技术领域
[0001] 本
发明涉及微生物检测技术领域，尤指一种实现微生物检测的富集过程的自动化的全自动微生物检测富集系统及其富集方法。
背景技术
[0002] 目前，微生物检测富集全部都是手工操作，消毒灭菌、集菌驱动、培养基加注及阳性菌加注各单元都是独立的，且阳性菌加注环境与集菌环境是不同的，即完成整个流程需要在不同的环境中完成，各个待检样品在不同环境间的传输依靠人工完成，极易受到人为因素的影响，极易产生
假阳性或假阴性的结果。影响检测的准确性与时效性。
[0003] 随着人们对食品和药品安全要求的提高，全自动无人为干预的微生物富集系统是食品和药品安全的必然需求。
发明内容
[0004] 本发明的目的，在于提供一种全自动微生物检测富集系统及其富集方法，能够实现对待检样品进行自动化的富集，能有效避免由于人为因素的影响而造成的假阳性或假阴性的结果，检测准确。
[0005] 为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
[0006] 一种全自动微生物检测富集系统，它包含：
[0007] 一预置操作工位，该预置操作工位用以放置的待检样品、含有培养物的培养基、集菌专用的带有管路的滤器和滤器封堵头；该滤器通过滤
膜过滤待检样品，富集待检样品中可能含有的微生物；
[0008] 在该预置操作工位后依次相邻地设置进行灭菌的灭菌舱、去除中
包装的中包装除去舱、去除内包装的内包装脱除舱、将待检样品注入滤器过滤富集微生物和通
过滤器封堵头将滤器底端封装以及选择性地将培养物注入滤器的富集操作舱、对富集完成的滤器的管路进行切装的缓冲舱、进行阳性菌加注的阳性菌加注舱；上述各舱分别通过舱体隔离机构相连与封闭；
[0009] 一个用以将预置操作工位上的待检样品、培养基、滤器和滤器封堵头分别送入相应上述各舱的传送装置，该传送装置从预置操作工位开始，贯穿上述各舱；
[0010] 一个工控机；该工控机电连接上述各舱、各舱体隔离机构和传送装置。
[0011] 在一较佳
实施例中，在传送装置上设有固定待检样品、含有培养物的培养基、滤器和滤器封堵头的固定装置；和/或，
[0012] 该传送装置分为待检样品传送装置、培养基传送装置、滤器传送装置、滤器封堵头传送装置；和/或；
[0013] 该传送装置在各舱内的预定
位置处分别设有
定位传感器，各定位传感器分别电连接工控机；和/或，
[0014] 该传送装置为皮带传送装置或滚轴传送装置；通过设置在各舱外的
电机带动各舱内的磁
流体转动，以驱动皮带或滚轴，或者通过设置在各舱内的电机
直接驱动皮带或滚轴传送；和/或，
[0016] 在一较佳实施例中，所述各舱外分别设有调节各舱内压
力的气压调节装置和通
风装置；各该气压调节装置和各该
通风装置分别电连接所述工控机；各该气压调节装置内包含有感测相应舱内压力的
压力传感器，各该压力传感器电连接该工控机；和/或,[0017] 所述灭菌舱、富集操作舱、缓冲舱外分别设有一个灭除相应舱内细菌的灭菌装置。
[0018] 在一较佳实施例中，所述中包装除去舱和所述内包装脱除舱在所述传送装置上方分别设有去除滤器和滤器封堵头中包装和内包装的中包装去除机构和内包装去除机构；该内包装去除机构和中包装去除机构分别电连接该工控机。
[0019] 在一较佳实施例中，所述带有管路的滤器为三个并联设置的两端分别有出口的罐体，各个罐体的底部具有滤膜，注入待检样品后，微生物被该滤膜富集，该滤器的管路为三个并联的管路，该三个并联的管路的一端设置在所述滤器的顶端分别连通各该罐体，该三个并联的管路的另一端为一滤器针头；该滤器在所述富集操作舱内具有一设定位置，该设定位置为各所述罐体的底端分别放置于废液槽
支撑孔中；
[0020] 所述富集操作舱内在所述传送装置上方设有一个富集操作机械手，该富集操作机械手将所述滤器的滤器针头插入待检样品中以及更换培养物针头，插入培养基的培养物，该富集操作机械手可使该滤器在该设定位置以及传送装置间移动；该富集操作机械手靠近所述缓冲舱的一侧设有一个用以驱动待检验品或培养物注入所述三个并联的管路中进入所述滤器的富集驱动机构；
[0021] 所述富集操作舱内靠近所述预定位置处设有过滤富集后通过滤器封堵头对各罐体底端进行封闭的封装机构；
[0022] 该富集操作机械手、富集驱动机构和封装机构分别电连接该工控机。
[0023] 在一较佳实施例中，所述富集驱动机构为一
蠕动泵，该
蠕动泵的泵头处设有第一
支架和第二支架，该第一支架和该第二支架在该富集操作机械手夹持滤器针头插入所述待检样品中时分别夹持该三个并联的管路，第一支架可伸缩地固定在该蠕动泵的泵头靠近所述富集机械手一侧，该第二支架可伸缩地以及可绕该蠕动泵的泵头旋转的设置在该蠕动泵的泵头处，该第二支架具有一第一位置和一第二位置，该第一位置并排设置在该第一支架旁，用以同该第一支架一起夹持该该三个并联的管路，该第二位置为该第二支架旋转至将该三个并联的管路捋顺对应可放入该蠕动泵的泵头中的位置；在操作时，该第一支架和该第二支分别夹持该三个并联的管路，再将该第二支架旋转至第二位置，之后该第一支架和该第二支架后缩，将该三个并联的管路放入所述蠕动泵的泵头中；
[0024] 所述富集操作机械手还包含一当所述滤器完成所述待检样品的过滤富集后，培养物进入所述滤器前可将该三个并联的管路封闭至多两个的培养基
热封机构，如此可将培养物选择性的注入完成微生物富集的滤器中；
[0025] 所述富集操作舱内还设有一个感测该滤器内部压力的三联压力传感器；
[0026] 该蠕动泵、该第一支架、该第二支架、该培养基热封机构和该三联压力传感器分别电连接该工控机。
[0027] 在一较佳实施例中，所述缓冲舱内在所述传送装置的上方设有一个管路切装机构；
[0028] 该管路切装机构电连接所述工控机。
[0029] 在一较佳实施例中，所述阳性菌加注舱为具有加热功能的阳性菌加注舱，在该阳性菌加注舱内的传送装置上方设有阳性菌加注机构；在该阳性菌加注舱内还设有
温度控制装置；
[0030] 该阳性菌加注机构和该加热装置分别电连接所述工控机；和/或，
[0031] 该工控机采用上位机形式，各舱可具有单独控制单元。
[0032] 一种应用上述任一全自动微生物检测富集系统的检测方法，它包含以下步骤：
[0033] 第一步：将待检样品、含有培养物的培养基、集菌专用的带有管路的滤器和滤器封堵头放置在预置操作工位的所述传送装置上；
[0034] 第二步：打开预置操作工位和灭菌舱之间的舱体隔离机构，将待检样品、含有培养物的培养基、集菌专用的带有管路的滤器和滤器封堵头传入所述灭菌舱内，关闭灭菌舱两侧的舱体隔离机构，进行灭菌，灭菌完成后换气平衡灭菌舱内压力；
[0035] 第三步：打开灭菌舱和中包装去除舱之间的舱体隔离机构，将待检样品、含有培养物的培养基、集菌专用的带有管路的滤器和滤器封堵头传入所述中包装去除舱中，关闭中包装去除舱两侧的舱体隔离机构，进行滤器和滤气器堵头的中包装去除；
[0036] 第四步：打开中包装去除舱和内包装去除舱之间的舱体隔离机构，将待检样品、含有培养物的培养基、集菌专用的带有管路的滤器和滤器封堵头传入所述内包装去除舱中，关闭内包装去除舱两侧的舱体隔离机构，进行滤器和滤气器堵头的内包装去除；
[0037] 第五步：打开内包装去除舱和富集操作舱之间的舱体隔离机构，将待检样品、含有培养物的培养基、集菌专用的带有管路的滤器和滤器封堵头传入所述富集操作舱中，将待检样品中的微生物过滤富集在滤器中，再通过滤器封堵头将滤器底端封装，之后选择性地将培养物注入滤器，将富集后封装好的滤器放置在传送装置上，获得相应数量的富集后封装好的滤器后，关闭富集操作舱两侧的舱体隔离机构；
[0038] 第六步：打开富集操作舱和缓冲舱之间的舱体隔离机构，将富集后封装好的滤器传入所述缓冲舱中，关闭缓冲舱两侧的舱体隔离机构，对富集后封装好的滤器的管路进行切装；
[0039] 第七步，打开缓冲舱和阳性菌加注舱之间的舱体隔离机构，将富集后封装好完成切装的滤器传入阳性菌加注舱，关闭阳性菌加注舱两侧的舱体隔离机构，对将富集后封装好完成切装的滤器加注阳性菌，完成被检样品的微生物的富集。
[0040] 在一较佳实施例中，预置操作工位、灭菌舱、中包装除去舱、内包装脱除舱、富集操作舱之间的舱体隔离机构每一次开启时，前一个舱的压力低于后一个舱的压力，保证不将细菌带入富集操作舱；富集操作舱、缓冲舱和阳性菌加注舱之间的舱体隔离机构每一次开启时，前一个舱的压力要高于后一个舱的压力，保证不将阳性菌不逆向传递到富集操作舱中；和/或，
[0041] 所述第七步中，关闭阳性菌加注舱两侧的舱体隔离机构后，还包含一步骤：对所述缓冲舱进行灭菌；和/或，
[0042] 所述滤器为三个并联设置的两端分别有出口的罐体，可选择性地对其中至多两个罐体加注培养物；和/或，
[0043] 在所述第五步中，用过的待检样品和培养基通过传送装置传回内包装去除舱，在内包装去除舱中回收。
[0044] 本发明有益效果是：本发明提供一种全自动微生物检测富集系统及其方法，全自动化地对待检样品中的微生物进行富集，无需人工操作，省时省力，且能有效避免由于人为因素的影响而造成的假阳性或假阴性的结果，实现富集过程的无菌全自动操作，具有检测准确的实质效果，富集过程中不易出错，且在富集操作时可连续工作，无需在停止富集操作后对富集操作舱暂停杀菌，具有较高实施效果。
附图说明
[0045] 图1是本发明的全自动微生物检测富集系统的一较佳实施例的俯视示意图。
[0046] 图2是本发明的全自动微生物检测富集系统的一较佳实施例的主视示意图。
[0047] 图3是本发明的全自动微生物检测富集方法的一较佳实施例的
流程图。
[0048] 附图标号：101：预置操作工位；102：灭菌舱；103：中包装除去舱；104：:内包装脱除舱；105：富集操作舱；106：缓冲舱；107：阳性菌加注舱；110：气压调节装置；120：灭菌装置；130：通风装置；200：定位传感器；310：中包装去除机构；320：内包装去除机构；140：舱体隔离机构；400：传送装置；500：富集驱动机构；510：富集操作机械手；520：管路切装机构；530：封装机构；700：阳性菌加注机构；800：工控机；900：三联压力传感器；1000：待检样品；1100：滤器。
具体实施方式
[0049] 以下仅以实施例说明本发明可能的实施态样，然而并非用以限制本发明所欲保护的范畴，先予叙明。
[0050] 图1、图2所示，本发明提供一种全自动微生物检测富集系统，它包含：
[0051] 一个预置操作工位101，在该预置操作工位101后依次相邻地设置的进行灭菌的灭菌舱102、去除中包装的中包装除去舱103、去除内包装的内包装脱除舱104、将待检样品注入滤器过滤富集微生物和通过滤器封堵头将滤器底端封装以及选择性地将培养物注入滤器的富集操作舱105、对富集完成的滤器的管路进行切装的缓冲舱106、进行阳性菌加注的阳性菌加注舱107。上述各舱分别通过舱体隔离机构140相连与封闭。传送装置400和工控机800。
[0052] 该预置操作工位101用以放置的待检样品1000、含有培养物的培养基、集菌专用的带有管路的滤器1100和滤器封堵头；该滤器通过滤膜过滤待检样品，富集待检样品中可能含有的微生物。
[0053] 一个用以将预置操作工位101上的待检样品1000、培养基、滤器1100和滤器封堵头分别送入相应上述各舱的传送装置400，该传送装置400从预置操作工位开始，贯穿上述各舱；
[0054] 一个工控机800；该工控机800电连接上述各舱、各舱体隔离机构140和传送装置400，控制各舱进行相应的动作。
[0055] 如图3所示，以此本发明还可以提供全自动微生物富集方法，它包含以下步骤：
[0056] 第一步：将待检样品1000、含有培养物的培养基、集菌专用的带有管路的滤器1100和滤器封堵头放置在预置操作工位的所述传送装置400上；
[0057] 第二步：打开预置操作工位101和灭菌舱102之间的舱体隔离机构140，将待检样品1000、含有培养物的培养基、集菌专用的带有管路的滤器1100和滤器封堵头传入所述灭菌102舱内，关闭灭菌舱102两侧的舱体隔离机构，进行灭菌，灭菌完成后换气平衡灭菌舱102内压力；
[0058] 第三步：打开灭菌舱102和中包装去除舱103之间的舱体隔离机构，将待检样品1000、含有培养物的培养基、集菌专用的带有管路的滤器1100和滤器封堵头传入所述中包装去除舱103中，关闭中包装去除舱103两侧的舱体隔离机构140，进行滤器1100和滤气器堵头的中包装去除；
[0059] 第四步：打开中包装去除舱103和内包装去除舱104之间的舱体隔离机构140，将待检样品1000、含有培养物的培养基、集菌专用的带有管路的滤器1100和滤器封堵头传入所述内包装去除舱中，关闭内包装去除舱两侧的舱体隔离机构，进行滤器1100和滤气器堵头的内包装去除；
[0060] 第五步：打开内包装去除舱104和富集操作舱105之间的舱体隔离机构140，将待检样品1000、含有培养物的培养基、集菌专用的带有管路的滤器1100和滤器封堵头传入所述富集操作舱105中，将待检样品1000中的微生物过滤富集在滤器1100中，再通过滤器封堵头将滤器底端封装，之后选择性地将培养物注入滤器1100，将富集后封装好的滤器1100放置在传送装置上，获得相应数量的富集后封装好的滤器后，关闭富集操作舱105两侧的舱体隔离机构140；
[0061] 第六步：打开富集操作舱105和缓冲舱106之间的舱体隔离机构140，将富集后封装好的滤器1100传入所述缓冲舱106中，关闭缓冲舱105两侧的舱体隔离机构140，对富集后的滤器1100的管路进行切装；
[0062] 第七步，打开缓冲舱106和阳性菌加注舱107之间的舱体隔离机构140，将富集后封装好的滤器1100传入阳性菌加注舱107，关闭阳性菌加注舱107两侧的舱体隔离机构140，对将富集后封装好完成切装的滤器1100加注阳性菌，完成被检样品的微生物的富集。
[0063] 综上所述，本发明适用于目前食品与药品安全领域的微生物极限安全检测所需的富集操作，全程通过工控机800控制，实现了自动化，消除了人为因素可能产生的假阳性或假阴性。
[0064] 在本发明的一较佳实施例中，如图1、图2所示，在传送装置400上设有固定待检样品1000、含有培养物的培养基、滤器1100和滤器封堵头的固定装置150，以此可保证待检样品1000、含有培养物的培养基、滤器1100和滤器封堵头在传输的过程中，不会因惯性的原因而错位或者倾倒，而造成各舱内的污染以及影响各舱操作时的准确性。
[0065] 该传送装置400分为待检样品传送装置、培养基传送装置、滤器传送装置、滤器封堵头传送装置，以对应传送相应的物品，减小传送装置400的复杂性，例如在缓冲舱106和阳性菌加注舱107内只需要有滤器传送装置即可，而不需另外三送传送装置，节省空间，减小成本。
[0066] 该传送装置400在各舱内的预定位置处分别设有定位传感器200，各定位传感器200分别电连接工控机800。以保证传送装置400传输时相应物品在各舱内的进行相应操作时位置的准确性，较佳地各定位传感器200为红外线传感器或对射传感器。
[0067] 各该舱体隔离机构140为隔离阀门。
[0068] 在本发明的一较佳实施例中，该传送装置400为皮带传送装置或滚轴传送装置；通过设置在各舱外的电机带动各舱内的磁流体转动，以驱动皮带或滚轴，或者通过设置在各舱内的电机直接驱动皮带或滚轴传送；。
[0069] 在本发明的一较佳实施例中，如图1、图2所示，所述各舱外分别设有调节各舱内压力的气压调节装置110和通风装置130；各该气压调节装置110和各该通风装置130分别电连接所述工控机；各该气压调节装置110内包含有感测相应舱内压力的压力传感器，各该压力传感器电连接该工控机。以此可于舱与舱之间的传送时，通过气压调节装置110和通风装置130对各舱的压力进行控制。所述灭菌舱102、富集操作舱105、缓冲舱106外分别设有一个灭除相应舱内细菌的灭菌装置120。可对相应舱内进行灭菌，避免污染。
[0070] 较佳地，在本较佳实施例中，本发明的全自动微生物富集方法中，预置操作工位101、灭菌舱102、中包装除去舱103、内包装脱除舱104、富集操作舱105之间的舱体隔离机构140每一次开启时，前一个舱的压力低于后一个舱的压力，保证不将细菌带入富集操作舱105；富集操作舱105、缓冲舱106和阳性菌加注舱107之间的舱体隔离机构140每一次开启时，前一个舱的压力要高于后一个舱的压力，保证不将阳性菌不逆向传递到富集操作舱106中。
[0071] 且所述第七步中，关闭阳性菌加注舱106两侧的舱体隔离机构140后，还包含一步骤：对所述缓冲舱106进行灭菌。缓冲舱106主要是起传递、防止阳性菌相互感染的作用。因为如果富集操作舱105与阳性菌加注舱107直接相连，阳性菌可能进入富集操作舱105。
而富集操作舱105是连续工作的，如果不断进行灭菌会浪费时间。如此缓冲舱106可以在灭菌后与富集操作舱105相连，不中断富集操作舱105的工作。当缓冲舱106与富集操作舱105隔离后，可与阳性菌加注舱107相连通。传输富集后封装好完成切装的滤器1100后进入阳性菌加注舱106后，即可隔离缓冲舱106进行灭菌，之后便可与富集操作舱105相连通，进行下一次的滤器1100转移。以此可避免阳性菌加注舱107内的阳性菌进入富集操作舱107的可能，且不中断富集操作仓105的操作，使整个系统具有较好的连续工作性。工作效率高。
[0072] 如图1、图2所示，在本发明的一较佳实施例中，所述中包装除去舱103和所述内包装脱除舱104在所述传送装置400上方分别设有去除滤器和滤器封堵头的中包装和内包装的中包装去除机构310和内包装去除机构320；该内包装去除机构310和中包装去除机构320分别电连接该工控机。
[0073] 在本发明的一较佳实施例中，如图1、图2所示，所述带有管路的滤器1100为三个并联设置的两端分别有出口的罐体，较佳地该罐体透明。各个罐体的底部具有滤膜，注入待检样品后，微生物被该滤膜富集，该滤器1100的管路为三个并联的管路，该三个并联的管路的一端设置在所述滤器1100的顶端分别连通各该罐体，该三个并联的管路的另一端为一滤器针头；该滤器1100在所述富集操作舱105内具有一设定位置，该设定位置为各所述罐体的底端分别放置于废液槽支撑孔中。
[0074] 所述富集操作舱105内在所述传送装置400上方设有一个富集操作机械手510，该富集操作机械手510将所述滤器1100的滤器针头插入待检样品中以及更换培养物针头，插入培养基的培养物，该富集操作机械手510可使该滤器1100在该设定位置以及传送装置间移动；该富集操作机械手510靠近所述缓冲舱的一侧设有一个用以驱动待检验品或培养物注入所述三个并联的管路中进入所述滤器1100的富集驱动机构500；
[0075] 所述富集操作舱105内靠近所述预定位置处设有过滤富集后通过滤器封堵头对各罐体底端进行封闭的封装机构530；
[0076] 该富集操作机械手510、富集驱动机构500和封装机构530分别电连接该工控机800，被该工控机800控制。
[0077] 在本发明的一较佳实施例中，所述富集驱动机构500为一蠕动泵，该蠕动泵的泵头处设有第一支架和第二支架，该第一支架和该第二支架在该富集操作机械手夹持滤器针头插入所述待检样品中时分别夹持该三个并联的管路。其中，第一支架可伸缩地固定在该蠕动泵的泵头靠近所述富集机械手510一侧，该第二支架可伸缩地以及可绕该蠕动泵的泵头旋转的设置在该蠕动泵的泵头处。该第二支架具有一第一位置和一第二位置，该第一位置并排设置在该第一支架旁，用以同该第一支架一起夹持该该三个并联的管路，该第二位置为该第二支架旋转至将该三个并联的管路捋顺对应可放入该蠕动泵的泵头中的位置。在操作时，该第一支架和该第二支分别夹持该三个并联的管路，再将该第二支架旋转至第二位置，之后该第一支架和该第二支架后缩，将该三个并联的管路放入所述蠕动泵的泵头中。
[0078] 所述富集操作机械手510还包含一当所述滤器完成所述待检样品的过滤富集后，培养物进入所述滤器前可将该三个并联的管路封闭至多两个的培养基热封机构，如此可将培养物选择性地注入完成微生物富集的滤器中。可以选择性地热封三联管路中的一个或者两个或者都不密封。
[0079] 所述富集操作舱105内还设有一个感测该滤器1100内部压力的三联压力传感器900，通过感测滤器内的压力调节富集操作舱内的压力。
[0080] 该蠕动泵、该第一支架、该第二支架、该培养基热封机构和该三联压力传感器900分别电连接该工控机800。
[0081] 以此，在所述富集操作舱105内进行操作时，为以下动作：
[0082] 通过富集机械手510将所述滤器1100放置在该设定位置处，之后再将过滤器针头插入待见样品1000中，在通过第一支架和第二支架，将三个并联的管路放入蠕动泵的泵头内，蠕动泵开始工作，将待检样品1000中的液体通过滤器1100过滤，将可能含有的微生物富集滤膜上，完成富集工作。之后封装机构530通过滤器封堵头封闭各个罐体的底端，以完成封装。再通过培养基热封机构选封闭一个管路，之后富集机械手510将滤器针头更换为培养物针头，插入培养基中培养物内，再通过蠕动泵的作用将培养物注入两个管路，富集在相对应的两个罐体中。综上，在该富集操作舱105内完成滤器的富集、封装与培养物的注入。
[0083] 工控机根据各传感器检测的
信号执行内部的控制程序，分别控制各舱内的压力、传送装置的传输及各舱内相应的执行装置的相应动作。该控制程序为本领域技术人员的公知常识，不是本
发明人发明创造的，故在此不在赘述。
[0084] 以此在本发明的全自动微生物富集方法的一较佳实施例中，所述滤器为三个并联设置的罐体，可对其中的两个罐体加注培养物。
[0085] 较佳地在所述第五步中，用过的待检样品和培养基通过传送装置400传回内包装去除舱，在内包装去除舱中回收。
[0086] 较佳地，如图1、图2所示，本发明的一较佳实施例中，所述缓冲舱106内在所述传送装置400的上方设有一个管路切装机构520，以封装该滤器的管路。
[0087] 该管路切装机构520电连接所述工控机800。
[0088] 较佳地，如图1、图2所示，本发明的一较佳实施例中，所述阳性菌加注舱107为具有加热功能的阳性菌加注舱107，以在该阳性菌加注完成后在该阳性菌加注舱107内即可开始培养。在该阳性菌加注舱107内的传送装置400上方设有阳性菌加注机构700；在该阳性菌加注舱内还设有
温度控制装置。
[0089] 该阳性菌加注机构700和该加热装置分别电连接所述工控机800。
[0090] 较佳地，该工控机800采用上位机形式，各舱可具有单独控制单元。
[0091] 综上所述，本发明提供一种全自动微生物检测富集系统及富集方法，全自动化地对待检样品中的微生物进行富集，无需人工操作，省时省力，且能有效避免由于人为因素的影响而造成的假阳性或假阴性的结果，实现富集过程的无菌全自动操作，具有检测准确的实质效果，富集过程中不易出错，且在富集操作时可连续工作，无需停止富集操作后对富集操作舱暂停杀菌，具有较高实施效果。
