CN220265699U - 一种一体化细菌检测仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种一体化细菌检测仪，涉及细菌检测技术领域，包括：壳体，壳体顶端设有盖板；检测部，检测部平行设于盖板内侧；检测部底部为感光元件；微流控芯片，微流控芯片平行设于检测部下方；微流控芯片中部设有安装通孔，微流控芯片内成型有样本处理单元，样本处理单元包括样本处理室和荧光检测室；样本处理室和荧光检测室沿远离安装通孔的方向间隔设置；荧光检测室对应于感光元件下方；荧光检测室与样本处理室之间相连通；控制部，控制部包括伺服电机和光发射组件；伺服电机位于微流控芯片下方，其输出轴与安装通孔可拆卸固定安装；光发射组件的发射端对应荧光检测室下方；本实用新型具有检测操作便捷、灵敏度高的优点。

Description

一种一体化细菌检测仪

技术领域

本实用新型涉及细菌检测技术领域，特别是涉及一种一体化细菌检测仪。

背景技术

致病细菌可引起食物安全问题，细菌侵入人体可令人患病；因此，致病菌作为引发人体患病的重要因素，已经引起人们的广泛重视，针对致病菌的快速检测对于相关疾病的有效控制至关重要。

中国专利(授权公告号CN113514453B，授权公告日2022.07.15)公开了一种检测细菌的微流控芯片、检测仪及检测方法及应用，具体公开了对目标病菌的具体检测步骤为：S1.使用细菌检测仪吸取待测样品，在细菌检测仪的微流控芯片的反应腔室中与适配体接触15min后，排出待测样品；S2.使用细菌检测仪吸取试剂，在细菌检测仪的微流控芯片的反应腔室中停留15min后，排出试剂；S3.使用细菌检测仪吸取H₂O₂和显色试剂溶液，1min后观察颜色变化，判断待测样品中目标病菌的含量。可见其技术方案采用的是显色法进行检测，其检测步骤复杂，检测效率较低，且存在灵敏度低的技术缺陷。

因此，如何提供一种一体化细菌检测仪，能够具有检测操作便捷、灵敏度高的特点是本领域技术人员亟需解决的问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提出了一种一体化细菌检测仪，旨在解决上述技术问题。本实用新型提出的一种一体化细菌检测仪能够实现检测操作便捷、灵敏度高的优点。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

本实用新型提供了一种一体化细菌检测仪，包括：

壳体，所述壳体顶端敞口，所述敞口处设有盖板；

检测部，所述检测部平行设于所述盖板内侧；所述检测部底部为感光元件；

微流控芯片，所述微流控芯片位于所述壳体内且平行设于所述检测部下方；所述微流控芯片中部设有安装通孔；所述微流控芯片内成型有样本处理单元，所述样本处理单元包括样本处理室和透明的荧光检测室；所述样本处理室和所述荧光检测室沿远离所述安装通孔的方向间隔设置；所述荧光检测室对应于所述感光元件下方；所述荧光检测室与所述样本处理室之间通过所述微流控芯片内部流道相连通；

控制部，所述控制部包括伺服电机和光发射组件；所述伺服电机位于所述微流控芯片下方，所述伺服电机的输出轴与所述安装通孔可拆卸式固定安装；所述光发射组件的发射端对应所述荧光检测室下方设置。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本实用新型公开提供的一种一体化细菌检测仪，通过伺服电机可驱动微流控芯片来回转动以对样本处理室内的样本液进行振荡混合；通过伺服电机驱动微流控芯片高速转动以及对微流控芯片转速的控制，可在转动离心力作用下实现将样本处理室内的处理好的样本液从样本处理室经微流控芯片的内部流道转移至荧光检测室中；光发射组件发出的光束穿过荧光检测室过程中可与其内的样本液相互作用发出荧光，检测部通过感光元件可接收荧光检测室反馈的荧光信号并通过处理获得荧光强度信息，并通过对比标准曲线即可获得菌落数目情况；本实用新型通过荧光分析法进行细菌检测，检测操作便捷，达到了检测灵敏度高的效果。

作为上述技术方案的进一步改进，所述样本处理单元为多个，多个所述样本处理单元环绕所述安装通孔均匀分布；所述光发射组件的发射端为多个，多个所述光发射组件的发射端与多个所述荧光检测室一一对应布置；所述感光元件为多个，多个所述感光元件与多个所述荧光检测室一一对应布置。

多个样本处理单元可实现同时完成对多个样本的检测，提高了检测效率。

作为上述技术方案的进一步改进，所述样本处理室包括混合室、洗涤室、脱磁室、裂解室、LAMP扩增室；所述微流控流道包括第一微流控流道、第二微流控流道和第三微流控流道；

所述混合室、所述洗涤室和所述脱磁室沿环绕所述安装通孔周向方向间隔布置且通过所述微流控芯片内部微流道依次连通；

所述裂解室位于所述洗涤室远离所述安装通孔的侧方，所述裂解室与所述脱磁室通过所述第一微流控流道连通；

所述LAMP扩增室位于所述裂解室远离所述安装通孔的侧方，所述LAMP扩增室与所述裂解室通过所述第二微流控流道连通；

所述荧光检测室位于所述LAMP扩增室远离所述安装通孔的侧方，所述荧光检测室与所述LAMP扩增室通过所述第三微流控流道连通；

所述控制部还包括基板和电磁铁；所述基板平行设于所述微流控芯片下方；所述基板顶端开设有凹槽；所述伺服电机固定在所述凹槽的槽底中部；所述电磁铁固定在所述凹槽的槽底且可对应所述混合室下方，当所述微流控芯片转动时，所述电磁铁可分别对应至所述洗涤室和所述脱磁室的下方位置；所述光发射组件的发射端设置在所述凹槽底壁对应所述荧光检测室下方位置。

混合室用于加入样本液以及苯硼酸-纳米磁珠，苯硼酸-纳米磁珠由羧基化纳米磁珠活化后与苯硼酸结合而形成，样本液与苯硼酸-纳米磁珠在混合室内混合。细菌细胞壁上肽聚糖的顺式二醇基团可以与硼酸基团形成共价键，将苯硼酸-纳米磁珠固定在细菌表面，细菌-苯硼酸-纳米磁珠复合物在外加磁场的作用下可被富集，从而实现目的菌的捕获分离；即通过电磁铁可吸引磁珠，从而将混合室内混合后的样本液转移至洗涤室内，在洗涤室内可对已与磁珠结合的样本进行混合；进一步可通过电磁铁将样本液转移至脱磁室中，通过电磁铁对脱磁室施加外磁场，使磁珠消磁；控制微流控芯片以一定速度转动，对脱磁室中的样本进行离心，细菌样本会通过第一微流控流道过滤流入裂解室与裂解液混合；进而以一定离心转速对裂解室内裂解后样本液进行离心，使裂解后样本液过滤后进入LAMP扩增室；进而以一定离心转速对LAMP扩增室内扩增后样本液进行离心，使扩增后样本液进入荧光检测室进行荧光检测，最终可获得菌落数目情况。

作为上述技术方案的进一步改进，所述第二微流控流道上设置有虹吸阀一；所述第三微流控流道上设置有虹吸阀二。

虹吸阀一和虹吸阀二均具有一定的离心转速阈值；超过自身离心转速阈值，虹吸阀一和虹吸阀二可被离心导通；可设置虹吸阀一的离心转速阈值小于虹吸阀二的离心转速阈值，以实现通过控制微流控芯片转速对样本液在裂解室与LAMP扩增室之间、LAMP扩增室与所述荧光检测室之间的导通状态的控制。

作为上述技术方案的进一步改进，所述LAMP扩增室、所述荧光检测室、所述第二微流控流道和所述第三微流控流道均为多个且数量相同，多个所述LAMP扩增室沿环绕所述安装通孔方向间隔分布，且均与所述裂解室通过相应的所述第二微流控流道相连通；多个所述荧光检测室沿环绕所述安装通孔方向间隔分布且与所述LAMP扩增室位置一一对应，并均与对应的所述LAMP扩增室通过相应的所述第三微流控流道相连通。

多个所述LAMP扩增室内放置不同引物，可实现对同一样本液不同种类细菌的扩增，进而可实现在对应的荧光检测室中完成对同一样本液不同种类细菌的同步检测。

作为上述技术方案的进一步改进，所述电磁铁包括第一电磁铁和第二电磁铁，所述第一电磁铁对应于所述混合室正下方且其顶端靠近所述混合室底部设置；所述第二电磁铁对应于所述洗涤室正下方且其顶端靠近所述洗涤室底端设置；当所述微流控芯片转动过程中所述第一电磁铁和所述第二电磁铁均可对应位于所述脱磁室的正下方。

第一电磁铁用于将混合室内的混合样本液转移至洗涤室；第二电磁铁用于将洗涤室内的混合样本液转移至脱磁室；第一电磁铁和第二电磁铁均可用于对脱磁室内的样本液进行脱磁处理。

作为上述技术方案的进一步改进，所述控制部还包括加热环一和加热环二；所述加热环一和所述加热环二与所述安装通孔同轴布置且均固定在所述凹槽的槽底；所述加热环一对应位于所述裂解室下方；所述加热环二对应位于所述LAMP扩增室下方。

细菌样本液流入裂解室后，通过开启加热环一可对裂解室进行加热；裂解后的样本液进入LAMP扩增室后可打开加热环二对LAMP扩增室进行恒温控制。

作为上述技术方案的进一步改进，所述微流控芯片顶端与多个所述混合室相应位置均开设有可连通相应所述混合室的加样孔；所述混合室、所述洗涤室、所述脱磁室、所述裂解室和所述LAMP扩增室顶壁均开设有排气孔。

作为上述技术方案的进一步改进，所述微流控芯片包括第一芯片层、第二芯片层和盖片层；所述第一芯片层和所述盖片层均为透明材料制成，所述第一芯片层、所述第二芯片层和所述盖片层自下至上依次贴合且密封固定；

所述混合室、所述洗涤室、所述脱磁室、所述裂解室、所述LAMP扩增室和所述荧光检测室均为在所述第二芯片层上开设的贯穿孔；所述第一微流控流道、所述第二微流控流道和所述第三微流控流道均为开设于所述第二芯片层顶面的微流槽；所述加样孔和所述排气孔均为开设于所述盖片层的通孔。

作为上述技术方案的进一步改进，所述控制部还包括控制器和触控屏；所述控制器设置在所述基板下方且与所述壳体内底壁固定；所述触控屏设置在所述盖板顶部；所述检测部、所述伺服电机、所述光发射组件、所述第一电磁铁、所述第二电磁铁、所述加热环一、所述加热环二和所述触控屏均与所述控制器电性连接。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本实用新型公开提供了一种一体化细菌检测仪，具有以下优点及有益效果：

1、本实用新型一体化细菌检测仪具有检测操作便捷、灵敏度高的特点。

2、本实用新型一体化细菌检测仪基于苯硼酸-纳米磁珠富集技术可从复杂基质中快速捕获与分离目的菌，检测效率高。

3、本实用新型一体化细菌检测仪可实现对多样本同步检测，且针对同一样本液能够同步检测不同种类细菌。

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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1本实用新型一体化细菌检测仪整体结构爆炸图；

图2本实用新型一体化细菌检测仪微流控芯片内部结构示意图；

图3本实用新型一体化细菌检测仪微流控芯片俯视示意图；

图4本实用新型一体化细菌检测仪样本处理单元的结构示意图；

图5本实用新型一体化细菌检测仪虹吸阀一结构示意图。

图6本实用新型一体化细菌检测仪虹吸阀二结构示意图。

图7本实用新型一体化细菌检测仪虹吸阀工作原理示意图。

图8本实用新型一体化细菌检测仪虹吸阀三结构示意图。

图9本实用新型一体化细菌检测仪基板结构俯视示意图

图中：1、壳体；11、盖板；12、侧板；13、底板；2、检测部；21、感光元件；22、电路板；3、微流控芯片；31、样本处理室；311、混合室；3111、加样孔；312、洗涤室；313、脱磁室；314、裂解室；315、LAMP扩增室；32、安装通孔；33、荧光检测室；34、虹吸阀一；341、U型流道一；35、虹吸阀二；351、U型流道二；36、第一微流控流道；37、第二微流控流道；38、第三微流控流道；39、排气孔；4、控制部；41、伺服电机；411、连接轴；42、光发射组件；421、通光孔；422、发光板；423、光激发器；43、基板；431、凹槽；44、电磁铁；441、第一电磁铁；442、第二电磁铁；45、加热环一；46、加热环二；47、控制器；48、触控屏；49、USB接口；5、虹吸阀三。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

如图1至图9所示，本实用新型提供了一种一体化细菌检测仪，包括：

壳体1，壳体1为长方体结构，其顶端敞口，所述敞口处设有盖板11，中部由四块侧板12围合固定，底部具有底板13，底板13周侧对应与四块侧板12底部固定；盖板11一侧端与一块侧板12顶端铰接(铰接结构图中未示出)，以使盖板11可向壳体1一侧转动打开。

检测部2，检测部2包括光学检测板和印刷电路板22，光学检测板底部具有感光元件21，印刷电路板22平行且用螺钉固定在盖板11内侧，光学检测板平行且用螺钉固定在印刷电路板22底部；感光元件21与印刷电路板22电性连接；

微流控芯片3，微流控芯片3为圆形，微流控芯片3位于壳体1内且平行设于检测部2下方；微流控芯片3中心具有安装通孔32，微流控芯片3内成型有样本处理单元，样本处理单元包括样本处理室31和透明的荧光检测室33；样本处理室31和荧光检测室33沿远离安装通孔32的方向间隔设置；荧光检测室33对应于感光元件21下方；荧光检测室33与样本处理室31之间通过微流控芯片3内部的微流控流道相连通；

控制部4，控制部4包括伺服电机41和光发射组件42；伺服电机41位于微流控芯片3下方，伺服电机41的输出轴上固定套装有连接轴411，连接轴411与安装通孔32可拆卸式固定安装，以方便更换微流控芯片3；光发射组件42的发射端对应荧光检测室33下方设置，光发射组件42发出的光可穿透荧光检测室33并被感光元件21接收，以进行感光测量。

本实用新型一体化细菌检测仪，通过伺服电机41可驱动微流控芯片3来回转动以对样本处理室31内的样本液进行振荡混合；通过伺服电机41驱动微流控芯片3高速转动以及对微流控芯片转速的控制，可在转动离心力作用下实现将样本处理室31内的处理好的样本液从样本处理室31经微流控芯片3的内部流道转移至荧光检测室33中；光发射组件42发出的光束穿过荧光检测室33过程中可与其内的样本液相互作用发出荧光，检测部2通过感光元件21可接收荧光检测室33反馈的荧光信号并通过处理获得荧光强度信息，并通过对比标准曲线即可获得菌落数目情况；本实用新型通过荧光分析法进行细菌检测，检测操作便捷，达到了检测灵敏度高的效果。

具体地，打开盖板11即可安装或取出微流控芯片3；安装微流控芯片3时，将安装通孔32对准连接轴411，将微流控芯片3套装在连接轴411上即可；安装通孔32与连接轴411相适配。

在一些具体的实施例中，样本处理单元为六个，六个样本处理单元环绕安装通孔32均匀分布；光发射组件42的发射端为六个，六个光发射组件42的发射端与六个荧光检测室33上下一一对应布置；感光元件21为六个，六个感光元件21与六个荧光检测室33上下一一对应布置。由此，六个样本处理单元可实现同时完成对六个样本的检测，提高了检测效率。

具体地，感光元件21为扇环形，六个感光元件21沿环绕安装通孔32的方向间隔布置构成环形阵列。

在一些具体的实施例中，样本处理室31包括混合室311、洗涤室312、脱磁室313、裂解室314、LAMP扩增室315；微流控流道包括第一微流控流道36、第二微流控流道37和第三微流控流道38；

混合室311、洗涤室312和脱磁室313沿环绕安装通孔32周向方向间隔布置且通过微流控芯片3内部流道依次连通；

裂解室314位于洗涤室312远离安装通孔32的侧方，且裂解室314靠近安装通孔32的侧端与脱磁室313远离安装通孔32的侧端通过第一微流控流道36相连通；

LAMP扩增室315位于裂解室314远离安装通孔32的侧方，且LAMP扩增室315靠近安装通孔32的侧端与裂解室314远离安装通孔32的侧端通过第二微流控流道37相连通；

荧光检测室33位于LAMP扩增室315远离安装通孔32的侧方，且荧光检测室33靠近安装通孔32的侧端与LAMP扩增室315远离安装通孔32的侧端通过第三微流控流道38相连通；

控制部4还包括基板43、电磁铁44；基板43平行设于微流控芯片3下方；基板43与壳体1的侧板12用螺钉固定；基板43顶端开设有凹槽431；伺服电机41用螺钉固定在凹槽431的槽底中部；电磁铁44固定在凹槽431的槽底且可对应混合室311正下方，微流控芯片3转动过程中电磁铁44可分别对应至洗涤室312和脱磁室313的正下方位置；光发射组件42的发射端设置在凹槽431底壁对应荧光检测室33正下方位置。

具体地，凹槽431为圆形；光发射组件42包括发光板422、通光孔421和光激发器423；光激发器423用螺钉固定在底板13上，光激发器423的发光元件可选用LDE发光二极管，通光孔421为六组，通光孔421开设在凹槽431侧壁上，六组通光孔421环绕凹槽431侧壁均匀分布，通光孔421另一端连通至基板43底端；LDE发光二极管为六个，六个LDE发光二极管嵌装在光激发器423顶部；六个LDE发光二极管发出的光分别经光纤传导至对应的凹槽侧壁上的六组通光孔421的孔口处；发光板422为六个，六个发光板422环绕凹槽431中心均匀分布且固定在凹槽431底壁；六个发光板422对应布置在六个荧光检测室33下方；发光板422上表面为反光面，反光面倾斜布置，反光面朝向对应的通光孔421，可将通光孔421射出的光束垂直向上反射以使光束照射荧光检测室33；反光面即可作为光发射组件42的发射端。

具体地，电磁铁44为六组，六组电磁铁44环绕凹槽431中心均匀分布；且六组电磁铁44一一对应位于六个混合室311下方。

混合室311用于加入样本液以及苯硼酸-纳米磁珠，苯硼酸-纳米磁珠由羧基化纳米磁珠活化后与苯硼酸结合而形成，样本液与苯硼酸-纳米磁珠在混合室311内混合。细菌细胞壁上肽聚糖的顺式二醇基团可以与硼酸基团形成共价键，将苯硼酸-纳米磁珠固定在细菌表面，细菌-苯硼酸-纳米磁珠复合物在外加磁场的作用下可被富集，从而实现目的菌的捕获分离；即通过电磁铁44可吸引磁珠，从而将混合室311内混合后的样本液转移至洗涤室312内，在洗涤室312内可对已与磁珠结合的样本进行混合；进一步可通过电磁铁44将样本液转移至脱磁室313中，通过电磁铁44对脱磁室313施加外磁场，使磁珠消磁；控制微流控芯片3以一定速度转动，对脱磁室313中的样本进行离心，细菌样本会通过第一微流控流道36过滤流入裂解室314与裂解液混合；进而以一定离心转速对裂解室314内裂解后样本液进行离心，使裂解后样本液过滤后进入LAMP扩增室315；进而以一定离心转速对LAMP扩增室315内扩增后样本液进行离心，使扩增后样本液进入荧光检测室33进行荧光检测，最终可获得菌落数目情况。

在一些具体的实施例中，第二微流控流道37上设置有虹吸阀一34；第三微流控流道38上设置有虹吸阀二35。

虹吸阀一34和虹吸阀二35均具有一定的离心转速阈值；超过自身离心转速阈值，虹吸阀一34和虹吸阀二35可被离心导通；可设置虹吸阀一34的离心转速阈值小于虹吸阀二35的离心转速阈值，以实现通过控制微流控芯片3转速对样本液在裂解室314与LAMP扩增室315之间、LAMP扩增室315与荧光检测室33之间的导通状态的控制。

具体地，虹吸阀一34的具体结构参见图5，虹吸阀二35的具体结构参见图6；虹吸阀一34和虹吸阀二35的工作原理参见图7；虹吸阀一34包括U型流道一341，虹吸阀二35包括U型流道二351；U型流道一341和U型流道二351均沿微流控芯片3径向布置，且U型流道一341和U型流道二351U型开口端均靠近微流控芯片3周侧；控制控制微流控芯片3先高速转动再中低速转动即可导通虹吸阀，然后再高速转动即可实现样本液的快速转移。

具体地，虹吸阀一34和虹吸阀二35均为开设在微流控芯片3内部的流道。

在一些具体的实施例中，LAMP扩增室315、荧光检测室33、第二微流控流道37和第三微流控流道38均为多个且数量相同，多个LAMP扩增室315沿环绕安装通孔32方向间隔分布，且均与裂解室314通过相应的第二微流控流道37相连通；多个荧光检测室33沿环绕安装通孔32方向间隔分布且与LAMP扩增室315位置一一对应，并均与对应的LAMP扩增室315通过相应的第三微流控流道38相连通。

多个LAMP扩增室315内放置不同引物，可实现对同一样本液不同种类细菌的扩增，进而可实现在对应的荧光检测室33中完成对同一样本液不同种类细菌的同步检测。

在一些具体的实施例中，每组电磁铁44均包括第一电磁铁441和第二电磁铁442，第一电磁铁441对应于混合室311正下方且其顶端靠近混合室311底部设置；第二电磁铁442对应于洗涤室312正下方且其顶端靠近洗涤室312底端设置；当微流控芯片3转动时，第一电磁铁441和第二电磁铁442均可对应位于脱磁室313的正下方。

具体地，第一电磁铁441和第二电磁铁442均为圆柱形，凹槽431槽底对应第一电磁铁441和第二电磁铁442具有安装孔，第一电磁铁441和第二电磁铁442一端可插入对应的安装孔中定位固定。

第一电磁铁441用于将混合室311内的混合样本液转移至洗涤室312；第二电磁铁442用于将洗涤室312内的混合样本液转移至脱磁室313；第一电磁铁441和第二电磁铁442均可用于对脱磁室313内的样本液进行脱磁处理。

在一些具体的实施例中，控制部4还包括加热环一45和加热环二46；加热环一45和加热环二46与安装通孔32同轴布置且均用螺钉固定在凹槽431的槽底；加热环一45对应位于裂解室314下方；加热环二46对应位于LAMP扩增室315下方。

细菌样本液流入裂解室314后，通过开启加热环一45可对相应的裂解室314进行加热；裂解后的样本液进入LAMP扩增室315后可打开加热环二46对现相应的LAMP扩增室315进行恒温控制。

在一些具体的实施例中，微流控芯片3顶端与多个混合室311相应位置均开设有可连通相应混合室311的加样孔3111；混合室311、洗涤室312、脱磁室313、裂解室314和LAMP扩增室315顶壁均开设有排气孔39。

在一些具体的实施例中，参见图8，混合室311与洗涤室312之间、洗涤室312与脱磁室313之间均设置有虹吸阀三5，以防止在微流控芯片3转动离心力作用下，样本液流入相邻腔室；而电磁铁的磁吸作用可将样本液在混合室311与洗涤室312之间、洗涤室312与脱磁室313之间进行转移，不受虹吸阀三5的影响。

在一些具体的实施例中，微流控芯片3包括第一芯片层、第二芯片层和盖片层；第一芯片层和盖片层均为透明材料制成，第一芯片层、第二芯片层和盖片层自下至上依次贴合且密封固定；

混合室311、洗涤室312、脱磁室313、裂解室314、LAMP扩增室315和荧光检测室33均为在第二芯片层上开设的贯穿孔，第一芯片层、盖片层与第二芯片层封装后形成各个腔室；第一微流控流道36、第二微流控流道37和第三微流控流道38均为开设于第二芯片层顶面的微流槽，第一芯片层、盖片层与第二芯片层封装后形成各个微流控流道；加样孔3111和排气孔39均为开设于盖片层的通孔，以连通对应腔室。

具体地，虹吸阀一34、虹吸阀二35和虹吸阀三5均为开设于第二芯片层顶面的微流槽，第一芯片层、盖片层与第二芯片层封装后形成虹吸阀一34、虹吸阀二35和虹吸阀三5的微流控流道。

在一些具体的实施例中，控制部4还包括控制器47和触控屏48；控制器47设置在基板43下方且与壳体1内底壁固定；触控屏48设置在盖板11顶部；检测部2、伺服电机41、光发射组件42、第一电磁铁441、第二电磁铁442、加热环一45、加热环二46和触控屏48均与控制器47电性连接，且均受控于控制器47。

具体地，控制器47为微程序控制器；控制器47侧端具有USB接口，USB接口的插口端贯穿侧板12；USB接口用于与控制器47进行数据传导。

本实用新型一体化细菌检测仪的工作步骤为：

步骤一：通过加样孔向混合室加样。

步骤二：控制微流控芯片交替正反转，对混合室内样本及磁珠进行混合。

步骤三：以第一电磁铁对磁珠进行吸引，进入洗涤室。

步骤一：以第一转速控制微流控芯片来回旋转，对洗涤室内已与磁珠结合的样本进行混合。

步骤四：以第二电磁铁对磁珠进行吸引，进入脱磁室。

步骤五：通过电磁铁施加外磁场，使磁珠消磁，使用第一离心速度对微流控芯片进行离心，细菌通过第一微流控流道过滤流入裂解室与裂解液混合。

步骤六：内层加热线圈启动，对裂解室进行加热。

步骤七：以第二离心速度对微流控芯片进行离心，使得裂解液过滤后进入LAMP扩增室，外层加热线圈启动，对LAMP扩增室进行恒温加热。

步骤八：以第三离心速度对微流控芯片进行离心，使得扩增后样液进入荧光检测室。

步骤九：使用荧光检测设备(光学检测板、印刷电路板和微程序控制器)检测荧光的强度，对比标准曲线即可获得菌落数目。

具体地，第二离心速度大于虹吸阀一的离心转速阈值，小于虹吸阀二的离心转速阈值；第三离心速度大于虹吸阀二的离心转速阈值；第三离心速度大于第二离心速度，第二离心速度大于第一离心速度，其具体的数值需要根据芯片的结构确定。

本实用新型采用了苯硼酸-纳米磁珠富集技术、实时多重lamp技术、高精度荧光检测技术进行荧光检测的方法，苯硼酸-纳米磁珠富集技术是基于苯硼酸与顺式二醇物质共价结合形成环酯的独特性质，研发了一种可以在低梯度磁场下从复杂基质中快速分离出耐碳青霉烯类大肠埃希菌或耐碳青霉烯类肺炎克雷伯氏菌的磁珠富集吸附技术。首先，羧基化纳米磁珠活化后与苯硼酸结合形成苯硼酸-纳米磁珠。而细菌细胞壁上肽聚糖的顺式二醇基团可以与硼酸基团形成共价键，将苯硼酸-纳米磁珠固定在细菌表面。最后，细菌-苯硼酸-纳米磁珠复合物在外加磁场的作用下被富集，从而实现目的菌的捕获分离。

多重LAMP环介导等温扩增技术是针对靶基因的特定领域设计特异性引物，利用链置换DNA聚合酶在恒温条件下保温几十分钟，即可实现核酸的扩增。LAMP法不需要模板的热变性、长时间温度循环、繁琐的电泳、紫外观察等过程，在超级细菌检测上具有独特的应用价值。进而，本实用新型采用多重LAMP法具有扩增快、操作简便、检测简便等优点，有助于超级细菌的快速、可靠的临床诊断。

高精度荧光检测技术是通过荧光检测装置将标记有荧光素的Taqman探针与模板DNA混合后，采用实时多重LAMP进行扩增，与模板DNA互补配对的Taqman探针被切断，荧光素游离于反应体系中，在特定光激发下发出荧光，随着循环次数的增加，被扩增的目的基因片段呈指数规律增长，通过实时检测与之对应的随扩增而变化荧光信号强度，求得Ct值，同时利用数个已知模板浓度的标准品作对照，即可得出待测标本目的基因的拷贝数。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种一体化细菌检测仪，其特征在于，包括：

壳体(1)，所述壳体(1)顶端敞口，所述敞口处设有盖板(11)；

检测部(2)，所述检测部(2)平行设于所述盖板(11)内侧；所述检测部(2)底部为感光元件(21)；

微流控芯片(3)，所述微流控芯片(3)位于所述壳体(1)内且平行设于所述检测部(2)下方；所述微流控芯片(3)中部设有安装通孔(32)；所述微流控芯片(3)内成型有样本处理单元，所述样本处理单元包括样本处理室(31)和透明的荧光检测室(33)；所述样本处理室(31)和所述荧光检测室(33)沿远离所述安装通孔(32)的方向间隔设置；所述荧光检测室(33)对应于所述感光元件(21)下方；所述荧光检测室(33)与所述样本处理室(31)之间通过微流控流道相连通；

控制部(4)，所述控制部(4)包括伺服电机(41)和光发射组件(42)；所述伺服电机(41)位于所述微流控芯片(3)下方，所述伺服电机(41)的输出轴与所述安装通孔(32)可拆卸式固定安装；所述光发射组件(42)的发射端对应所述荧光检测室(33)下方设置。

2.根据权利要求1所述一种一体化细菌检测仪，其特征在于，所述样本处理单元为多个，多个所述样本处理单元环绕所述安装通孔(32)均匀分布；所述光发射组件(42)的发射端为多个，多个所述光发射组件(42)的发射端与多个所述荧光检测室(33)一一对应布置；所述感光元件(21)为多个，多个所述感光元件(21)与多个所述荧光检测室(33)一一对应布置。

3.根据权利要求2所述一种一体化细菌检测仪，其特征在于，所述样本处理室(31)包括混合室(311)、洗涤室(312)、脱磁室(313)、裂解室(314)、LAMP扩增室(315)；所述微流控流道包括第一微流控流道(36)、第二微流控流道(37)和第三微流控流道(38)；

所述混合室(311)、所述洗涤室(312)和所述脱磁室(313)沿环绕所述安装通孔(32)周向方向间隔布置且通过所述微流控芯片(3)内部微流道依次连通；

所述裂解室(314)位于所述洗涤室(312)远离所述安装通孔(32)的侧方，所述裂解室(314)与所述脱磁室(313)通过所述第一微流控流道(36)连通；

所述LAMP扩增室(315)位于所述裂解室(314)远离所述安装通孔(32)的侧方，所述LAMP扩增室(315)与所述裂解室(314)通过第二微流控流道(37)连通；

所述荧光检测室(33)位于所述LAMP扩增室(315)远离所述安装通孔(32)的侧方，所述荧光检测室(33)与所述LAMP扩增室(315)通过所述第三微流控流道(38)连通；

所述控制部(4)还包括基板(43)和电磁铁(44)；所述基板(43)平行设于所述微流控芯片(3)下方；所述基板(43)顶端开设有凹槽(431)；所述伺服电机(41)固定在所述凹槽(431)的槽底中部；所述电磁铁(44)固定在所述凹槽(431)的槽底且可对应所述混合室(311)正下方，当所述微流控芯片(3)转动时，所述电磁铁(44)可分别对应至所述洗涤室(312)和所述脱磁室(313)的正下方位置；所述光发射组件(42)的发射端设置在所述凹槽(431)底壁对应所述荧光检测室(33)下方位置。

4.根据权利要求3所述一种一体化细菌检测仪，其特征在于，所述第二微流控流道(37)上设置有虹吸阀一(34)；所述第三微流控流道(38)上设置有虹吸阀二(35)。

5.根据权利要求4所述一种一体化细菌检测仪，其特征在于，所述LAMP扩增室(315)、所述荧光检测室(33)、所述第二微流控流道(37)和所述第三微流控流道(38)均为多个且数量相同，多个所述LAMP扩增室(315)沿环绕所述安装通孔(32)方向间隔分布，且均与所述裂解室(314)通过相应的所述第二微流控流道(37)相连通；多个所述荧光检测室(33)沿环绕所述安装通孔(32)方向间隔分布且与所述LAMP扩增室(315)位置一一对应，并均与对应的所述LAMP扩增室(315)通过相应的所述第三微流控流道(38)相连通。

6.根据权利要求5所述一种一体化细菌检测仪，其特征在于，所述电磁铁(44)包括第一电磁铁(441)和第二电磁铁(442)，所述第一电磁铁(441)对应于所述混合室(311)正下方且其顶端靠近所述混合室(311)底部设置；所述第二电磁铁(442)对应于所述洗涤室(312)正下方且其顶端靠近所述洗涤室(312)底端设置；当所述微流控芯片(3)转动过程中所述第一电磁铁(441)和所述第二电磁铁(442)均可对应位于所述脱磁室(313)的正下方。

7.根据权利要求6所述一种一体化细菌检测仪，其特征在于，所述控制部(4)还包括加热环一(45)和加热环二(46)；所述加热环一(45)和所述加热环二(46)与所述安装通孔(32)同轴布置且均固定在所述凹槽(431)的槽底；所述加热环一(45)对应位于所述裂解室(314)下方；所述加热环二(46)对应位于所述LAMP扩增室(315)下方。

8.根据权利要求7所述一种一体化细菌检测仪，其特征在于，所述微流控芯片(3)顶端与多个所述混合室(311)相应位置均开设有可连通相应所述混合室(311)的加样孔(3111)；所述混合室(311)、所述洗涤室(312)、所述脱磁室(313)、所述裂解室(314)和所述LAMP扩增室(315)顶壁均开设有排气孔(39)。

9.根据权利要求8所述一种一体化细菌检测仪，其特征在于，所述微流控芯片(3)包括第一芯片层、第二芯片层和盖片层；所述第一芯片层和所述盖片层为透明材料制成，所述第一芯片层、所述第二芯片层和所述盖片层自下至上依次贴合且密封固定；

所述混合室(311)、所述洗涤室(312)、所述脱磁室(313)、所述裂解室(314)、所述LAMP扩增室(315)和所述荧光检测室(33)均为在所述第二芯片层上开设的贯穿孔；所述第一微流控流道(36)、所述第二微流控流道(37)和所述第三微流控流道(38)均为开设于所述第二芯片层顶面的微流槽；所述加样孔(3111)和所述排气孔(39)均为在所述盖片层上开设的通孔。

10.根据权利要求9所述一种一体化细菌检测仪，其特征在于，所述控制部(4)还包括控制器(47)和触控屏(48)；所述控制器(47)设置在所述基板(43)下方且与所述壳体(1)内底壁固定；所述触控屏(48)设置在所述盖板(11)顶部；所述检测部(2)、所述伺服电机(41)、所述光发射组件(42)、所述第一电磁铁(441)、所述第二电磁铁(442)、所述加热环一(45)、所述加热环二(46)和所述触控屏(48)均与所述控制器(47)电性连接。