本發(fā)明屬于無菌檢查系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種面向安瓿瓶裝水溶液供試品的全自動(dòng)化流水線集菌操作方法和系統(tǒng)。

技術(shù)背景

根據(jù)2015年版《中國藥典》，供試品的無菌檢查法包括薄膜過濾法和直接接種法。薄膜過濾法一般應(yīng)采用封閉式薄膜過濾器。無菌檢查用的濾膜孔徑應(yīng)不大于0.45μm，直徑約為50mm。供試品包括：水溶液供試品、水溶性固體供試品、非水溶性供試品、可溶于十四烷酸異丙酯的裔劑和黏性油劑供試品、無菌氣（噴）霧劑供試品、裝有藥物的注射器供試品、具有導(dǎo)管的醫(yī)療器具（輸血、輸液袋等）供試品等。同時(shí)，《中國藥典》對(duì)供試品的檢驗(yàn)數(shù)量和檢驗(yàn)量也做出了明確的規(guī)定?？梢?，在無菌檢測(cè)過程中面臨著多樣品種類、多規(guī)格樣品包裝、多流程過程分析、非連續(xù)性操作、低集菌分析效率的問題。

在現(xiàn)有的無菌檢測(cè)過程中，面臨著多樣品種類、多規(guī)格樣品包裝、多流程過程分析、非連續(xù)性操作、低集菌分析效率的問題，普遍使用手工方式完成相關(guān)操作，自動(dòng)化、智能化程度較低；集菌操作、清洗等關(guān)鍵過程受人員影響的因素較大，也會(huì)因不同人員操作而帶來無菌檢查結(jié)果與效率的顯著差異。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)無菌檢測(cè)過程中手工方式完成相關(guān)操作存在的問題，本發(fā)明提出面向安瓿瓶裝水溶液供試品的全自動(dòng)化流水線集菌操作方法和系統(tǒng)，其特征在于采用串、并行處理和流程優(yōu)化方法，包括以下步驟：

步驟（1）夾取導(dǎo)軌上的安瓿瓶盒、緩沖罐/潤膜液/清洗液/培養(yǎng)基瓶盒、集菌瓶/軟管/帽塞盒分別放入固定位置。

步驟（2）打開集菌瓶/軟管/帽塞盒，將與集菌瓶相連的帶針頭的軟管安裝入第二蠕動(dòng)泵，同時(shí)將盒內(nèi)的帶針頭的另一套軟管安裝入第一蠕動(dòng)泵。

步驟（3）將與集菌瓶相連的帶針頭的軟管安裝入軟管限流/熱封機(jī)構(gòu)；同時(shí)將集菌瓶放入集菌瓶支架中，集菌瓶/軟管/帽塞盒內(nèi)的黃帽塞、紅帽塞放入固定位置。

步驟（4）將安裝在第二蠕動(dòng)泵中的軟管上的針頭插入緩沖罐/潤膜液/清洗液/培養(yǎng)基瓶盒中的潤膜液瓶上，倒置潤膜液瓶后開啟第二蠕動(dòng)泵，將潤膜液泵入集菌瓶中對(duì)微孔濾膜進(jìn)行潤濕，當(dāng)潤膜液達(dá)到一定容量后關(guān)閉第二蠕動(dòng)泵。

步驟（5）將紅帽塞蓋入集菌瓶頂部，正置潤膜液瓶后開啟第二蠕動(dòng)泵，將氣體泵入集菌瓶中進(jìn)行增壓，使得潤膜液完全從集菌瓶排出，當(dāng)潤膜液完全排出后關(guān)閉第二蠕動(dòng)泵，移走紅帽塞至固定位置。

步驟（6）在步驟（2）至步驟（5）進(jìn)行的同時(shí)，將安瓿瓶盒內(nèi)的安瓿瓶送到安瓿瓶開啟機(jī)構(gòu)中進(jìn)行開啟，開啟結(jié)束后送回到安瓿瓶盒中。

步驟（7）在步驟（6）進(jìn)行的同時(shí)，將安裝在第一蠕動(dòng)泵中的軟管一端上的針頭插入已開啟的安瓿瓶中，軟管另一端的針頭插入緩沖罐/潤膜液/清洗液/培養(yǎng)基瓶盒中的緩沖罐上，開啟第一蠕動(dòng)泵將安瓿瓶?jī)?nèi)的水溶液供試品泵入緩沖罐中；待安瓿瓶中的水溶液供試品完全泵入緩沖罐后，關(guān)閉第一蠕動(dòng)泵；將針頭移除已完畢的安瓿瓶至其他已開啟的安瓿瓶中，開啟第一蠕動(dòng)泵將安瓿瓶里的水溶液供試品泵入緩沖罐中。

步驟（8）待所有送入的安瓿瓶中的水溶液供試品完全泵入緩沖罐后，將潤膜液瓶上的針頭拔出并插入緩沖罐上，倒置緩沖罐并開啟第二蠕動(dòng)泵，將水溶液供試品泵入集菌瓶中，當(dāng)水溶液供試品完全轉(zhuǎn)移至集菌瓶中后關(guān)閉第二蠕動(dòng)泵。

步驟（9）將紅帽塞蓋入集菌瓶頂部，正置緩沖罐后開啟第二蠕動(dòng)泵，將氣體泵入集菌瓶中進(jìn)行增壓，通過集菌瓶中的微孔濾膜對(duì)水溶液供試品過濾和微生物富集，當(dāng)水溶液供試品完全從集菌瓶排出后關(guān)閉第二蠕動(dòng)泵，移走紅帽塞至固定位置。

步驟（10）將緩沖罐上的針頭拔出并插入清洗液瓶上，倒置清洗液瓶并開啟第二蠕動(dòng)泵，將清洗液泵入集菌瓶中，當(dāng)清洗液達(dá)到一定容量后關(guān)閉第二蠕動(dòng)泵。

步驟（11）將紅帽塞蓋入集菌瓶頂部，正置清洗液瓶后開啟第二蠕動(dòng)泵，將氣體泵入集菌瓶中進(jìn)行增壓，清洗液從集菌瓶中排出實(shí)現(xiàn)對(duì)微孔濾膜的清洗，當(dāng)清洗液完全排出后關(guān)閉第二蠕動(dòng)泵，移走紅帽塞至固定位置。

步驟（12）將黃帽塞移至集菌瓶的底部并壓入，進(jìn)行密封，防止滴漏。

步驟（13）將清洗液瓶上的針頭拔出并插入裝有某一培養(yǎng)基的培養(yǎng)基瓶上，同時(shí)關(guān)閉與第二、第三集菌瓶相連接的軟管后，倒置培養(yǎng)基瓶并開啟第二蠕動(dòng)泵，將培養(yǎng)基泵入第一個(gè)集菌瓶中，當(dāng)培養(yǎng)基達(dá)到一定容量后關(guān)閉第二蠕動(dòng)泵。

步驟（14）將培養(yǎng)基瓶上的針頭拔出并插入另一裝有相同培養(yǎng)基的培養(yǎng)基瓶上，同時(shí)關(guān)閉與第一、第三集菌瓶相連接的軟管后，倒置培養(yǎng)基瓶并開啟第二蠕動(dòng)泵，將培養(yǎng)基泵入第二個(gè)集菌瓶中，當(dāng)培養(yǎng)基達(dá)到一定容量后關(guān)閉第二蠕動(dòng)泵。

步驟（15）將培養(yǎng)基瓶上的針頭拔出并插入另一裝有不同培養(yǎng)基的培養(yǎng)基瓶上，同時(shí)關(guān)閉與第一、第二集菌瓶相連接的軟管后，倒置培養(yǎng)基瓶并開啟第二蠕動(dòng)泵，將培養(yǎng)基泵入第三個(gè)集菌瓶中，當(dāng)培養(yǎng)基達(dá)到一定容量后關(guān)閉第二蠕動(dòng)泵。

步驟（16）將紅帽塞蓋入集菌瓶頂部，剪斷并同時(shí)密封與集菌瓶相連接的三根軟管。

步驟（17）緩沖罐/潤膜液/清洗液/培養(yǎng)基瓶放回緩沖罐/潤膜液/清洗液/培養(yǎng)基瓶盒內(nèi)，同時(shí)將第一蠕動(dòng)泵和第二蠕動(dòng)泵上帶針頭的軟管取下，把所有的廢棄物轉(zhuǎn)移至軟管等廢棄物回收區(qū)。

步驟（18）復(fù)位所有裝置至初始狀態(tài)，等待下一批次水溶液供試品的自動(dòng)集菌操作。

進(jìn)一步說，安瓿瓶盒內(nèi)的全部安瓿瓶的開啟時(shí)間與全部水溶液供試品轉(zhuǎn)移至緩沖罐的時(shí)間之和，應(yīng)小于等于與集菌瓶相連的軟管在第二蠕動(dòng)泵、軟管限流/熱封機(jī)構(gòu)中的安裝時(shí)間與集菌瓶?jī)?nèi)微孔濾膜的潤濕、排出時(shí)間之和。

進(jìn)一步說，待檢查的水溶液供試品種類對(duì)清洗液的清洗量需滿足要求，如果清洗量超過單瓶清洗液，需要在步驟十一后增加兩個(gè)步驟：

步驟（a）將第一清洗液瓶上的針頭拔出并插入第二清洗液瓶上，倒置第二清洗液瓶并開啟第二蠕動(dòng)泵將清洗液泵入集菌瓶中，當(dāng)清洗液達(dá)到一定容量后關(guān)閉第二蠕動(dòng)泵；

步驟（b）將紅帽塞蓋入集菌瓶頂部，正置第二清洗液瓶后開啟第二蠕動(dòng)泵，將氣體泵入集菌瓶中進(jìn)行增壓，清洗液從集菌瓶中排出實(shí)現(xiàn)對(duì)微孔濾膜的清洗，當(dāng)清洗液完全排出后關(guān)閉第二蠕動(dòng)泵，移走紅帽塞至固定位置。

對(duì)于本發(fā)明面向安瓿瓶裝水溶液供試品的全自動(dòng)化流水線集菌操作系統(tǒng)，包括第一機(jī)械手、安瓿瓶盒、第一軟管安裝輔助機(jī)構(gòu)、第二機(jī)械手、第一蠕動(dòng)泵、緩沖罐/潤膜液/清洗液/培養(yǎng)基瓶盒、第二蠕動(dòng)泵、軟管限流/熱封機(jī)構(gòu)、第三機(jī)械手、集菌瓶支架、黃帽塞、紅帽塞、第四機(jī)械手、軟管等廢棄物回收區(qū)、第五機(jī)械手、第二軟管安裝輔助機(jī)構(gòu)、第六機(jī)械手、集菌瓶/軟管/帽塞盒、第七機(jī)械手、第八機(jī)械手、安瓿瓶開啟機(jī)構(gòu)、試劑瓶等回收區(qū)。

所述第一機(jī)械手與安瓿瓶開啟機(jī)構(gòu)進(jìn)行協(xié)同操作：第一機(jī)械手取安瓿瓶盒內(nèi)的安瓿瓶，并放置至安瓿瓶開啟機(jī)構(gòu)中；與安瓿瓶開啟機(jī)構(gòu)聯(lián)合進(jìn)行安瓿瓶切割、折斷操作，實(shí)現(xiàn)安瓿瓶開啟；安瓿瓶開啟后，第一機(jī)械手將安瓿瓶放回安瓿瓶盒內(nèi)；待安瓿瓶?jī)?nèi)的水溶液供試品轉(zhuǎn)移至緩沖罐后，第一機(jī)械手將安瓿瓶廢棄物轉(zhuǎn)移至試劑瓶等回收區(qū)。

所述第二機(jī)械手與第六機(jī)械手進(jìn)行協(xié)同操作：第二機(jī)械手夾取緩沖罐、潤膜液瓶、清洗液瓶或培養(yǎng)基瓶，并放入緩沖罐/潤膜液/清洗液/培養(yǎng)基瓶盒中；第六機(jī)械手夾取與集菌瓶相連的軟管一端的針頭，并將針頭插入或拔出緩沖罐、潤膜液瓶、清洗液瓶或培養(yǎng)基瓶，第二機(jī)械手對(duì)緩沖罐、潤膜液瓶、清洗液瓶或培養(yǎng)基瓶進(jìn)行翻轉(zhuǎn)；當(dāng)緩沖罐、潤膜液瓶、清洗液瓶或培養(yǎng)基瓶?jī)?nèi)的溶液轉(zhuǎn)移至集菌瓶后，第二機(jī)械手將緩沖罐、潤膜液瓶、清洗液瓶或培養(yǎng)基瓶?jī)?nèi)放置至試劑瓶等回收區(qū)。

所述第五機(jī)械手、第六機(jī)械手與第二軟管安裝輔助機(jī)構(gòu)進(jìn)行協(xié)同操作：第六機(jī)械手夾取與集菌瓶相連的軟管一端的針頭，第五機(jī)械手夾取集菌瓶，同時(shí)拉伸和移動(dòng)軟管將其放入第二蠕動(dòng)泵中，第二軟管安裝輔助機(jī)構(gòu)將軟管固定在第二蠕動(dòng)泵中。

所述第五機(jī)械手、軟管限流/熱封機(jī)構(gòu)與第三機(jī)械手進(jìn)行協(xié)同操作：第五機(jī)械手夾取集菌瓶并拉伸與集菌瓶相連的軟管，第三機(jī)械手將軟管壓入軟管限流/熱封機(jī)構(gòu)中；將軟管裝入軟管限流/熱封機(jī)構(gòu)后，第五機(jī)械手將集菌瓶放入集菌瓶支架；當(dāng)進(jìn)行培養(yǎng)基轉(zhuǎn)移至集菌瓶過程中，軟管限流/熱封機(jī)構(gòu)對(duì)軟管進(jìn)行選擇性限流，將培養(yǎng)基轉(zhuǎn)移至對(duì)應(yīng)的集菌器中；當(dāng)培養(yǎng)基轉(zhuǎn)移至集菌瓶后，軟管限流/熱封機(jī)構(gòu)將切斷與集菌瓶相連的軟管，并進(jìn)行加熱或夾緊密封；

所述第五機(jī)械手、第六機(jī)械手、軟管限流/熱封機(jī)構(gòu)與第三機(jī)械手進(jìn)行協(xié)同操作：當(dāng)軟管限流/熱封機(jī)構(gòu)切斷與集菌瓶相連的軟管后，第六機(jī)械手夾取切斷后的軟管的針頭，將軟管轉(zhuǎn)移至軟管等廢棄物回收區(qū)。

所述第七機(jī)械手、第八機(jī)械手與第一軟管安裝輔助機(jī)構(gòu)進(jìn)行協(xié)同操作；第七機(jī)械手夾取軟管一端的針頭，第八機(jī)械手夾取軟管另一端的針頭，同時(shí)拉伸和移動(dòng)軟管將其放入第一蠕動(dòng)泵中，第一軟管安裝輔助機(jī)構(gòu)將軟管固定在第一蠕動(dòng)泵中。

所述第七機(jī)械手、第八機(jī)械手與第二機(jī)械手進(jìn)行協(xié)同操作：第二機(jī)械手夾緊緩沖罐，第七機(jī)械手夾取軟管一端的針頭，移動(dòng)并插入緩沖罐；第八機(jī)械手夾取軟管另一端的針頭，移動(dòng)并插入安瓿瓶，將安瓿瓶?jī)?nèi)的水溶液供試品轉(zhuǎn)移至緩沖罐中，當(dāng)前安瓿瓶?jī)?nèi)的水溶液供試品轉(zhuǎn)移完畢后，第八機(jī)械手拔出針頭、移動(dòng)并插入其他已開啟的安瓿瓶中進(jìn)行水溶液供試品的轉(zhuǎn)移，重復(fù)操作至全部安瓿瓶?jī)?nèi)的水溶液供試品轉(zhuǎn)移至緩沖罐中；待全部安瓿瓶?jī)?nèi)的水溶液供試品轉(zhuǎn)移至緩沖罐中后，第七機(jī)械手將軟管一端的針頭拔出，第八機(jī)械手將軟管另一端的針頭拔出，第八機(jī)械手將軟管廢棄物轉(zhuǎn)移至軟管等廢棄物回收區(qū)。

所述第八機(jī)械與第一蠕動(dòng)泵進(jìn)行協(xié)同操作：當(dāng)?shù)诎藱C(jī)械手把軟管一端的針頭插入安瓿瓶后，開啟第一蠕動(dòng)泵，進(jìn)行水溶液供試品轉(zhuǎn)移；當(dāng)當(dāng)前安瓿瓶?jī)?nèi)的水溶液供試品轉(zhuǎn)移至緩沖罐后，關(guān)閉第一蠕動(dòng)泵；第八機(jī)械手把軟管一端的針頭從當(dāng)前安瓿瓶?jī)?nèi)拔出并插入其他已開啟安瓿瓶，開啟第一蠕動(dòng)泵，進(jìn)行水溶液供試品的轉(zhuǎn)移；循環(huán)操作直至所有安瓿瓶?jī)?nèi)的水溶液供試品的全部轉(zhuǎn)移至緩沖罐中。

所述第四機(jī)械手、第二蠕動(dòng)泵與第二機(jī)械手進(jìn)行協(xié)同操作：第四機(jī)械手將從集菌瓶/軟管/帽塞盒內(nèi)取出黃帽塞、紅帽塞，并放置至固定位置；當(dāng)進(jìn)行潤膜液、水溶液供試品和清洗液轉(zhuǎn)移至集菌瓶時(shí)，第二機(jī)械手倒置緩沖罐、潤膜液瓶或清洗液瓶，開啟第二蠕動(dòng)泵；當(dāng)完成潤膜液、水溶液供試品和清洗液轉(zhuǎn)移至集菌瓶后，關(guān)閉第二蠕動(dòng)泵，第四機(jī)械手將蓋入紅帽塞至集菌瓶上；當(dāng)蓋上紅帽塞后，第二機(jī)械手正置緩沖罐、潤膜液瓶、或清洗液瓶或培養(yǎng)基瓶，開啟第二蠕動(dòng)泵；當(dāng)潤膜液、水溶液供試品和清洗液從集菌瓶排出后，關(guān)閉第二蠕動(dòng)泵，第四機(jī)械手將紅帽塞從集菌瓶上移除至固定位置；當(dāng)集菌瓶清洗完成后，第四機(jī)械手將黃帽塞的壓入集菌瓶底部進(jìn)行密封，第二機(jī)械手倒置培養(yǎng)基瓶，開啟第二蠕動(dòng)泵；當(dāng)三瓶培養(yǎng)基全部轉(zhuǎn)移至集菌瓶后，關(guān)閉第二蠕動(dòng)泵，第四機(jī)械手將蓋入紅帽塞至集菌瓶上。

進(jìn)一步說，所述集菌瓶?jī)?nèi)裝有微孔濾膜，可實(shí)現(xiàn)水溶液供試品的過濾和細(xì)菌富集。

進(jìn)一步說，機(jī)械手為具有多自由度的機(jī)械手臂或帶有機(jī)械手抓的具有相同功能的移動(dòng)機(jī)構(gòu)。

與現(xiàn)有手工方式操作相比，本發(fā)明提出的全自動(dòng)化流水線集菌操作方法和系統(tǒng)，采用串、并行處理和流程優(yōu)化方法，多個(gè)機(jī)械手協(xié)同配合，對(duì)安瓿瓶裝的水溶液供試品的無菌檢查流程進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化、模式化，整個(gè)流程完全受控，避免以往無菌檢查全部依賴人員操作，結(jié)果受人為原因影響較大的弊病，大大提高無菌檢查的效率和無菌檢查結(jié)果的準(zhǔn)確率和可信度。

附圖說明

圖1 典型的安瓿瓶裝水溶液供試品的手工方式操作流程；

圖2 安瓿瓶裝水溶液供試品的自動(dòng)化集菌操作流程示意圖；

圖3 針對(duì)自動(dòng)化集菌操作流程的模塊化及時(shí)間優(yōu)化處理示意圖；

圖4 自動(dòng)化集菌操作系統(tǒng)功能布置分布示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖及最佳實(shí)施對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳盡的描述。

面向安瓿瓶裝水溶液供試品的無菌檢查分析，典型的手工方式操作流程見圖1。從該操作流程可以看出，一般進(jìn)行三瓶或者數(shù)瓶水溶液供試品的無菌檢查，而且操作步驟繁多。為了保證較高的檢查效率，因此對(duì)操作人員的熟練程度要求很高。某些情況下，由于操作人員的疏忽會(huì)引起檢查結(jié)果的錯(cuò)誤判斷，導(dǎo)致嚴(yán)重的后果。因此本發(fā)明提出面向采用全自動(dòng)化操作面向安瓿瓶裝水溶液供試品的全自動(dòng)化流水線集菌操作方法和系統(tǒng)，對(duì)流程進(jìn)行多層次分解，采用串、并行處理方式，模塊化設(shè)計(jì)，采用機(jī)械手協(xié)同配合完成自動(dòng)化操作。

根據(jù)2015年版《中國藥典》和2010 年版GMP《藥品生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范》，對(duì)于安瓿瓶裝水溶液供試品，通過流程優(yōu)化，其自動(dòng)化集菌操作流程示意圖見圖2。每批次同時(shí)對(duì)30個(gè)安瓿瓶裝水溶液供試品進(jìn)行集菌操作，按照潤膜—集菌—清洗—加培養(yǎng)基的總體流程如下：

（1）安裝軟管及放置各試劑瓶，同時(shí)開啟安瓿瓶；

（2）安瓿瓶?jī)?nèi)供試品通過管路2、蠕動(dòng)泵1泵入緩沖罐；

（3）潤膜液通過管道1、蠕動(dòng)泵2泵入集菌瓶，每個(gè)集菌瓶約50ml；

（4）紅帽塞壓緊集菌瓶，樣品瓶?jī)?nèi)空氣通過管道2、蠕動(dòng)泵2泵入集菌瓶，直至潤膜液完全排出；

（5）移除紅帽塞，供試品從緩沖罐通過管道2、蠕動(dòng)泵2泵入集菌瓶，每個(gè)集菌瓶約100ml；

（6）紅帽塞壓緊密封集菌瓶，樣品瓶?jī)?nèi)空氣通過管道2、蠕動(dòng)泵2泵入集菌瓶，直至集菌過濾結(jié)束；

（7）移除紅帽塞，清洗液通過管道2、蠕動(dòng)泵2泵入集菌瓶，每個(gè)集菌瓶約100ml；

（8）紅帽塞壓緊密封集菌瓶，清洗液瓶?jī)?nèi)空氣通過管道2、蠕動(dòng)泵2泵入集菌瓶，直至清洗液完全排出；

（9）移除紅帽塞，集菌瓶底部壓入黃帽塞，關(guān)閉B、C管路，培養(yǎng)基1通過管道3、蠕動(dòng)泵2泵入集菌瓶1約100ml；

（10）關(guān)閉A、C管路，培養(yǎng)基2通過管道3、蠕動(dòng)泵2泵入集菌瓶2，約100ml；

（11）關(guān)閉A、B管路，培養(yǎng)基2通過管道3、蠕動(dòng)泵2泵入集菌瓶3，約100ml；

（12）紅帽塞壓緊密封集菌瓶，剪斷A、B、C管路，并熱封或夾緊集菌瓶A、B、C管路；

（13）取下軟管及各試劑瓶，移至回收區(qū)。

為了縮短操作時(shí)間、提高操作效率，本發(fā)明對(duì)面向安瓿瓶裝水溶液供試品的自動(dòng)化集菌系統(tǒng)進(jìn)行分模塊處理，見圖3。該系統(tǒng)包括：包裝開啟模塊、軟管安裝模塊1、軟管安裝模塊2、試劑瓶及帽塞放置模塊、安瓿瓶開啟模塊、試劑瓶移動(dòng)及翻轉(zhuǎn)模塊、針頭插拔模塊、帽塞操作模塊、培養(yǎng)基加注限流模塊、熱封及剪切模塊和軟管拆卸及試劑瓶扔棄模塊。

采用多自由度機(jī)械手協(xié)同配合進(jìn)行自動(dòng)化集菌操作，整個(gè)自動(dòng)化操作系統(tǒng)的功能布置分布見圖4、其操作步驟為：

（1）夾取導(dǎo)軌上的安瓿瓶盒2、緩沖罐/潤膜液/清洗液/培養(yǎng)基瓶盒6、集菌瓶/軟管/帽塞盒18分別放入固定位置。

（2）打開集菌瓶/軟管/帽塞盒18，將與集菌瓶相連的帶針頭的軟管安裝入第二蠕動(dòng)泵7；同時(shí)將盒內(nèi)的帶針頭的另一套軟管安裝入第一蠕動(dòng)泵5。

（3）將與集菌瓶相連的帶針頭的軟管安裝入軟管限流/熱封機(jī)構(gòu)8；同時(shí)將集菌瓶放入集菌瓶支架10中，集菌瓶/軟管/帽塞盒18內(nèi)的黃帽塞11、紅帽塞12放入固定位置；

（4）將安裝在第二蠕動(dòng)泵7中的軟管上的針頭插入緩沖罐/潤膜液/清洗液/培養(yǎng)基瓶盒6中的潤膜液瓶上，倒置潤膜液瓶后開啟第二蠕動(dòng)泵7，將潤膜液泵入集菌瓶中對(duì)微孔濾膜進(jìn)行潤濕，當(dāng)潤膜液達(dá)到一定容量后關(guān)閉第二蠕動(dòng)泵7；

（5）將紅帽塞12蓋入集菌瓶頂部，正置潤膜液瓶后開啟第二蠕動(dòng)泵7，將氣體泵入集菌瓶中進(jìn)行增壓，使得潤膜液完全從集菌瓶排出，當(dāng)潤膜液完全排出后關(guān)閉第二蠕動(dòng)泵7，移走紅帽塞12至固定位置；

（6）在步驟二至步驟五進(jìn)行的同時(shí)，將安瓿瓶盒2內(nèi)的安瓿瓶送到安瓿瓶開啟機(jī)構(gòu)21中進(jìn)行開啟，開啟結(jié)束后送回到安瓿瓶盒2中；

（7）在步驟六進(jìn)行的同時(shí)，將安裝在第一蠕動(dòng)泵5中的軟管一端上的針頭插入已開啟的安瓿瓶中，軟管另一端的針頭插入緩沖罐/潤膜液/清洗液/培養(yǎng)基瓶盒6中的緩沖罐上，開啟第一蠕動(dòng)泵5將安瓿瓶?jī)?nèi)的水溶液供試品泵入緩沖罐中；待安瓿瓶中的水溶液供試品完全泵入緩沖罐后，關(guān)閉第一蠕動(dòng)泵5；將針頭移除已完畢的安瓿瓶至其他已開啟的安瓿瓶中，開啟第一蠕動(dòng)泵5將安瓿瓶里的水溶液供試品泵入緩沖罐中；

（8）待所有送入的安瓿瓶中的水溶液供試品完全泵入緩沖罐后，將潤膜液瓶上的針頭拔出并插入緩沖罐上，倒置緩沖罐并開啟第二蠕動(dòng)泵7，將水溶液供試品泵入集菌瓶中，當(dāng)水溶液供試品完全轉(zhuǎn)移至集菌瓶中后關(guān)閉第二蠕動(dòng)泵7；

（9）將紅帽塞12蓋入集菌瓶頂部，正置緩沖罐后開啟第二蠕動(dòng)泵7，將氣體泵入集菌瓶中進(jìn)行增壓，通過集菌瓶中的微孔濾膜對(duì)水溶液供試品過濾和微生物富集，當(dāng)水溶液供試品完全從集菌瓶排出后關(guān)閉第二蠕動(dòng)泵7，移走紅帽塞12至固定位置；

（10）將緩沖罐上的針頭拔出并插入清洗液瓶上，倒置清洗液瓶并開啟第二蠕動(dòng)泵7，將清洗液泵入集菌瓶中，當(dāng)清洗液達(dá)到一定容量后關(guān)閉第二蠕動(dòng)泵7；

（11）將紅帽塞12蓋入集菌瓶頂部，正置清洗液瓶后開啟第二蠕動(dòng)泵7，將氣體泵入集菌瓶中進(jìn)行增壓，清洗液從集菌瓶中排出實(shí)現(xiàn)對(duì)微孔濾膜的清洗，當(dāng)清洗液完全排出后關(guān)閉第二蠕動(dòng)泵7，移走紅帽塞12至固定位置；

（12）將黃帽塞11移至集菌瓶的底部并壓入，進(jìn)行密封，防止滴漏；

（13）將清洗液瓶上的針頭拔出并插入裝有某一培養(yǎng)基的培養(yǎng)基瓶上，同時(shí)關(guān)閉與第二、第三集菌瓶相連接的軟管后，倒置培養(yǎng)基瓶并開啟第二蠕動(dòng)泵7，將培養(yǎng)基泵入第一個(gè)集菌瓶中，當(dāng)培養(yǎng)基達(dá)到一定容量后關(guān)閉第二蠕動(dòng)泵7；

（14）將培養(yǎng)基瓶上的針頭拔出并插入另一裝有相同培養(yǎng)基的培養(yǎng)基瓶上，同時(shí)關(guān)閉與第一、第三集菌瓶相連接的軟管后，倒置培養(yǎng)基瓶并開啟第二蠕動(dòng)泵7，將培養(yǎng)基泵入第二個(gè)集菌瓶中，當(dāng)培養(yǎng)基達(dá)到一定容量后關(guān)閉第二蠕動(dòng)泵7；

（15）將培養(yǎng)基瓶上的針頭拔出并插入另一裝有不同培養(yǎng)基的培養(yǎng)基瓶上，同時(shí)關(guān)閉與第一、第二集菌瓶相連接的軟管后，倒置培養(yǎng)基瓶并開啟第二蠕動(dòng)泵7，將培養(yǎng)基泵入第三個(gè)集菌瓶中，當(dāng)培養(yǎng)基達(dá)到一定容量后關(guān)閉第二蠕動(dòng)泵7；

（16）將紅帽塞12蓋入集菌瓶頂部，剪斷并同時(shí)密封與集菌瓶相連接的三根軟管。

（17）緩沖罐/潤膜液/清洗液/培養(yǎng)基瓶放回緩沖罐/潤膜液/清洗液/培養(yǎng)基瓶盒6內(nèi)，同時(shí)將第一蠕動(dòng)泵5和第二蠕動(dòng)泵7上帶針頭的軟管取下，把所有的廢棄物轉(zhuǎn)移至軟管等廢棄物回收區(qū)14。

（18）復(fù)位所有裝置至初始狀態(tài)，等待下一批次水溶液供試品的自動(dòng)集菌操作。

采用的多自由度機(jī)械手協(xié)同配合進(jìn)行操作：

第一機(jī)械手1與安瓿瓶開啟機(jī)構(gòu)25進(jìn)行協(xié)同操作：第一機(jī)械手1夾取安瓿瓶盒2內(nèi)的安瓿瓶，并放置至安瓿瓶開啟機(jī)構(gòu)25中；與安瓿瓶開啟機(jī)構(gòu)25聯(lián)合進(jìn)行安瓿瓶切割、折斷操作，實(shí)現(xiàn)安瓿瓶開啟；安瓿瓶開啟后，第一機(jī)械手1將安瓿瓶放回安瓿瓶盒2內(nèi)；待安瓿瓶?jī)?nèi)的水溶液供試品轉(zhuǎn)移至緩沖罐后，第一機(jī)械手1將安瓿瓶廢棄物轉(zhuǎn)移至試劑瓶等回收區(qū)22。

第二機(jī)械手4與第六機(jī)械手17進(jìn)行協(xié)同操作：第二機(jī)械手4夾取緩沖罐、潤膜液瓶、清洗液瓶或培養(yǎng)基瓶，并放入緩沖罐/潤膜液/清洗液/培養(yǎng)基瓶盒6中；第六機(jī)械手17夾取與集菌瓶相連的軟管一端的針頭，并將針頭插入或拔出緩沖罐、潤膜液瓶、清洗液瓶或培養(yǎng)基瓶，第二機(jī)械手4對(duì)緩沖罐、潤膜液瓶、清洗液瓶或培養(yǎng)基瓶進(jìn)行翻轉(zhuǎn)；當(dāng)緩沖罐、潤膜液瓶、清洗液瓶或培養(yǎng)基瓶?jī)?nèi)的溶液轉(zhuǎn)移至集菌瓶后，第二機(jī)械手4將緩沖罐、潤膜液瓶、清洗液瓶或培養(yǎng)基瓶?jī)?nèi)放置至試劑瓶等回收區(qū)22。

第五機(jī)械手15、第六機(jī)械手17與第二軟管安裝輔助機(jī)構(gòu)16進(jìn)行協(xié)同操作：第六機(jī)械手17夾取與集菌瓶相連的軟管一端的針頭，第五機(jī)械手15夾取集菌瓶，同時(shí)拉伸和移動(dòng)軟管將其放入第二蠕動(dòng)泵7中，第二軟管安裝輔助機(jī)構(gòu)16將軟管固定在第二蠕動(dòng)泵7中。

第五機(jī)械手15、軟管限流/熱封機(jī)構(gòu)8與第三機(jī)械手9進(jìn)行協(xié)同操作：第五機(jī)械手15夾取集菌瓶并拉伸與集菌瓶相連的軟管，第三機(jī)械手9將軟管壓入軟管限流/熱封機(jī)構(gòu)8中；將軟管裝入軟管限流/熱封機(jī)構(gòu)8后，第五機(jī)械手15將集菌瓶放入集菌瓶支架10。當(dāng)進(jìn)行培養(yǎng)基轉(zhuǎn)移至集菌瓶過程中，軟管限流/熱封機(jī)構(gòu)8對(duì)軟管進(jìn)行選擇性限流，將培養(yǎng)基轉(zhuǎn)移至對(duì)應(yīng)的集菌器中；當(dāng)培養(yǎng)基轉(zhuǎn)移至集菌瓶后，軟管限流/熱封機(jī)構(gòu)8將切斷與集菌瓶相連的軟管，并進(jìn)行加熱或夾緊密封。

第五機(jī)械手15、第六機(jī)械手17、軟管限流/熱封機(jī)構(gòu)8與第三機(jī)械手9進(jìn)行協(xié)同操作：當(dāng)軟管限流/熱封機(jī)構(gòu)8切斷與集菌瓶相連的軟管后，第六機(jī)械手17夾取切斷后的軟管的針頭，將軟管轉(zhuǎn)移至軟管等廢棄物回收區(qū)14。

第七機(jī)械手19、第八機(jī)械手20與第一軟管安裝輔助機(jī)構(gòu)3進(jìn)行協(xié)同操作；第七機(jī)械手19夾取軟管一端的針頭，第八機(jī)械手20夾取軟管另一端的針頭，同時(shí)拉伸和移動(dòng)軟管將其放入第一蠕動(dòng)泵5中，第一軟管安裝輔助機(jī)構(gòu)3將軟管固定在第一蠕動(dòng)泵5中。

第七機(jī)械手19、第八機(jī)械手20與第二機(jī)械手4進(jìn)行協(xié)同操作：第二機(jī)械手4夾緊緩沖罐，第七機(jī)械手19夾取軟管一端的針頭，移動(dòng)并插入緩沖罐；第八機(jī)械手20夾取軟管另一端的針頭，移動(dòng)并插入安瓿瓶，將安瓿瓶?jī)?nèi)的水溶液供試品轉(zhuǎn)移至緩沖罐中，當(dāng)前安瓿瓶?jī)?nèi)的水溶液供試品轉(zhuǎn)移完畢后，第八機(jī)械手20拔出針頭、移動(dòng)并插入其他已開啟的安瓿瓶中進(jìn)行水溶液供試品的轉(zhuǎn)移，重復(fù)操作至全部安瓿瓶?jī)?nèi)的水溶液供試品轉(zhuǎn)移至緩沖罐中；待全部安瓿瓶?jī)?nèi)的水溶液供試品轉(zhuǎn)移至緩沖罐中后，第七機(jī)械手19將軟管一端的針頭拔出，第八機(jī)械手20將軟管另一端的針頭拔出，第八機(jī)械手20將軟管廢棄物轉(zhuǎn)移至軟管等廢棄物回收區(qū)14。

第八機(jī)械手20與第一蠕動(dòng)泵5進(jìn)行協(xié)同操作：當(dāng)?shù)诎藱C(jī)械手20把軟管一端的針頭插入安瓿瓶后，開啟第一蠕動(dòng)泵5，進(jìn)行水溶液供試品轉(zhuǎn)移；當(dāng)當(dāng)前安瓿瓶?jī)?nèi)的水溶液供試品轉(zhuǎn)移至緩沖罐后，關(guān)閉第一蠕動(dòng)泵5；第八機(jī)械手20把軟管一端的針頭從當(dāng)前安瓿瓶?jī)?nèi)拔出并插入其他已開啟安瓿瓶，開啟第一蠕動(dòng)泵5，進(jìn)行水溶液供試品的轉(zhuǎn)移；循環(huán)操作直至所有安瓿瓶?jī)?nèi)的水溶液供試品的全部轉(zhuǎn)移至緩沖罐中。

第四機(jī)械手13、第二蠕動(dòng)泵7與第二機(jī)械手4進(jìn)行協(xié)同操作：第四機(jī)械手13將從集菌瓶/軟管/帽塞盒18內(nèi)取出黃帽塞11、紅帽塞12，并放置至固定位置；當(dāng)進(jìn)行潤膜液、水溶液供試品和清洗液轉(zhuǎn)移至集菌瓶時(shí)，第二機(jī)械手4倒置緩沖罐、潤膜液瓶或清洗液瓶，開啟第二蠕動(dòng)泵7；當(dāng)完成潤膜液、水溶液供試品和清洗液轉(zhuǎn)移至集菌瓶后，關(guān)閉第二蠕動(dòng)泵7，第四機(jī)械手13將蓋入紅帽塞12至集菌瓶上；當(dāng)蓋上紅帽塞12后，第二機(jī)械手4正置緩沖罐、潤膜液瓶、或清洗液瓶或培養(yǎng)基瓶，開啟第二蠕動(dòng)泵7；當(dāng)潤膜液、水溶液供試品和清洗液從集菌瓶排出后，關(guān)閉第二蠕動(dòng)泵7，第四機(jī)械手13將紅帽塞12從集菌瓶上移除至固定位置；當(dāng)集菌瓶清洗完成后，第四機(jī)械手13將黃帽塞的壓入集菌瓶底部進(jìn)行密封，第二機(jī)械手4倒置培養(yǎng)基瓶，開啟第二蠕動(dòng)泵7；當(dāng)三瓶培養(yǎng)基全部轉(zhuǎn)移至集菌瓶后，關(guān)閉第二蠕動(dòng)泵7，第四機(jī)械手13將蓋入紅帽塞12至集菌瓶上。

因此自動(dòng)化操作系統(tǒng)中的各機(jī)械手自由度需求為：第一機(jī)械手1需要三個(gè)平移自由度，第二機(jī)械手4需要三個(gè)平移自由度、一個(gè)旋轉(zhuǎn)自由度，第三機(jī)械手9需要一個(gè)平移自由度，第四機(jī)械手13、第五機(jī)械手15、第六機(jī)械手17、第七機(jī)械手19和第八機(jī)械手20均需要三個(gè)平移自由度。