一種細菌活性比較儀的製作方法
2023-08-06 17:23:01
專利名稱：一種細菌活性比較儀的製作方法
技術領域：
本發明涉及生物技術領域中比較不同培養液中細菌活性的一種檢測裝置。
背景技術：
目前，為了適應細菌活性檢測技術發展的需要，一些發達國家相繼研發了微生物活性的檢測儀器。他們採用的主要技術路線是先用特定的染色劑將細菌染色，酶解後在特定波長的入射光的照射下，測量著色化合物的光吸收值，以其代表細菌的活性。
上述檢測方法需要特定的染色試劑，染色反應時間長。同時需要專門的測定細菌光吸收試驗裝置，試驗成本較高。操作複雜。要求配備專門的試驗人員。
發明內容
本發明目的在於提供一種新型結構的檢測同種細菌活性的裝置，其結構簡單，操作簡便，性能穩定，損耗小，檢測效率更高，更具有實用性，且具有產業利用價值。
本發明的目的是通過以下技術方案來實現的。
本發明由兩個以上細菌活性比較單元，電極電流引線，隔板底座、單片機和顯示器組成。細菌活性比較單元數目越多，則可同時比較的樣品越多。每個細菌活性比較單元均由形狀尺寸相同，裝載同種菌種的不同培養液的∪型管和分別置於∪型管兩個側管內的鉑金絲電極和碳棒電極組成。隔板底座主要包括長方形箱體底座及豎立於箱體底座上方的隔板與隔板上部的固定環。長方形箱體底座的上部有弧形凹槽，∪型管放置凹槽內。單片機放置於隔板內。顯示器放置於隔板底座下部的長方形箱體中，顯示屏向外，以方便讀數。各∪型管的側管緊靠隔板兩側，垂直置於箱體底座的弧形凹槽內。各個∪型管放置的水平高度一致，各個電極下端位於同一水平高度上。∪型管兩側管上都標有等高的刻度線，以方便在注液時使各∪型管液位高度一致；注入培養液時，∪型管內培養液的液位高度不超過鉑金絲電極和碳棒電極的上端高度。
每個∪型管內的鉑金絲電極和碳棒電極的上端均有電極電流引線連接，電流引線的另一端穿過固定環，與單片機的電流信號輸入端子對連接；鉑金絲電極的電流引線接端子對的正端，碳棒電極接端子對的負端，構成一個電路迴路。
每個細菌活性比較單元輸出電流在單片機內構成各自的電流迴路，並在單片機差分運算放大電路中進行比較放大，再由顯示器驅動電路把信號輸出至顯示器，由顯示器的顯示屏顯示出比較結果。
本發明工作原理和工作過程如下本發明基於生物電化學原理。利用微生物的代謝產物作為物理電極的活性物質，將細胞代謝過程中產生的電子傳遞到鉑金絲陽極上，引起物理電極的電位偏移，從而增加了電位差，在電流迴路中產生電流。該電流受菌體生理生化特性的影響很大，在菌體生長處於對數生長期時，菌體內酶的活性最大，電流值也最大。從不同∪型管中產生的電流傳送到單片機控制的差分運算電路中，進行實時比較，並將比較的結果直接從顯示面板輸出，可以方便準確地比較得出何種細菌培養液中細菌的活性最大。本發明用於比較不同濃度培養液中同種細菌的活性。迴路中的電流是在細菌細胞代謝過程中產生的，所以電流僅受細菌的活性影響。對於不同種類的細菌，參加反應的細菌不同，產生電流的大小也不同。在室溫下，迴路中產生電流的範圍在0.5～1.3mA。由於兩個以上的∪型管中發生的新陳代謝反應是在相同的外部環境下發生的，所以外界因素對檢測誤差的影響可以相互抵消，從而可以方便地比較不同培養液中細菌的活性。
本發明可以準確比較出微生物活性的大小，具有較強的實用性，並具有產業應用價值。如果需要比較更多種培養液中細菌活性，可以並聯更多的∪型管，進行並行檢測。
本發明中，各個∪型管中的電化學反應在同一反應條件下進行，因此保證了結果的準確性。將本發明置於條件均一的實驗室中，由於各反應是並行的，可滿足同溫同壓同溼度的條件。
本發明是通過電流實時對比各培養液中細菌的活性，可以動態直觀地觀察各反應溶液中細菌活性的變化。
本發明採用顯示面板實時顯示各反應溶液中細菌活性的變化，避免了傳統方法中使用人眼長時間觀察溶液變化造成的疲勞。
本發明中採用的∪型管可以從儀器上取下，能方便地注入培養液和進行徹底清洗。
本發明可採用觸摸面板進行操作。
圖1是本發明實施例主視圖；圖2是本發明實施例左視圖；圖3是本發明實施例右視圖；圖4是圖2的俯視圖；圖5是本發明電路示意框圖。
圖中1單片機電路板，2∪型管，3顯示器，4∪型管，5隔板，6固定環，7電流引線，8鉑金絲電極，9底座，10碳棒電極，11橡皮塞，12固定環，13電流引線，14固定環，15電流引線，16橡皮塞，17碳棒電極，18鉑金絲電極，19固定環，20電流引線。
具體實施例方式
下面結合附圖及具體實施例進一步說明本發明。
如圖1、2、3、4所示，本發明主要包括兩個形狀尺寸相同的裝載不同細菌培養液的∪型管2、4，兩個形狀尺寸相同的鉑金絲電極8、18，兩個形狀尺寸相同的碳棒電極10、17，一個電路板1和一個顯示器3。
∪型管2、4分別位於隔板5的兩側。鉑金絲電極8上端通過電流引線7和固定環6固定在隔板5上，在隔板5的另一側也用相同的方法固定有相同的鉑金絲電極18。碳棒電極10上端通過電流引線13和固定環12固定在隔板5上，在隔板5的另一側也用同樣的方法固定有相同的碳棒電極17。鉑金絲電極8、18和碳棒電極10、17長度相等，四個電極的下端位於同一水平高度。分別與四個電極相連的四根電流引線穿過隔板5，連接到位於隔板中的單片機電路板的差分運算電路中。其中位於隔板5同一側的鉑金絲電極8和碳棒電極10構成一個電路迴路，鉑金絲電極8接正極部分，碳棒電極10接負極部分。同樣，位於隔板5另一側的兩個電極18、17也構成一個電路迴路，其中鉑金絲電極18為陽極，碳棒電極17為陰極。如圖5所示，兩路電流作為差分運算電路的兩個輸入電路，其比較結果輸出至顯示器的驅動電路，由顯示器直接顯示比較的結果。
實施例檢測大腸桿菌的不同培養液中大腸桿菌的活性。檢測時，將兩種等量大腸桿菌的不同濃度的葡萄糖培養液分別注入∪型管2、4的兩側管內。兩∪型管液位高度一致，表明注入的液體是等量的，此時四個電極被液體浸沒部分的高度是一致的。∪型管2、4固定在隔板5兩側，其中，鉑金絲電極8位於∪型管2的左側管內；碳棒電極10位於∪型管2的右側管內。隔板另一側∪型管4和相應的電極的位置同上述。將∪型管2、4放置碳棒電極的管口，分別用橡皮塞11、16密封，以便微生物更快地發酵。此時，按下顯示面板上的開關，差分運算電路開始採集分別來自∪型管2、4的電流信號，室溫下，電流範圍在0.5～1.3mA。差分運算電路對兩路電流信號進行實時的減法運算，比較兩邊電流的大小，並將比較的結果直接從顯示面板上輸出。電流大的一方，細菌的發酵反應更多一些，該溶液中細菌的活性更大。
權利要求
1.一種細菌活性比較儀，其特徵在於其主要由兩個以上細菌活性比較單元，電極電流引線，隔板底座、單片機和顯示器[3]組成；每個細菌活性比較單元均由形狀尺寸相同，裝載同種菌種的不同培養液的U型管[2、4]和分別置於U型管兩個側管內的鉑金絲電極[8、18]和碳棒電極[10、17]組成；隔板底座主要包括長方形箱體底座[9]及豎立於箱體上方的隔板[5]與隔板上部的固定環[6]；長方形箱體底[9]座的上部有弧形凹槽，U型管[2、4]放置凹槽內；單片機置於隔板[5]內，顯示器[3]置於隔板底座下部的長方形箱體中，顯示屏向外；各U型管[2、4]的側管緊靠隔板[5]兩側，垂直置於箱體底座[9]的弧形凹槽內；各個U型管[2、4]放置的水平高度一致，各個電極下端位於同一水平高度上；每個U型管[2、4]內的鉑金絲電極[8、18]和碳棒電極[10、17]的上端均有電極電流引線連接位於隔板同一側的鉑金絲電極[8、18]和碳棒電極[10、17]，構成一電路迴路，同樣，位於底座隔板另一側的兩個電極也構成一個電流迴路；電流引線的另一端穿過固定環[6]，與單片機的電流信號輸入端子對連接，鉑金絲電極的電流引線接端子對的正端，碳棒電極接端子對的負端；每個細菌活性比較單元輸出電流在單片機內構成各自的電流迴路，並在單片機差分運算放大電路中進行比較放大，再由顯示器[3]驅動電路把信號輸出至顯示器[3]，由顯示器的顯示屏顯示出比較結果。
2.根據權利要求1所說的細菌活性比較儀，其特徵在於U型管[2、4]兩側管上均標有等高的刻度線，管內培養液的液位高度不超過鉑金絲電極[8、18]和碳棒電極[10、17]的上端高度。
全文摘要
一種細菌活性比較儀，涉及生物技術領域中比較不同培養液中細菌活性的檢測裝置。包括兩個以上細菌活性比較單元，電極電流引線，隔板底座、單片機和顯示器[3]。每個細菌活性比較單元均由形狀尺寸相同，裝載同種菌種的不同培養液的U型管[2、4]和分別置於U型管內的鉑金絲電極[8、18]和碳棒電極[10、17]組成；每個U型管[2、4]內的鉑金絲電極[8、18]和碳棒電極[10、17]的上端有電極電流引線連接位於隔板同一側的鉑金絲電極[8、18]和碳棒電極[10、17]，構成一個電路迴路，同樣，位於底座隔板另一側的兩個電極也構成一個電流迴路。電流引線的另一端與單片機的電流信號輸入端子對連接。
文檔編號C12M1/34GK1840688SQ200510011488
公開日2006年10月4日 申請日期2005年3月29日 優先權日2005年3月29日
發明者王珺, 吳嵐軍, 李建國, 劉鴻, 霍榮嶺, 郭少朋, 閆獻勇 申請人:中國科學院電工研究所