微生物检测系统及方法与流程

本发明涉及微生物检测领域，具体而言，涉及一种微生物检测系统及方法。

背景技术：

微生物，包括细菌、病毒、真菌以及一些小型的原生动物等在内的一大类生物群体，个体微小，与人类生活密切相关。广泛涉及健康、医药、工农业、环保等诸多领域。一般来说，将微生物划分为以下8大类：细菌、病毒、真菌、放线菌、立克次体、支原体、衣原体以及螺旋体。对于微生物的检测，常采用显微镜、染色技术、培养基制备技术、接种、分离纯化以及培养技术。

而这其中，培养基制备技术应用较多。具体地，现有技术中，常采用将微生物接种到适于生长繁殖的人工培养基上面，进而对其进行检测。但是，这种检测方法费时费力，检测效果差。另有的一些现有技术中，采用pH颜色判读的方法来检测微生物的生长、繁殖、代谢情况，但是这种方法灵敏度低、响应慢、误差大。再有的一些现有技术中提供一些检测设备或方法，但是其检测的灵敏度较低，并且设备的使用寿命较短，造成了设备成本高，经济效益差。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种微生物检测系统，其能快速、可靠、准确地检测微生物的繁殖、代谢情况。且使用寿命长，经济成本低。

本发明的另一目的在于提供一种微生物检测方法，其能够灵敏地、响应快速地、误差小地检测微生物的繁殖、代谢情况。

为了实现上述目的，本发明实施例采用的技术方案如下：

一种微生物检测系统，适用于检测微生物的生长、繁殖情况，其包括：

微生物培养液放置装置，用于放置微生物培养液。其中，微生物培养液放置装置内设置有微动开关检测装置，用于检测微生物培养液的试剂管有无的。发射光源装置，用于发射与微生物培养液产生荧光效应的紫外线。荧光接收装置，用于接收荧光效应产生的荧光，并将荧光对应的微生物代谢物浓度数据输出。控制装置，用于接收微生物代谢物浓度数据并进行分析。微生物培养液放置装置、发射光源装置以及荧光接收装置均与控制装置电连接。

在本发明较佳的实施例中，微生物培养液放置装置内还设置有用于为微生物生长、繁殖提供适宜温度的恒温装置，恒温装置连接于控制装置。

在本发明较佳的实施例中，发射光源装置和荧光接收装置之间设置有隔离板。

在本发明较佳的实施例中，微生物检测系统还包括用于传达微生物的即时培养信息的提示装置，提示装置连接于控制装置。

在本发明较佳的实施例中，提示装置包括显示装置和发声装置，显示装置和发声装置均连接于控制装置。

在本发明较佳的实施例中，显示装置为显示器，发声装置为蜂鸣器。

在本发明较佳的实施例中，控制装置为控制主板。

一种微生物检测方法，利用上述的微生物检测系统进行检测，微生物检测方法包括：

发射光源装置发射紫外线，并与微生物培养液产生荧光效应；荧光接收装置接收荧光效应产生的荧光，并将荧光对应的微生物代谢物浓度数据输送至控制装置；控制装置接收荧光接收装置输送的微生物代谢物浓度数据并进行分析，得到微生物的代谢物的浓度。

在本发明较佳的实施例中，在发射光源装置发射紫外线前，利用微动开关检测装置将微生物培养液放置装置中有无试剂管的信息输送至控制装置。

在本发明较佳的实施例中，在检测过程中，利用恒温装置将微生物培养液放置装置内的温度信息输送至控制装置，通过控制装置对述微生物培养液放置装置内的温度进行控制。

本发明的有益效果是：

本发明提供的微生物检测系统，通过设置微生物培养液放置装置、发射光源装置、荧光接收装置以及控制装置，在控制装置与发射光源装置、荧光接收装置以及微生物培养液放置装置的协同工作下，实现了对微生物代谢、繁殖状态的即时检测。该微生物检测系统可靠性高、准确性好。

本发明提供的微生物检测方法，首先发射光源装置发射紫外线，并与微生物培养液产生荧光效应；其次荧光接收装置接收荧光效应产生的荧光，并将荧光对应的微生物代谢物浓度数据输送至控制装置；最后控制装置接收荧光接收装置输送的微生物代谢物浓度数据并进行分析，得到微生物的代谢物的浓度。该方法具有较高的检测精度和效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本发明实施例提供的微生物检测系统的分解结构示意图；

图2为本发明实施例提供的微生物检测系统的第一视角的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的微生物检测系统的微生物培养液放置装置以及控制主板的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的微生物检测系统的第二视角的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的发射光源装置和荧光接收装置的结构示意图；

图6示出了本发明实施例所提供的微生物检测系统的工作流程图。

图标：100-微生物检测系统；110-壳体；111-上壳；112-下壳；113-透光柱；114-防尘罩；115-连接柱；116-连接孔；117-连接盖；118-工作端；120-微生物培养液放置装置；121-恒温装置；122-微动开关检测装置；131-发射光源装置；132-荧光接收装置；133-紫外灯泡；134-光电传感器；135-隔离板；140-控制装置；141-控制主板；150-试剂管；161-显示装置；162-发声装置；171-串口；172-RJ45接口；173-USB接口；174-电源接口。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“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。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发明中的具体含义。

请结合图1、图2以及图3，本实施例提供一种微生物检测系统100，其包括，微生物培养液放置装置120，用于放置微生物培养液；微生物培养液放置装置120内设置有微动开关检测装置122，用于检测微生物培养液放置装置120内有无微生物培养液的试剂管150；发射光源装置131，用于发射与微生物培养液产生荧光效应的紫外线；荧光接收装置132，用于接收荧光效应产生的荧光，并将荧光对应的微生物代谢物浓度数据输出；控制装置140，用于接收微生物代谢物浓度数据并进行分析。其中，微生物培养液放置装置120、发射光源装置131以及荧光接收装置132均与控制装置140电连接。

上述的微生物检测系统100还包括壳体110。上述的微生物培养液放置装置120、以及控制装置140均设置于壳体110内。进一步地，壳体110包括上壳111和下壳112，上壳111盖合于下壳112。具体地，上壳111的下表面的各个顶角处均设置有连接柱115，对应在下壳112的各个顶角处均设置有连接孔116，从而能够与连接柱115相互配合，使得上壳111嵌入其中，从而盖合于下壳112上。这种连接方式不仅可靠，而且更加地节约空间、使得整个微生物检测系统100的整体结构更加紧凑。

进一步地，在连接柱115的外表面还设置有连接盖117，连接盖117的一端连接于上壳111，另一端连接于下壳112，从而能够更进一步地，使得上壳111和下壳112的连接更加的可靠，并且能够使得上壳111和下壳112的连接处更加地具有密封性，进一步保护设置于壳体110内部的其他装置，进而保证了微生物检测系统100运行的可靠性。

需要说明的是，上述壳体110的形状是不限定的。上述的壳体110可以的形状可以选择长方体或者正方体的箱体的形状、圆柱或者其他的柱状体以及其他的根据实际的需要加工成的不规则形状。优选地在本实施例中，上述的壳体110的形状选择长方体或者正方体的箱体形状。

请结合图1和图2，微生物培养液放置装置120设置于上述的壳体110内，并且微生物培养液放置装置120上表面露出壳体110的上表面。从而更加方便将微生物培养液的试剂管150放置于微生物培养液放置装置120中，进而为后续的操作步骤提供有力的保障。优选地，微生物培养液放置装置120露出于壳体110的上表面的一端，即参照图2中的工作端118。从而更加方便操作人员进行使用和操作微生物检测系统100。

进一步地，微生物培养液放置装置120的形状是不限定的。优选地，在微生物培养液放置装置120的上表面设置有多个用于放置试剂管150的孔，从而能够将微生物培养液的试剂管150放置于微生物培养液放置装置120的上表面设置开设的孔内。

进一步地，微生物培养液放置装置120内部还设置有为微生物生长提供适宜温度的恒温装置121，恒温装置121连接于控制装置140。从而能够根据不同种类的微生物或者不同阶段的培养需求，在控制装置140内预先设定好温度，进而实现对恒温装置121的控制和调节。需要说明的是，恒温装置121的设置位置是不限地的。优选地，恒温装置121设置于微生物培养液放置装置120的内壁上。进一步，恒温装置121的调节温度的方式也是不限定的。具体的，恒温装置121的调节温度的方式可以选择温控器调温、电阻丝调温或者其他的根据实际需要设计的其他的调温方式。在本实施例中，微生物检测系统100是在生物指示物的基础上利用嗜热脂肪杆菌/枯草杆菌在生长、繁殖过程中代谢物与特定成分的培养液产生反应，反应生成物可在紫外线照射下产生荧光效应，利用光敏接收传感器进行荧光检测，根据检测到的荧光强弱实现快速判断特定代谢物的浓度，从而得知芽孢的存活情况。因此，对于不同的微生物的培养需要设定不同的温度值，从而才能使得相应的微生物能够在适宜的温度下进行生长。而通过设置恒温装置121，能够有效地保证微生物正常的培养，从而为后续的操作提供必要的保障。

进一步地，请结合图1和图3，微生物培养液放置装置120内部还设置有用于检测试剂管150有无的微动开关检测装置122。微动开关是具有微小接点间隔和快动机构，用规定的行程和规定的力进行开关动作的接点机构，用外壳覆盖，其外部有驱动杆的一种开关，因为其开关的触点间距比较小，故名微动开关，又叫灵敏开关。外机械力通过传动元件将力作用于动作簧片上，当动作簧片位移到临界点时产生瞬时动作，使动作簧片末端的动触点与定触点快速接通或断开。当传动元件上的作用力移去后，动作簧片产生反向动作力，当传动元件反向行程达到簧片的动作临界点后，瞬时完成反向动作。微动开关的触点间距小、动作行程短、按动力小、通断迅速。其动触点的动作速度与传动元件动作速度无关。相对于现有技术中的光电开关，微动开关能够更加灵敏地检测到微生物培养液放置装置120内部是否放置有试剂管150。从而能够更好地避免没有放置试剂管150的微生物培养液放置装置120的孔内也进行相关的加热或者光线照射等操作。进而能够有效地保护中的发光管，从而有效地延长发光管的使用寿命，进而保证了微生物检测系统100使用的可靠性、准确性。也使得微生物检测系统100的使用寿命增长，降低了经济成本。

请参照图1，进一步地，微生物培养液放置装置120的工作端118还设置有透光柱113以及防尘罩114。具体地，透光柱113以及防尘罩114设置于上壳111上。需要说明的是，透光柱113的个数是多个，具体地，在上壳111与下壳112的每一条连接边处，均设置有透光柱113。透光柱113的设置能够有效地保证内的发射光源透过透光柱113照射到微生物培养液放置装置120内装有微生物培养液的试剂管150内。此时，试剂管150内微生物的代谢物与特定成分的培养液产生反应，反应生成物可在紫外线照射下产生荧光效应，利用光敏接收传感器进行荧光检测，根据检测到的荧光强弱实现快速判断特定代谢物的浓度，从而得知芽孢的存活情况。另外，防尘罩114的设置可以有效地保证微生物培养液放置装置120受到外界的灰尘、粉尘以及空气中的其他的污染物对微生物培养液放置装置120的损坏，从而保证了微生物培养液放置装置120运行的准确性和可靠性，进而保证了微生物检测系统100的准确性和可靠性，延长了微生物检测系统100的使用寿命。

请结合图1和图3，进一步地，设置于微生物培养液放置装置120后部。具体的，包括发射光源装置131和荧光接收装置132，发射光源装置131和荧光接收装置132均连接于控制装置140。

具体地，发射光源装置131包括多个紫外光灯泡或者紫外灯管。优选地，在本实施例中，发射光源装置131选择紫外灯泡133，能够更加方便地安装于发射光源装置131中，并与微生物培养液放置装置120配合。从而当紫外灯泡133发出的紫外光照射到微生物培养液放置装置120内的试剂，并与试剂管150中的微生物培养液中的荧光物质发生荧光反应，从而将荧光对应的微生物代谢物的浓度数据输送至控制装置140，进而控制装置140对反馈的数据进行分析处理，得到微生物的代谢、繁殖的相关信息。

具体地，荧光接收装置132可以选择光电传感器134，也可以选择其他类型地能够接受并传递荧光信号的元件。优选地，在本实施例中，荧光接收装置132选择光电传感器134，从而能够将接收到的荧光信号转换成电信号，进而将其输送至控制装置140，对信号进行处理。最终得到微生物的代谢、繁殖的相关信息。光电传感器134将光信号转换为电信号的结构原理是本领域技术人员所熟知的，此处不再赘述。

进一步地，请参照图4，发射光源装置131和荧光接收装置132之间设置有隔离板135。从而能够有效地避免发射光源装置131发射的紫外光直接照射于荧光接收装置132上。发射光源装置131发射出的紫外光只有先照射于试剂管150中的微生物培养液中的荧光物质，与其发生荧光反应之后，再反射或者折射于荧光接收装置132上，才能实现将试剂管150中的微生物的代谢、繁殖的信息通过光信号反馈至荧光接收装置132，进而转化成电信号输送至控制装置140。

请参照图3，控制装置140包括控制主板141以及用于处理和保存数据、追溯灭菌信息、中英文界面快速切换的软件系统。软件系统中预先设置了相关程序以及阈值，能够对反馈到软件系统的电信号进行处理，得到检测结果，并且控制整个微生物检测系统100正常运行。具体地，微生物培养液放置装置120、均连接于控制装置140。具体地，微生物培养液放置装置120中的恒温装置121连接于控制装置140，在检测过程中，从而利用恒温装置121将微生物培养液放置装置120内的温度信息输送至控制装置140，通过控制装置140对微生物培养液放置装置120内的温度进行控制。微生物培养液放置装置120中的微动开关检测装置122连接于控制装置140，从而在发射光源装置131发射紫外线前，利用微动开关检测装置122将微生物培养液放置装置120中有无试剂管150的信息输送至控制装置140。中的发射光源装置131和荧光接收装置132均与控制装置140连接。具体地，发射光源装置131发射紫外线，并与微生物培养液产生荧光效应；荧光接收装置132接收荧光效应产生的荧光，并将荧光对应的微生物的代谢物浓度的数据输送至控制装置140。从而控制装置140接收到荧光接收装置132输送的荧光对应的微生物的代谢物浓度的数据，对数据并进行分析，进而得到微生物的代谢物的浓度。

进一步地，请参照图1和图3，微生物检测系统100还包括用于传达微生物的即时培养信息的提示，提示装置连接于控制装置140。提示装置包括显示装置161和发声装置162，显示装置161和发声装置162均连接于控制装置140。具体地，在本实施例中，显示装置161为显示器，发声装置162为蜂鸣器。显示器优选地，采用触摸屏进行信息交互，从而使得微生物检测系统100更加方便用户使用。另外，当设备出现故障时，显示装置161也可以出现提示信息，提示用户使用操作的错误或者其他信息。同时，发声装置162也同步发出警报声音，提示用户操作错误或者其他信息。通过这种声光报警提示，让操作者更全面的了解即时培养信息。进一步地，上述的控制装置140中的软件系统设置有中英文界面快速切换的功能，进一步使得微生物检测系统100的，功能多样化，更加地方便用户使用。

请参照图5，微生物检测系统100还包括数据输出单元，数据输出单元于控制装置140连接。具体地，该数据输出单元包括串口171、RJ45接口172，USB接口173以及电源接口174。具体地，可以通过连接打印机对数据进行输出，也可以通过无线蓝牙，对将数据传送至手机或者平板上，或者连接计算机接收数据。从而实现了将微生物检测系统100中检测到的微生物代谢、繁殖的即时信息输送出去。

总的来说，上述的微生物检测系统100的工作原理是：微生物检测系统100是在生物指示物的基础上利用嗜热脂肪杆菌/枯草杆菌在生长、繁殖过程中代谢物与特定成分的培养液产生反应，反应生成物可在紫外线照射下产生荧光效应，利用光敏接收传感器进行荧光检测，根据检测到的荧光强弱实现快速判断特定代谢物的浓度，从而得知芽孢的存活情况。上述的微生物检测系统100的装配是：首先将控制主板141安装于下壳112内，其次将微生物培养液放置装置120和安装于下壳112并连接于控制装置140上。然后将上壳111盖合于下壳112上。将防尘罩114以及透光柱113安装于壳体110上，将显示装置161安装于壳体110上，并连接于控制装置140，即完成了微生物检测系统100的装配。

请参照图6，本发明的实施例还提供了一种微生物检测方法，利用上述的微生物检测系统100进行检测，包括以下步骤：

首先，发射光源装置131发射紫外线，并与微生物培养液产生荧光效应。具体地，启动微生物检测系统100，在发射光源装置131发射紫外线前，利用微动开关检测装置122将微生物培养液放置装置120中有无试剂管150的信息输送至控制装置140。另外在检测过程中，利用恒温装置121将微生物培养液放置装置120内的温度信息输送至控制装置140，通过控制装置140对述微生物培养液放置装置120内的温度进行控制。

其次，荧光接收装置132接收荧光效应产生的荧光，并将荧光对应的微生物代谢物浓度数据输送至控制装置140；

最后，控制装置140接收荧光接收装置132输送的微生物代谢物浓度数据并进行分析，得到微生物的代谢物的浓度。具体地，得到的微生物的代谢浓度或者微生物的代谢、繁殖状况，可以通过显示器或者蜂鸣器报告。

综上所述，本发明的实施例提供的微生物检测系统，通过设置微生物培养液放置装置、发射光源装置、荧光接收装置以及控制装置，在控制装置与发射光源装置、荧光接收装置以及微生物培养液放置装置的协同工作下，实现了对微生物代谢、繁殖状态的即时检测。该微生物检测系统可靠性高、准确性好。

本发明的实施例提供的微生物检测方法，首先发射光源装置发射紫外线，并与微生物培养液产生荧光效应；其次荧光接收装置接收荧光效应产生的荧光，并将荧光对应的微生物代谢物浓度数据输送至控制装置；最后控制装置接收荧光接收装置输送的微生物代谢物浓度数据并进行分析，得到微生物的代谢物的浓度。该方法具有较高的检测精度和效率。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。