环运动总成A由支架2、支架3、X轴直线传动机构4、ZR轴机械手转接5、ZR轴机械手6（示意图中所指的位置为ZR轴机械手的轴，该轴具备Z轴上下的直线运动自由度和旋转的自由度）、接种环旋转部件转接件7和接种环旋转部件8组成，所述接种环旋转部件8固定在接种环旋转部件转接件7上，接种环旋转部件转接件7固定在ZR轴机械手6的中心轴上，ZR轴机械手6固定在ZR轴机械手转接5上，ZR轴机械手转接5固定在X轴直线传动机构4上，X轴直线传动机构4通过支架2和支架3固定在底板1上。

所述接种环运动总成B由支架16、支架17、X轴直线传动机构18、ZR轴机械手转接19、ZR轴机械手20（示意图中所指的位置为ZR轴机械手的轴，该轴具备Z轴上下的直线运动自由度和旋转的自由度）、接种环旋转部件转接件21和接种环旋转部件22组成，所述接种环旋转部件22固定在接种环旋转部件转接件21上，接种环旋转部件转接件21固定在ZR轴机械手20的中心轴上，ZR轴机械手20固定在ZR轴机械手转接19上，ZR轴机械手转接19固定在X轴直线传动机构18上，X轴直线传动机构18通过支架17和支架16固定在底板1上。

在接种过程中，两套接种环运动总成驱动接种环阻尼和传感器检测组件24通过X轴、Z轴、R轴和接种环旋转部件的运动完成取样、灭菌、划线、冷却。图纸中的4个接种环均具备取样、灭菌、划线、冷却的功能，实际操作中不断的切换使用提高划线接种效率。

1、专利图纸中使用了两套接种环运动组成和一套培养皿Y轴运动机构协调完成接种操作，由此衍生的使用单组或者多组培养皿运动机构和接种环运动总成都在本专利范围内。

2、本专利视图设置了两组接种环机构，衍生的设置一组或者多组的都视为使用本专利方案；

3、本专利培养皿和接种环在接种过程中都会产生独立的运动，实际由此衍生的使用多组接种环和培养皿单独运动完成划线处理的方案都视为使用本专利方案；

4、本专利培养皿通过吸盘来固定，由此可以衍生的机械结构的方式固定的方案都视为使用本专利方案；

5、本专利中所有的机械结构使用的驱动方式以提供接种环和培养皿运动的自由度为基础，由此衍生的其他运动机构均视为使用本专利方案。

本实用新型并不局限于上述实施例，在本实用新型公开的技术方案的基础上，本领域的技术人员根据所公开的技术内容，不需要创造性的劳动就可以对其中的一些技术特征作出一些简单修改、等同变化与修饰，均属于本实用新型技术方案的范围内。

在本说明书的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”及“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

Claims (6)

1.一种微生物培养基接种结构，包括红外灭菌器（9）、取样杯（10）、培养基放置在培养皿（23）、接种环阻尼和传感器检测组件（24）、接种环旋转部件（8）和接种环旋转部件（22），所述接种环阻尼和传感器检测组件（24）包括接种环安装件（32），其特征在于，所述接种环安装件（32）上设置有两组接种环机构，该接种环机构包括接种环（33）、接种环转接件（34）、接种阻尼弹簧（35）和接种传感调节螺钉（36），所述接种环（33）和接种传感调节螺钉（36）固定在接种环转接件（34）上，接种阻尼弹簧（35）置于接种环转接件（34）的内孔中；所述接种环安装件（32）上固定有销轴（37）和接种传感器（38），所述接种环转接件（34）通过销轴（37）固定在接种环安装件（32）的内部槽内，所述接种环（33）材质为金属或者合金，且接种环（33）容量为1ul、5ul、10ul、15ul中的一种。

2.根据权利要求1所述的一种微生物培养基接种结构，其特征在于，所述接种环旋转部件（8）和接种环旋转部件（22）由接种环阻尼和传感器组件（24）、转接（25）、旋转安装板（26）、同步带轮（27）、同步带轮（28）、同步带（29）、接种环旋转电机支架（30）和接种环旋转电机（31）组成，所述接种环阻尼和传感器组件（24）安装在转接（25）上，同步带轮（27）安装在转接（25）上，转接（25）安装在旋转安装板（26）上，同步带轮（28）固定在接种环旋转电机（31）上，接种环旋转电机（31）安装在接种环旋转电机支架（30）上，接种环旋转电机支架（30）安装在旋转安装板（26）上，所述接种环旋转电机支架（30）上固定有接种环旋转部件转接件（7）和接种环旋转部件转接件（21）。

3.根据权利要求1所述的一种微生物培养基接种结构，其特征在于，所述红外灭菌器（9）固定在底板（1）上。

4.根据权利要求1所述的一种微生物培养基接种结构，其特征在于，所述取样杯（10）固定在底板（1）上。

5.根据权利要求1所述的一种微生物培养基接种结构，包括两套接种环运动总成，两套接种环运动总成为两套接种环运动总成和接种环运动总成B，其特征在于，所述接种环运动总成A由支架（2）、支架（3）、X轴直线传动机构（4）、ZR轴机械手转接（5）、ZR轴机械手（6）、接种环旋转部件转接件（7）和接种环旋转部件（8）组成，所述接种环旋转部件（8）固定在接种环旋转部件转接件（7）上，接种环旋转部件转接件（7）固定在ZR轴机械手（6）的中心轴上，ZR轴机械手（6）固定在ZR轴机械手转接（5）上，ZR轴机械手转接（5）固定在X轴直线传动机构（4）上，X轴直线传动机构（4）通过支架（2）和支架（3）固定在底板（1）上。

6.根据权利要求5所述的一种微生物培养基接种结构，其特征在于，所述接种环运动总成B由支架（16）、支架（17）、X轴直线传动机构（18）、ZR轴机械手转接（19）、ZR轴机械手（20）、接种环旋转部件转接件（21）和接种环旋转部件（22）组成，所述接种环旋转部件（22）固定在接种环旋转部件转接件（21）上，接种环旋转部件转接件（21）固定在ZR轴机械手（20）的中心轴上，ZR轴机械手（20）固定在ZR轴机械手转接（19）上，ZR轴机械手转接（19）固定在X轴直线传动机构（18）上，X轴直线传动机构（18）通过支架（17）和支架（16）固定在底板（1）上。