一种基于三代测序技术的微生物检测系统的制作方法

1.本发明涉及微生物检测技术领域，具体为一种基于三代测序技术的微生 物检测系统。


背景技术：

2.随着社会的不断进步，使得对于工厂的排水、食品以及药品中的微生物 的检测十分必要；
3.第三代测序技术是指单分子测序技术，dna测序时，不需要经过pcr扩增， 实现了对每一条dna分子的单独测序第三代测序技术也叫从头测序技术，即 单分子实时dna测序，第三代测序技术无需扩增，对单分链dna/rna直接用 合成、降解、通过纳米孔等方式直接测序，具有检测时间短、检测成本低的 特点。
4.目前对微生物的检测基本采用平板菌落计数法对微生物进行检测；平板 菌落计数法是将待测样品经适当稀释之后，其中的微生物充分分散成单个细 胞，取一定量的稀释样液涂布到平板上，经过培养，由每个单细胞生长繁殖 而形成肉眼可见的菌落，即一个单菌落应代表原样品中的一个单细胞；统计 菌落数，根据其稀释倍数和取样接种量即可换算出样品中的含菌数。采用平 板菌落计数法检测微生物检测需要耗费48
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72小时，使得耗费较长的检测时 间。


技术实现要素：

5.(一)解决的技术问题
6.针对现有技术的不足，本发明提供了一种检测效率高，检测精准的基于 三代测序技术的微生物检测系统。
7.(二)技术方案
8.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于三代测序技术的 微生物检测系统，包括采集装置、振捣装置、样品检测装置以及数据显示装 置，所述采集装置内设有测试液，所述测试液与样品混合，所述采集装置固 定在振捣装置上振动混合样品与测试液，所述检测装置采用第三代测序技术 对所述微生物样品进行检测，获取检测结果，所述数据显示装置显示检测结 果的相关信息，并对检测进行智能识别处理，判断所述检测结果是否存在异 常。
9.为了提高采集装置的使用效果，本发明改进有，所述采样装置包括采样 瓶、传感器、镊子以及取液管，所述采样瓶两侧设有第一导体，所述采样瓶 的顶端设有密封帽，所述传感器顶端设有传感帽，所述传感帽上设有连接槽， 所述采样瓶的底部设有底座。
10.为了提高样品与测试液的混合效果，本发明改进有，所述振捣装置包括 振动器以及振动盘，所述振动器上设有振动轴，所述振动盘通过振动轴安装 在振动器上，所述振动盘上设有固定槽，所述固定槽两侧设有夹块，所述振 动盘两侧设有调节螺栓贯穿振动盘与夹块连接。
11.为了提高对样品的检测效果，本发明改进有，所述检测装置为检测器， 所述检测器上设有试剂槽、供电装置以及控制单元，所述试剂槽内设有电压 发生装置装置，且试剂槽设有多个，所述试剂槽上设有检测盖，所述检测盖 上设有传感杆，所述控制单元包括检测单元、信号处理单元、数据处理模块、 处理器以及存储模块，所述检测单元用于采集微生物与传感器之间产生的电 信号，所述信号处理单元用于对所述电信号进行信号处理，得到数字信号， 所述数据处理模块通过处理器从存储模块内调用预先存储的计算参数，结合 所述数字信号计算所述微生物的含量，所述检测装置与数据显示装置之间设 有数据传输线连接，所述处理器内设有操控单元，通过操控单元控制检测器 在数据显示装置上显示的内容。
12.为了提高智能识别单元检测效果，本发明改进有，所述数据显示装置包 括显示单元以及智能识别单元，所述智能识别单元包括环境检测单元，智能 识别单元判断检测结果是否存在异常后还能在确定异常后发出异常预警，所 述环境检测单元检测环境信息中的压强信息，预设激光气体强度、光在当前 环境介质中的传播速度、微生物样品的分子质量以及环境信息中的温度。
13.为了提高检测效率，本发明改进有，所述测试液以α
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溶血素构建纳米孔， 在所述纳米孔一侧的外表面形成核酸外切酶，在所述纳米孔的内表面共价结 合有环糊精，以作为传感介质；将所述纳米孔放置于脂质双分子层内，其中 所述脂质双分子层的两侧的盐浓度不同；所述脂质双分子层的两侧提供预设 电压，使核酸外切酶消化单链dna，单个碱基落入所述纳米孔中，并与所述纳 米孔内的环糊精发生短暂的相互作用，影响了流过所述纳米孔的电流，根据 每个碱基在环糊精的停留时间、电流、干扰振幅实现测序。
14.(三)有益效果
15.与现有技术相比，本发明提供了一种基于三代测序技术的微生物检测系 统，具备以下有益效果：
16.本发明通过采用第三代测序技术对获取的微生物样品进行检测，实现了 对微生物样品的检测结果的获取；通过对检测结果进行智能识别处理，实现 了对检测结果的异常判断；上述方法不仅实现了对微生物样品的检测结果的 获取，并且通过对检测结果进行智能识别处理，实现了对检测结果的异常判 断；与传统技术相比，上述方法不需要对微生物样品进行培养，采用第三代 测序技术便可实现对检测结果的获取，大大缩短了检测所耗费的时间，同时 也有效地降低了对微生物检测所耗费的成本。
附图说明
17.图1为本发明采集装置结构示意图；
18.图2为本发明振捣装置结构示意图；
19.图3为本发明检测装置俯视示意图；
20.图4为本发明检测装置与数据显示装置连接结构示意图；
21.图中：1、采样瓶；2、密封帽；3、导体；4、底座；5、传感帽；6、传 感器；7、数据显示装置；8、振动器；9、振动盘；10、固定槽；11、夹块； 12、调节螺栓；13、振动轴；14、检测装置；15、试剂槽；16、电压发生装 置；17、控制单元；18、供电装置；
具体实施方式
22.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行 清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而 不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做 出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
23.请参阅图1
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4，本发明为一种基于三代测序技术的微生物检测系统，包括 采集装置、振捣装置、样品检测装置14以及数据显示装置7，所述采集装置 内设有测试液，所述测试液与样品混合，所述采集装置固定在振捣装置上振 动混合样品与测试液，所述检测装置14采用第三代测序技术对所述微生物样 品进行检测，获取检测结果，所述数据显示装置7显示检测结果的相关信息， 并对检测进行智能识别处理，判断所述检测结果是否存在异常。
24.本实施例中，所述采样装置包括采样瓶1、传感器6、镊子以及取液管， 所述采样瓶1两侧设有导体3，所述采样瓶1的顶端设有密封帽2，所述传感 器6顶端设有传感帽5，所述传感帽5上设有连接槽，所述采样瓶1的底部设 有底座4，通过镊子将固态的样品夹入采样瓶1内与测试液混合，通过取液管 吸收液态样本后滴入采样瓶1与测试液混合，通过密封帽2将采样瓶1密封 后晃动采样瓶1使测试液与样本均匀混合，之后拆下密封帽2将传感器6安 装进采样瓶1内与混合液接触，通过传感帽5密封采样瓶1，并连接检测装置 14，通过采样瓶1两侧的导体3接收电压。
25.本实施例中，所述振捣装置包括振动器8以及振动盘9，所述振动器8上 设有振动轴13，所述振动盘9通过振动轴13安装在振动器8上，所述振动盘 9上设有固定槽10，所述固定槽10两侧设有夹块11，所述振动盘9两侧设有 调节螺栓12贯穿振动盘9与夹块11连接，将采样瓶1放入固定槽10中通过 转动调节螺栓12使夹块11夹住底座4，通过底座4防止夹块11的夹力直接 作用在采样瓶1上，在夹力过大的情况下对采样瓶1造成损坏，采样瓶1被 固定后启动振动器8带动振盘振动，从而使采样瓶1内的测试液与样本快速 的混合在一起。
26.本实施例中，所述检测装置14为检测器，所述检测器上设有试剂槽15、 供电装置18以及控制单元17，所述试剂槽15内设有电压发生装置16装置， 且试剂槽15设有多个，所述试剂槽15上设有检测盖，所述检测盖上设有传 感杆，所述控制单元17包括检测单元、信号处理单元、数据处理模块、处理 器以及存储模块，所述检测单元用于采集微生物与传感器6之间产生的电信 号，所述信号处理单元用于对所述电信号进行信号处理，得到数字信号，所 述数据处理模块通过处理器从存储模块内调用预先存储的计算参数，结合所 述数字信号计算所述微生物的含量，所述检测装置14与数据显示装置7之间 设有数据传输线连接，所述处理器内设有操控单元，通过操控单元控制检测 器在数据显示装置7上显示的内容，检测装置14通过电压发生装置16向导 体3上传递电压，通过传感杆与传感帽5连接获取电信号为了提高对样品的 检测效果。
27.本实施例中，所述数据显示装置7包括显示单元以及智能识别单元，所 述智能识别单元包括环境检测单元，智能识别单元判断检测结果是否存在异 常后还能在确定异常后发出异常预警，所述环境检测单元检测环境信息中的 压强信息，预设激光气体强度、光在当前环境介质中的传播速度、微生物样 品的分子质量以及环境信息中的温度，通过环境检测单元检测获取检测样本 时检测环境发生变化的信息数据，通过智能识别单元根据历
史检测数据调节 环境的信息数据与样本结合判断调节后的检测结果中的微生物总量与检测结 构的相差，若相差过大则所述检测结果存在异常，进行检测发出异常预警。
28.本实施例中，所述测试液以α
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溶血素构建纳米孔，在所述纳米孔一侧的 外表面形成核酸外切酶，在所述纳米孔的内表面共价结合有环糊精，以作为 传感介质；将所述纳米孔放置于脂质双分子层内，其中所述脂质双分子层的 两侧的盐浓度不同；所述脂质双分子层的两侧提供预设电压，使核酸外切酶 消化单链dna，单个碱基落入所述纳米孔中，并与所述纳米孔内的环糊精发生 短暂的相互作用，影响了流过所述纳米孔的电流，根据每个碱基在环糊精的 停留时间、电流、干扰振幅实现测序，从而提高检测效率。
29.综上所述，该基于三代测序技术的微生物检测系统，在使用时，通过镊 子将固态的样品夹入采样瓶1内与测试液混合，通过取液管吸收液态样本后 滴入采样瓶1与测试液混合，通过密封帽2将采样瓶1密封后晃动采样瓶1 使测试液与样本均匀混合，之后拆下密封帽2将传感器6安装进采样瓶1内 与混合液接触，通过传感帽5密封采样瓶1，并连接样品检测装置14，通过 采样瓶1两侧的导体3接收电压，将采样瓶1放入固定槽10中通过转动调节 螺栓12使夹块11夹住底座4，通过底座4防止夹块11的夹力直接作用在采 样瓶1上，在夹力过大的情况下对采样瓶1造成损坏，采样瓶1被固定后启 动振动器8带动振盘振动，从而使采样瓶1内的测试液与样本快速的混合在 一起，之后采样瓶1装入试剂槽15内，检测装置14通过电压发生装置16向 导体3上传递电压，通过传感杆与传感帽5连接获取传感器6所检测的电信 号，信号处理单元用于对所述电信号进行信号处理，得到数字信号，数据处 理模块通过处理器从存储模块内调用预先存储的计算参数，结合所述数字信 号计算所述微生物的含量，通过操控单元控制检测器在数据显示装置7上显 示的内容，通过环境检测单元检测获取检测样本时检测环境发生变化的信息 数据，通过智能识别单元根据历史检测数据调节环境的信息数据与样本结合 判断调节后的检测结果中的微生物总量与检测结构的相差，若相差过大则所 述检测结果存在异常，进行检测发出异常预警，本发明通过采用第三代测序 技术对获取的微生物样品进行检测，实现了对微生物样品的检测结果的获取； 通过对检测结果进行智能识别处理，实现了对检测结果的异常判断；上述方 法不仅实现了对微生物样品的检测结果的获取，并且通过对检测结果进行智 能识别处理，实现了对检测结果的异常判断；与传统技术相比，上述方法不 需要对微生物样品进行培养，采用第三代测序技术便可实现对检测结果的获 取，大大缩短了检测所耗费的时间，同时也有效地降低了对微生物检测所耗 费的成本。
30.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而 言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行 多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限 定。