一種用于搖瓶培養(yǎng)的非侵入式生物量在線檢測裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型用于細(xì)胞或菌體培養(yǎng)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種用于搖瓶培養(yǎng)的非侵入式生物量在線檢測裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]搖瓶由于其易處理、成本低、設(shè)置簡單等特點(diǎn)廣泛應(yīng)用于微生物細(xì)胞培養(yǎng)。在生物實(shí)驗(yàn)室中，搖瓶培養(yǎng)菌體生長的監(jiān)測常采用多次取樣測量，得出其光密度(OD)、細(xì)胞干重(CDff)或細(xì)胞濃度。由于不能全程自動(dòng)監(jiān)控細(xì)胞的培養(yǎng)過程，每一種細(xì)胞的培養(yǎng)通常都需要測量數(shù)次離線值直到濃度達(dá)到要求，然后再進(jìn)行一系列的后續(xù)實(shí)驗(yàn)。以常用的光密度(吸光度)法為例，隨著懸濁液濃度的不斷增加，分光光度計(jì)測量的線性范圍(通常0D_在0.1-0.7之間)不足以滿足測量的要求，需要對樣品進(jìn)行稀釋處理。同時(shí)，搖床所用的搖瓶或三角燒瓶并沒有專門的樣本出口，每次取樣都增加了感染雜菌的風(fēng)險(xiǎn)。如果一個(gè)實(shí)驗(yàn)員同時(shí)監(jiān)控幾種不同細(xì)胞或菌體的培養(yǎng)，這種重復(fù)的測量過程就會變得費(fèi)時(shí)費(fèi)力，且頻繁打斷當(dāng)前正在運(yùn)行的培養(yǎng)設(shè)備。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]為解決上述問題，本實(shí)用新型提供一種用于搖瓶培養(yǎng)的非侵入式生物量在線檢測裝置，運(yùn)用濁度測量的方法，采用后向散射光測量技術(shù)實(shí)現(xiàn)搖瓶培養(yǎng)菌液濃度的在線檢測，可在不打斷培養(yǎng)設(shè)備的情況下，對搖瓶內(nèi)生物懸濁液的濃度進(jìn)行檢測，其構(gòu)造簡單、成本低，可有效提尚檢測效率和精度，避免樣品污染。
[0004]本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一種用于搖瓶培養(yǎng)的非侵入式生物量在線檢測裝置，包括主控單元、可容納生物懸濁液的搖瓶和罩在所述搖瓶外側(cè)的固定套，所述固定套在搖瓶的底部外側(cè)連接有檢測探頭，所述檢測探頭包括可與搖瓶底部貼合的基板以及設(shè)在所述基板上的光源、光電傳感器和加速度傳感器，所述光源可產(chǎn)生傾斜射入搖瓶內(nèi)的光路，所述光電傳感器位于所述光路的下方以測量所述光路照射在生物懸濁液后產(chǎn)生的散射光，所述光源、光電傳感器和加速度傳感器均與所述主控單元連接。
[0005]進(jìn)一步作為本實(shí)用新型技術(shù)方案的改進(jìn)，所述主控單元包括電路板、與所述電路板連接的單片機(jī)和與所述單片機(jī)連接的PC終端，所述光源、光電傳感器和加速度傳感器均通過線路與電路板相連。
[0006]進(jìn)一步作為本實(shí)用新型技術(shù)方案的改進(jìn)，所述基板上設(shè)有供所述光源嵌入的第一插孔和供光電傳感器嵌入的第二插孔，所述第一插孔傾斜于搖瓶瓶底設(shè)置，第二插孔垂直于搖瓶瓶底設(shè)置，所述第一插孔和第二插孔間夾角為30° -60°。
[0007]進(jìn)一步作為本實(shí)用新型技術(shù)方案的改進(jìn)，所述基板上在光源和光電傳感器間設(shè)有擋光塊，所述擋光塊的頂部與搖瓶底部緊密接觸。
[0008]進(jìn)一步作為本實(shí)用新型技術(shù)方案的改進(jìn)，所述固定套的側(cè)面開設(shè)開口，開口上設(shè)有拉鏈，固定套在拉鏈拉合后在內(nèi)部形成可與所述搖瓶外壁貼合的內(nèi)錐面。
[0009]進(jìn)一步作為本實(shí)用新型技術(shù)方案的改進(jìn)，所述固定套在搖瓶瓶口的上方和/或側(cè)方設(shè)有通風(fēng)口。
[0010]進(jìn)一步作為本實(shí)用新型技術(shù)方案的改進(jìn)，所述固定套上設(shè)有可封閉所述通風(fēng)口的遮蓋。
[0011]進(jìn)一步作為本實(shí)用新型技術(shù)方案的改進(jìn)，所述光源為激光二極管，所述激光二極管的前端設(shè)有準(zhǔn)直透鏡，所述光電傳感器為兩個(gè)集成運(yùn)放的光電二極管，兩個(gè)光電二極管均位于光路的正下方分別接收不同距離的散射光，在兩個(gè)光電二極管的受光面上設(shè)有濾光片。
[0012]本實(shí)用新型的有益效果:本實(shí)用新型工作時(shí)，在搖瓶內(nèi)加入需要培養(yǎng)的生物懸濁液后，啟動(dòng)搖床，主控單元通過加速度傳感器推算出搖瓶及其內(nèi)生物懸濁液的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，即搖瓶在某一時(shí)刻所處搖床運(yùn)動(dòng)軌跡的位置。當(dāng)搖瓶運(yùn)動(dòng)到最佳測量角度時(shí)，打開光源，主控單元讀取光電傳感器所測得散射光強(qiáng)信號，經(jīng)I/V轉(zhuǎn)換，放大濾波后得到該次測量的測量值，本實(shí)用新型運(yùn)用濁度測量的方法，采用后向散射光測量技術(shù)實(shí)現(xiàn)搖瓶培養(yǎng)菌液濃度的在線檢測，可在不打斷培養(yǎng)設(shè)備的情況下，對搖瓶內(nèi)生物懸濁液的濃度進(jìn)行檢測，其構(gòu)造簡單、成本低，可有效提尚檢測效率和精度，避免樣品污染。
【附圖說明】
[0013]下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明:
[0014]圖1是本實(shí)用新型原理結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖2是圖1中A-A處剖視圖；
[0016]圖3是固定套結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]參照圖1至圖3，其顯示出了本實(shí)用新型之較佳實(shí)施例的具體結(jié)構(gòu)。以下將詳細(xì)說明本實(shí)用新型各元件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，而如果有描述到方向(上、下、左、右、前及后)時(shí)，是以圖1所示的結(jié)構(gòu)為參考描述，但本實(shí)用新型的實(shí)際使用方向并不局限于此。
[0018]本實(shí)用新型提供了一種用于搖瓶培養(yǎng)的非侵入式生物量在線檢測裝置，包括主控單元、可容納生物懸濁液11的搖瓶I和罩在所述搖瓶I外側(cè)的固定套2，所述固定套2在搖瓶I的底部外側(cè)連接有檢測探頭3，所述檢測探頭3包括可與搖瓶I底部貼合的基板31以及設(shè)在所述基板31上的光源32、光電傳感器33和加速度傳感器34，加速度傳感器34為三軸加速度傳感器，多個(gè)檢測探頭3同時(shí)運(yùn)行時(shí)，可僅一個(gè)檢測探頭3集成加速度傳感器34作為運(yùn)動(dòng)檢測，其余則不集成加速度傳感器34，以降低成本。所述光源32可產(chǎn)生傾斜射入搖瓶I內(nèi)的光路，光源32發(fā)光角度應(yīng)盡可能小，優(yōu)選為±4°，所述光電傳感器33位于所述光路的下方以測量所述光路照射在生物懸濁液11后產(chǎn)生的散射光，光電傳感器33靈敏度和波長響應(yīng)范圍與光源32相匹配，所述光源32、光電傳感器33和加速度傳感器34均與所述主控單元連接。所述主控單元包括電路板41、與所述電路板41連接的單片機(jī)42和與所述單片機(jī)42連接的PC終端43，所述電路板41由光源驅(qū)動(dòng)電路、信號處理電路以及電源電路組成，所述光源32、光電傳感器33和加速度傳感器34均通過線路與電路板41相連。所述單片機(jī)42為Arduino單片機(jī)，單片機(jī)42可獨(dú)立進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、處理、保存及顯示，也可以通過串口將數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)上傳到安裝有數(shù)據(jù)分析和繪圖軟件的PC終端43，用于數(shù)據(jù)存儲和實(shí)時(shí)顯示。
[0019]所述基板31上設(shè)有供所述光源32嵌入的第一插孔和供光電傳感器33嵌入的第二插孔，所述第一插孔傾斜于搖瓶I瓶底設(shè)置，第二插孔垂直于搖瓶I瓶底設(shè)置，所述第一插孔和第二插孔間夾角為30° -60°，即光電傳感器33測量后向120