一種細菌檢測裝置的製作方法

2023-04-28 01:33:41 6

專利名稱：一種細菌檢測裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及細菌的檢測，具體地說是一種基於特異反應底物方法進行細菌自 動截留和檢測的裝置。
背景技術：
地表水、地下水，甚至雨水中含有多種細菌。尤其是當水體受到人畜糞便、生活汙 水或某些工農業廢水汙染時，水體中的細菌會大量增加。因此，對水的細菌學檢驗，特別是 腸道細菌的檢驗，在衛生學上具有重要的意義。其中總大腸菌群、耐熱大腸菌群和大腸埃 希氏菌已被廣泛用作水體安全評估的重要常規微生物檢測指標，通過它們及其它細菌的檢 測，可以判斷水體衛生學質量，確保人們飲水安全。在現有的水體細菌檢測方法中，普遍採用液體培養或膜過濾後固體平板培養的細 菌擴增模式，在細菌濃度達到較高水平時進行人工計數或者顯色觀察。該類方法往往需要 繁瑣的手工操作，包括樣品稀釋、人工接種、觀察計數和驗證實驗等，導致檢測耗時很長，通 常可達M-72小時甚至更久。因此，上述傳統水體細菌檢測方法不僅費時、費力，而且在繁 瑣的操作過程中有可能發生二次汙染。此外，利用傳統實驗室手段對江河、湖庫、泳池、景觀場所的水體進行細菌檢測時， 往往需要大體積採樣，並要保證水樣運輸時間常溫下不超過2小時，或者10攝氏度冷藏保 存不超過6小時，這給細菌日常監測帶來了極大不便，更無法滿足人們對水環境安全日益 提高的檢測需求。目前，快速、便捷而又穩定的基於特異反應底物的生化分析法憑藉其易於觀察識 別和實現自動化等特點，已經成為水中細菌檢測方法的主要發展趨勢，得到人們的極大關 注，並且已有採用該方法進行水質細菌在線檢測的研究，而且用於水質細菌檢測的在線儀 器已經問世，比如挪威Colifast AS公司的colifast和法國賽環的Colilert3000水質大腸 菌在線監測儀。該類儀器利用大腸菌代謝產生的特異指示酶，水解相應的發光或顯色底物， 通過光學監測，對大腸菌進行定性和定量分析。該方法的檢測時間由初始大腸桿菌數量決 定，初始菌量越大，則檢測時間越短。與傳統方法相比，在線儀器能夠縮短檢測時間至4-18 小時。此外，該類儀器能夠實現水體的單管連續監測，降低綜合檢測成本，提高檢測效率，為 建立完備的水質監測系統和保障水體微生物衛生安全提供了重要平臺。基於特異反應底物的細菌在線檢測方法能夠實現對水體細菌的在線檢測，但還存 在以下不足1、濃度低，檢測時間長上述檢測方法是從水體直接取樣並對樣本培養檢測，而檢測時間與水體中的初始 菌量相關若水體中的細菌量較少，則檢測就需要花費較長的時間，檢測效率較低，在這種 情況下，上述方法就無法滿足對水體的快速檢測需求；2、水體背景影響大，檢測準確度低由於上述檢測方法均是從水體直接取樣培養檢測，水體pH值、離子、游離化合物或代謝物等會影響檢測結果，無法實現環境水體中細菌的準確定量，檢測準確度低。
實用新型內容為了解決現有技術中的上述不足，本實用新型提供了一種基於特異反應底物法的 水質細菌檢測裝置，能夠扣除水體背景汙染、提高檢測初始菌量，縮短檢測時間，提高檢測 結果準確性。為實現上述目的，本實用新型採用如下技術方案一種細菌檢測裝置，包括過濾單元，包括中空纖維膜，分別與進樣單元和培養檢測單元連接，用於截留待測 樣本中的細菌和/或細菌代謝物；進樣單元，用於向中空纖維膜的內側和/或外側注入待測樣本和/或衝洗液；培養檢測單元，用於培養從過濾單元洗脫的細菌和/或細菌代謝物，並檢測。作為優選，中空纖維膜內徑範圍為0 1000 μ m，外徑範圍為0 1500 μ m，膜壁濾 孔等效過濾孔徑範圍為0 1. 0 μ m。進一步，所述進樣單元包括流路切換模塊，用於選擇性地向過濾單元供應待測樣 本、衝洗液。作為優選，所述細菌檢測裝置還包括壓力監測件，與過濾單元相連，監測過濾單元 流路的壓力。本實用新型還提供了一種細菌檢測方法，包括以下步驟a、採樣步驟待測樣本通入中空纖維過濾單元，細菌和/或細菌代謝物被中空纖維膜截留並在 過濾單元內積累；衝洗液通入過濾單元，衝洗中空纖維膜的內側和/或外側，將積累的細菌和/或細 菌代謝物衝洗出來；b、培養及檢測步驟培養衝洗出來的細菌和/或細菌代謝物，目標細菌代謝物在培養室內積累；檢測培養室內溶液的信息，得到被測樣本中目標細菌的信息。作為優選，所述待測樣本為液態樣本。作為優選，所述液態樣本為水樣、液態食品、體液樣品和飲料。作為優選，中空纖維膜內徑範圍為0 1000 μ m，外徑範圍為0 1500 μ m，膜壁濾 孔等效過濾孔徑範圍為0 1. 0 μ m。作為優選，所述培養室內有培養液。作為優選，所述衝洗液為液體培養基或緩衝液或清水。進一步，所述衝洗液和/或培養液中有特異性反應底物。作為優選，監測過濾單元流路的壓力。作為優選，清洗液衝洗中空纖維膜的內側和/或外側和/或檢測室，對細菌檢測流
路清洗消毒。作為優選，檢測培養室內溶液中原成分或目標細菌代謝物的信息。作為優選，在步驟b中，檢測培養室內溶液的吸光度或透光率或螢光強度。[0037]作為優選，在步驟b中，根據檢測得到的培養室內溶液的信息，判斷樣本中是否含 有細菌；或根據連續檢測得到的培養室內溶液的信息隨時間變化的關係，得出細菌的濃度。與現有技術相比，本實用新型具有以下優點1、有效縮短檢測時間、提高檢測效率採用過濾器截留水體中的細菌，並對細菌培養檢測，有效提高了細菌的初始檢測 菌量，有效提高了水體細菌檢測時間，尤其是對於菌量較少的水體檢測，效果更加明顯；由於實現了水體的全自動過濾、衝洗、細菌培養及檢測，有效縮短了檢測時間，提 高了檢測效率；2、準確度高採用不同濾孔和材質的中空纖維絲，按需求組裝調試，確保採樣的快速、高效，同 時可濾除不同的檢測幹擾物，排除水體背景幹擾，提高結果符合率；同時，由於整個過濾單元密閉，具有殺菌消毒等功能，不會因為人為操作或其它菌 液的殘留而引入二次汙染，提高了檢測準確性；3、檢測裝置壽命長、維護成本低由於採用內壓、外壓、內外壓混合等多種衝洗模式可確保膜孔堵塞物的有效衝洗， 減少膜損傷和堵塞，使中空纖維過濾單元得以長期有效反覆使用，降低維護成本；採用壓力監測件監測過濾單元的流路壓力，能夠使過濾單元在額定壓力下工作， 使中空纖維在可承受壓力範圍內工作，延長中空纖維使用壽命，減少系統更換和維護成 本；4、檢測結果穩定度高可通過壓力測試實現過濾單元功能的自動評估，確保多次採樣結果穩定性。
圖1為實施例1中細菌檢測裝置結構示意圖；圖2為實施例2中細菌檢測裝置結構示意圖；圖3為實施例3中細菌檢測裝置結構示意圖；圖4為實施例4中細菌檢測裝置結構示意圖。
具體實施方式
實施例1請參閱圖1，一種細菌檢測裝置，用於水樣中細菌的檢測；所述細菌檢測裝置包括 進樣單元、過濾單元1和檢測單元2 ；所述進樣單元包括流路切換模塊和管路，所述流路切換模塊包括泵和閥；所述流 路切換模塊通過管路分別與過濾單元1、待測樣本和試劑相連，用於選擇性地向過濾單元供 應待測樣本和試劑；本實施例中，試劑為衝洗液；所述泵包括泵311和泵312，將樣本驅動注入過濾單元1內過濾或清洗過濾單元 1，所述泵可以是蠕動泵、隔膜泵、注射泵等流體驅動裝置；CN 201915104 U
說明書
4/10 頁所述閥包括閥321、閥322、閥325和閥326，設置在管路上，控制待測樣本或試劑與 過濾單元1或過濾單元1與分析單元2之間管路的通斷；所述閥可以是雙通閥、三通閥或多 通閥等；待測樣本和試劑與過濾單元1之間以及過濾單元1與檢測單元2通過管路相連， 管路內徑為0. 5 10mm，壁厚為0. 1 5mm，流量範圍可達0. 001 15000ml/min ；本實施例中，泵均為蠕動泵，流量範圍為0. 07 2280ml/min，閥為常閉的雙通或 者三通電磁壓斷閥，管路使用內徑6. 4mm、壁厚0. 8mm的Wiarmed管；所述過濾單元1包括濾芯和腔體，所述濾芯為中空纖維過濾組件，由中空纖維膜 111構成，所述中空纖維膜111的材質可以是聚乙烯、聚碸、聚醚碸、聚四氟乙烯、聚偏氟乙 烯等；所用中空纖維膜111的內徑範圍可以為0 1000 μ m，外徑範圍為0 1500 μ m，膜壁 濾孔等效過濾孔徑為0 1. 0 μ m ；本實施例中，所述中空纖維過濾組件由300根親水性聚偏氟乙烯的中空纖維膜組 成，其所能承受的壓力為0. 2MPa ；其內徑為600 μ m，外徑為800 μ m，其膜壁的等效過濾孔徑 為 0. Im ；待測樣本中的溶液、金屬離子、小分子化合物及大分子蛋白質產物等能夠透過中 空纖維膜111的膜壁，而細菌或細菌代謝物等則不能透過，即中空纖維膜111的膜壁能夠對 待測樣本起到過濾的作用，並截留待測樣本中的細菌或細菌代謝物；各中空纖維膜的內部空間共同形成過濾內腔，在所述濾芯的兩端設置進樣口 12 和出樣口 13，與過濾內腔相通，待測樣本即可通過進樣口 12/出樣口 13流入或流出過濾內 腔；中空纖維膜的膜壁與腔體組成過濾外腔，在外腔壁上設置有一個外腔開口 14，待 測樣本即可通過外腔開口 14流入或流出過濾外腔；泵311與進樣口 12、待測樣本和試劑相連；泵312與外腔開口 14、待測樣本和試劑 相連，外腔開口 14與廢液池相連；過濾單元1的使用共有三種模式，即內壓模式、外壓模式和內外壓混合模式內 壓模式是指泵311將待測樣本由進樣口 12注入；外壓模式是指泵312將待測樣本由外腔開 口 14注入；內外壓混合模式是指待測樣本同時由泵311從進樣口 12注入和由泵312從外 腔開口 14注入；當進行待測樣本過濾時，可採用內壓模式，待測樣本注入進樣口 12，進而進入過濾 內腔，待測樣本中的細菌在過濾內腔內濃縮積累，溶液、金屬離子、小分子化合物及大分子 蛋白質產物等透過中空纖維膜111的膜壁進入過濾外腔，並通過外腔開口 14排出過濾單元 1 ；當進行待測樣本過濾時，也可採用外壓模式，即待測樣本從閥3 注入外腔開口 14，進而進入過濾外腔，待測樣本中的細菌在過濾外腔內濃縮積累，溶液、金屬離子、小分 子化合物及大分子蛋白質產物等透過中空纖維膜111的膜壁進入過濾內腔，並通過進樣口 12/出樣口 13排出過濾單元；當對過濾單元1清洗時，可以選用內壓模式，清洗液由泵311注入進樣口 12，並從 出樣口 13和外腔開口 14排出；或選用外壓模式，清洗液由泵312注入外腔開口 14，從進樣 口 12/出樣口 13排出；或選用內外壓混合模式，清洗液同時由泵311注入進樣口 12和由泵312注入外腔開口 14，從出樣口 13排出或從外腔側壁上的其他開口排出；所述檢測單元2包括培養模塊、檢測模塊和分析模塊；所述培養模塊包括培養室211和培養箱20，所述培養室211用於容納含有特異性 反應底物的培養液；由於本實施例是對水體中的總大腸菌群進行檢測，只要培養室211對 檢測細菌光度信息時的光度信號不會產生影響即可；本實施例是檢測培養液在420nm波長 處的吸光度或者透光率，選用培養室211的材料為無色透明硼矽酸玻璃材料，該材料的截 止波長為300nm左右，對420nm左右的光均是透明的；所述培養箱20為可容納所述培養室211的用於調節和控制細菌培養條件的箱體， 用於細菌培養過程的環境條件控制；所述培養箱20也可以同時容納檢測模塊，以使檢測模塊在培養箱20內能夠檢測 培養室211內培養液的光度信息；所述檢測模塊包括光發射件122和光接收件123 ；在測量時，光發射件122和光接 收件123分別設置在培養室211相對的兩側；由於本實施例是檢測培養液在420nm波長處 的吸光度或者透光率，則所述檢測模塊能夠發射和檢測420nm左右的光即可；所述檢測模塊設置在培養模塊的外部，所述光發射件122和光接收件123處於光 路相對的測量狀態；當需要測量時，將培養室211從培養箱20中拿出放入檢測模塊中光發 射件122和光接收件123形成的測量光路中，對細菌培養過程中培養室內溶液的光度信息 進行間斷檢測；或將檢測模塊及分析模塊M放入培養箱20內，使光發射件122和光接收件123 分別置於培養室211相對的兩側，在細菌培養過程中，對培養室內溶液的光度信息進行間 斷或連續檢測；本實施例中，檢測模塊設置培養模塊的外部；分析模塊M與光接收件123相連，對光接收件123傳來的培養室211內溶液的信 號進行分析，並得出樣本中的細菌信息。本實施例還提供了一種細菌檢測方法，用於水體細菌檢測，包括以下步驟a、提供本實施例所述的細菌檢測裝置；採樣具體包括以下步驟al、過濾步驟開泵311、閥322，關閉泵312和其餘各閥，控制泵311的流量，使其產生的壓力能 夠在中空纖維膜111的承受範圍內；泵311將2L水樣自過濾單元1進樣口 12連續泵入過 濾內腔，細菌被截留在中空纖維膜111內並積累，溶液、金屬離子、小分子化合物及大分子 蛋白質產物等透過中空纖維膜111膜壁進入過濾外腔，並由外腔開口 14排入廢液池；a2、衝洗步驟以外壓模式衝洗細菌，開泵312、閥321和閥325，關閉泵311和其餘各閥，泵312 將衝洗液由外腔開口 14驅動進入過濾外腔，利用液壓使衝洗液透過中空纖維膜111膜壁進 入過濾內腔，將在中空纖維膜111內積累的細菌從過濾單元1出樣口 13衝洗出來，帶入檢 測單元2中的培養室211內；衝洗液只要能夠將截留在中空纖維膜膜壁的細菌洗脫出來即 可，可以為液體培養基或緩衝液或清水，本實施例中衝洗液為清水；b、培養及檢測步驟bl、培養步驟[0089]將培養箱的溫度調節至35. 5°C，檢測室211內有培養液，培養液中含有反應底物 ONPG (Orthonitrophenyl β -D galactopyranoside)，本實施例中的目標細菌為總大腸菌 群；細菌在檢測單元2中的培養室211內生長繁殖並產生代謝物，代謝物中包括分泌的特定 酶，所述特定酶特異性地將培養室211內的反應底物分解，釋放出特徵指示物；隨著細菌的生長增殖，所述特徵指示物在檢測室21中逐步積累；若被測水樣中存在目標細菌即總大腸菌群，則在培養過程中該類細菌將分 泌β-D半乳糖苷酶(β-D galactosidase)，該酶將特異性地切斷ONPG分子並釋放出 ONP(Orhonitrophenyl)分子，導致ONP分子在培養室211內積累；若被測水樣中不存在目 標細菌即總大腸菌群，則在培養過程中不釋放出ONP分子；b2、檢測步驟對細菌培養10小時後，將培養室211從培養箱內取出，放入檢測模塊的光發射件 122和光接收件123形成的測量光路中，對細菌培養過程中培養室211內溶液的光度信息進 行間斷檢測；檢測培養室211內的溶液在420nm波長處的吸光度或者透光率，分析模塊M 處理光接收件123傳來的信號，得出特徵指示物ONP的濃度信息若最終培養室內溶液的吸光度達到0. 05Unit，則表明被測水樣中目標細菌即總大 腸菌群的濃度高於1個/IOOmL ；若吸光度小於0. 05Unit，則表明被測水樣中目標細菌即總 大腸菌群的濃度低於1個/lOOmL。本實用新型採用中空纖維過濾單元截留水體中的細菌，然後將截留的細菌進行培 養檢測，有效提高了細菌的初始檢測菌量，有效提高了水體細菌檢測時間，尤其是對於菌量 較少的水體檢測，效果更加明顯；同時，通過對泵及閥的時序控制，實現了水體的全自動過濾、衝洗、細菌培養及檢 測，有效縮短了檢測時間，提高了檢測效率；由於整個過濾單元密閉，具有殺菌消毒等功能，不會因為人為操作或其它菌液的 殘留而引入二次汙染，提高了檢測準確性；採用本實施例的方法對水體過濾時，水體中對檢測有幹擾的物質如金屬離子、小 分子及大分子蛋白質產物等透過中空纖維膜膜壁排出，有效扣除了水體背景幹擾，提高了 檢測結果的準確性。實施例2請參閱圖2，一種細菌檢測裝置，與實施例1所述細菌檢測裝置不同的是本實施 例的細菌檢測裝置還包括壓力監測件4，設置在過濾單元與檢測單元之間的管路上，監測過 濾單元流路的壓力；中空纖維過濾組件由400根親水性聚碸濾膜材質的中空纖維膜121組成，其所能 承受的壓力為0. 2MPa ；所述中空纖維膜121的內徑為400 μ m，外徑為600 μ m，其膜壁的等 效過濾孔徑為0. 2 μ m ；流路切換模塊還包括閥323和閥324，所述試劑還包括清洗液和消毒液；所述閥 323分別與泵311、泵312和消毒液相連，所述閥3 分別與泵311、泵312和清洗液相連，以 使消毒液和清洗液能夠進入過濾單元及檢測單元，對進樣單元、過濾單元及檢測單元進行 消毒清洗；培養室221與閥327相連，以排出培養室221內的廢液；本實施例中，消毒液為 0.5%的次氯酸鈉；[0103]管路使用內徑3. 1mm、壁厚1. 6mm的Pharmed管；檢測模塊的光發射件222能發射波長為365nm的光，光接收件223能檢測波長為 450nm的光；培養室221為無色透明聚碳酸酯材料，對檢測模塊的發射光和接收光透明；在測量時，將培養室221從培養箱20中取出放入設置在培養模塊外的檢測模塊的 測量光路中，對細菌培養過程中的培養室內的溶液進行間斷檢測，或將檢測模塊和分析模 塊M放入培養箱內，在細菌培養的過程中，對培養室內溶液的光度信息進行間斷或連續檢 測；本實施例中，檢測模塊和分析模塊M設置在培養箱內。本實施例還提供了一種細菌檢測方法，與實施例1所述檢測方法不同的是採用本實施例的細菌檢測裝置；在步驟al中，泵311將1. 5L水樣自進樣口 12連續泵入過濾內腔，細菌被截留在 中空纖維膜121內並積累，溶液、金屬離子、小分子化合物及大分子蛋白質產物等透過中空 纖維膜121膜壁進入過濾外腔，並由外腔開口 14排入廢液池；在此過程中，壓力監測件4監測過濾單元流路的壓力，並通過壓力值反調泵311的 流量，使中空纖維膜121在額定壓力下工作；採用壓力監測件監測過濾單元的流路壓力，能夠使過濾單元在額定壓力下工作， 使中空纖維膜121在可承受壓力範圍內工作，延長中空纖維使用壽命，減少系統更換和維 護成本；在步驟a2中，本實施例中，衝洗液為含有反應底物MUG甲基傘形酮-β-D葡萄糖苷酸)的液 體培養基，目標細菌為大腸桿菌；以內壓模式衝洗細菌，開泵311、閥321和閥325，關閉泵312和其餘各閥，泵311將 衝洗液由進樣口 12驅動進入過濾內腔，衝洗中空纖維膜121內側，將在中空纖維膜121內 積累的細菌從過濾單元出樣口 13衝洗出來，帶入檢測單元；在步驟b中，若被測樣本中存在目標細菌即大腸桿菌，則在培養過程中該類細菌 將分泌β -D-葡糖醛酸糖苷酶，該酶將特異性地切斷MUG分子並釋放出MU (4-甲基傘形酮) 分子，導致MU分子在培養室21內積累；若被測水樣中不存在目標細菌即大腸桿菌，則在培 養過程中不釋放出MU分子；同時，檢測模塊的光發射件222和光接收件223設置在培養箱內培養室221相對 的兩側，實時檢測培養室內溶液的螢光信息(激發波長為365nm，發射波長為450nm)，以獲 取特徵指示物MU的濃度隨時間的變化信息；當培養室內溶液的螢光強度增大並達到設定的閾值0. OlRF時培養結束，記錄從 開始培養至培養結束所消耗的時間，結合培養消耗時間與細菌濃度之間的關係式可推算出 被測水樣中大腸桿菌的濃度；培養消耗時間與細菌濃度之間的關係式可通過對一系列水樣 按前述方法與平板計數法對比獲得；本實施例細菌檢測方法還包括步驟c 消毒、清洗步驟採用外壓模式進行衝洗，開泵312、閥323，消毒液由外腔開口 14進入過濾單元，從 出樣口 13流出的消毒液繼續進入檢測單元衝洗培養室221，3倍以上待測樣本體積衝洗後， 關閉各閥，使消毒液儲留在進樣單元、過濾單元及檢測單元中，達到消毒要求時間細in後， 再通入清洗液按相同操作進行衝洗。[0119]由於對過濾單元進行清洗，可確保中空纖維膜膜壁濾孔的堵塞物得到有效衝洗， 減少中空纖維膜121的損傷和堵塞，使中空纖維過濾單元得以長期有效反覆使用，降低維 護成本。實施例3請參閱圖3，一種細菌檢測裝置，與實施例2所述檢測裝置不同的是壓力監測件 4設置在進樣單元與過濾單元之間的管路上，監測過濾單元流路的壓力，本實施例設置在泵 311和進樣口 12之間；中空纖維過濾組件由500根親水性聚碸濾膜材質的中空纖維膜121組成；檢測模塊和分析模塊設置在培養箱內；光發射件322和光接收件323設置在培養 箱內培養室221相對的兩側，能夠發射和檢測405nm波長的光；本實施例消毒液為0. 5%的DCC鈉鹽，即二氯異三聚氰酸鈉。本實施例還提供了一種細菌檢測方法，與實施例2所述檢測方法不同的是提供本實施例所述的細菌檢測裝置；在步驟a中，IL液態食品優酸乳中的細菌在中空纖維膜內積累；本實施例中，衝洗液中含有反應底物Boc-Ie和u-Gly-Arp-p，目標細菌為凝固酶 陽性的金黃色葡萄球菌；以內外壓混合模式衝洗細菌，開泵311、開泵312、閥321和閥325，關閉其餘各閥， 衝洗液經泵311驅動由進樣口 12驅動進入過濾內腔；經泵312驅動由外腔開口 14進入過 濾外腔，液壓使衝洗液透過中空纖維膜121膜壁進入過濾內腔；進入過濾內腔的衝洗液衝 洗中空纖維膜121內側，將在中空纖維膜121內積累的細菌從過濾單元出樣口 13衝洗出 來，帶入檢測單元；在步驟b中，將培養箱212的溫度調節至37°C，對細菌進行培養；若樣本中存在目標細菌即凝固酶陽性的金黃色葡萄球菌，則在培養過程中該類細 菌將分泌凝固酶，該酶將特異性地催化Boc-Ie和u-Gly-Arp-p反應，產生有色的對硝基苯 胺(nitr0a-niline，PNA)，導致PNA分子在培養室221內積累；若被測水樣中不存在目標細 菌即凝固酶陽性的金黃色葡萄球菌，則在培養過程中不釋放出PNA分子；檢測模塊的光發射件322和光接收件323設置在培養箱內培養室221相對的兩 側，實時檢測培養室221內的溶液在405nm波長處的吸光度或者透光率，分析模塊M處理 光接收件323傳來的信號，從而獲取特徵指示物PNA分子的濃度信息；若最終培養室內的溶 液吸光度大於等於0. lUnit，則表明被測液態食品優酸乳中存在目標細菌；若吸光度小於 0. lUnit，則表明被測液態食品優酸乳中不存在目標細菌；在步驟c中，採用內壓模式進行清洗，開泵311、閥323，消毒液由進樣口 12進入過 濾單元，消毒液一部分通過出樣口 13經過閥325繼續進入檢測單元衝洗培養室221經過閥 327排出，一部分從中空纖維膜121膜壁透過進入過濾外腔從外腔開口 14經過閥3 排出； 3倍以上待測樣本體積衝洗後，關閉各閥，使消毒液儲留在進樣單元、過濾單元及檢測單元 中，達到消毒要求時間5min後，再通入清洗液按相同操作進行衝洗；在上述細菌檢測步驟中，壓力監測件4始終監測過濾單元流路的壓力變化；本實施例細菌檢測裝置還包括步驟d 過濾單元自動評估步驟壓力監測件4監測過濾單元流路的壓力變化，若在充分衝洗後壓力變化仍在正常範圍0. IMPa以內，則說明對細菌檢測裝置的清洗、消毒是徹底的，採用該細菌檢測裝置可 以繼續進行過濾檢測；若壓力超過或者低於初始值0. OlMPa，表明可能存在濾膜堵塞或者 濾膜損傷，則需繼續衝洗或更換，直至壓力變化在正常範圍內。可通過壓力測試實現過濾單元功能的自動評估，確保了多次過濾結果的穩定性。實施例4請參閱圖4，一種細菌檢測裝置，與實施例3所述的細菌檢測裝置不同的是在過 濾外腔壁上再設置一個外腔開口 15，外腔開口 15與閥3 相連，排出過濾外腔內的廢液；中空纖維過濾組件由200根親水性特氟隆材質的中空纖維膜141組成；其等效過 濾孔徑0. 45 μ m，內徑400 μ m,外徑600 μ m。本實施例還提供了一種細菌檢測方法，與實施例3所述的檢測方法不同的是採用本實施例所述的細菌檢測裝置；在步驟a中，5L水體中的細菌在中空纖維膜141內積累；本實施例中，衝洗液中含 有反應底物MUGal (4-甲基傘形酮-β -D半乳糖苷酸)，目標細菌為糞大腸菌群；在步驟b中，將培養箱的溫度調節至45°C，對細菌進行培養；若樣本中存在目標細菌即糞大腸菌群，則在培養過程中該類細菌將分泌β -D-半 乳糖苷酶，該酶將特異性地切斷MUGal分子並釋放出MU分子，導致MU分子在培養室內積 累；若被測水樣中不存在目標細菌即糞大腸菌群，則在培養過程中不釋放出MU分子；同時，檢測模塊的光發射件222和光接收件223設置在培養箱20內培養室221相 對的兩側，實時檢測培養室內溶液的螢光信息(激發波長為365nm，發射波長為450nm)，以 獲取特徵指示物MU的濃度隨時間的變化信息；當培養室內溶液的螢光強度增大並達到設定的閾值0. OlRF時培養結束，記錄從 開始培養至培養結束所消耗的時間，結合培養消耗時間與細菌濃度之間的關係式可推算出 被測樣本中目標細菌的濃度；培養消耗時間與細菌濃度之間的關係式可通過對一系列水樣 按前述方法與平板計數法對比獲得；在步驟c中，採用內外壓混合模式進行清洗，開泵311、泵312、閥323，消毒液一部 分由進樣口 12進入過濾單元，一部分從外腔開口 14進入過濾單元；清洗過過濾單元後的消 毒液，一部分從出樣口 13繼續進入檢測單元衝洗培養室221，一部分從外腔開口 15排出； 5倍以上待測樣本體積衝洗後，關閉各閥，使消毒液儲留在進樣單元、過濾單元及檢測單元 中，達到消毒要求時間6min後，再通入清洗液按相同操作進行衝洗。關於本實用新型的其它說明1、採用中空纖維膜截留樣本中的細菌代謝物，並將 細菌代謝物從中空纖維膜中衝洗出來、進而對其檢測的過程，與本實用新型實施例中所列 的對細菌進行截留並衝洗檢測的過程是相通的；對於在樣本中同時存在細菌和細菌代謝 物的情形，其處理方式也是相通的，在此不再贅述；2、本實用新型適用於液態樣本的細菌檢 測，如液態食品、體液樣品和飲料等，不僅僅適用於水體檢測；對相應液態樣本的截留、衝洗 及檢測的過程與水體細菌監測的相應過程是相通的；3、檢測培養室內的溶液的信息，既可 以是溶液中原成分的信息，也可以是細菌指示物如細菌代謝物的信息。上述實施方式不應理解為對本實用新型保護範圍的限制。本實用新型的關鍵是 通過自動化流路系統實現水樣的自動採集與分配，利用中空纖維過濾模塊對採集的液體細 菌截留、扣除水體背景，使用清水、培養液等衝洗濃縮菌體，流入培養檢測單元後在恆定條件下進行細菌擴增，監測特異反應底物產生的信號，根據信號值與細菌濃度的特定關係，實 現水體細菌的自動、在線定量或預警分析。在不脫離本實用新型精神的情況下，對本實用新 型做出的任何形式的改變均應落入本實用新型的保護範圍之內。
權利要求1.一種細菌檢測裝置，包括過濾單元，包括中空纖維膜，分別與進樣單元和培養檢測單元連接，用於截留待測樣本 中的細菌和/或細菌代謝物；進樣單元，用於向中空纖維膜的內側和/或外側注入待測樣本和/或衝洗液； 培養檢測單元，用於培養從過濾單元洗脫的細菌和/或細菌代謝物，並檢測。
2.根據權利要求1所述的細菌檢測裝置，其特徵在於中空纖維膜內徑範圍為0 1000 μ m,外徑範圍為0 1500 μ m,膜壁濾孔等效過濾孔徑範圍為0 1. 0 μ m。
3.根據權利要求1所述的細菌檢測裝置，其特徵在於所述進樣單元包括流路切換模 塊，用於選擇性地向過濾單元供應待測樣本、衝洗液。
4.根據權利要求1 3任一權利要求所述的細菌檢測裝置，其特徵在於所述細菌檢 測裝置還包括壓力監測件，與過濾單元相連，監測過濾單元流路的壓力。
專利摘要本實用新型涉及一種細菌檢測裝置，包括過濾單元，包括中空纖維膜，分別與進樣單元和培養檢測單元連接，用於截留待測樣本中的細菌和/或細菌代謝物；進樣單元，用於向中空纖維膜的內側和/或外側注入待測樣本和/或衝洗液；培養檢測單元，用於培養從過濾單元洗脫的細菌和/或細菌代謝物，並檢測。本實用新型能夠有效縮短檢測時間，提高檢測效率，檢測準確度高，且檢測裝置壽命長、維護成本低。
文檔編號C12Q1/04GK201915104SQ201020698739

公開日2011年8月3日 申請日期2010年12月31日 優先權日2010年12月31日
發明者忻鼎丞, 項光宏 申請人:無錫聚光盛世傳感網絡有限公司, 聚光科技(杭州)股份有限公司