一种微生物采集检测装置的制作方法

1.本实用新型涉及微生物检测技术领域，特别是涉及一种微生物采集检测装置。


背景技术：

2.人和动植物体以及土壤中的微生物能通过飞沫或尘埃等散布于空气中，使空气中含有一定种类和数量的微生物。空气中，理论上一般没有病原微生物的存在，但在医院、兽医院以及畜禽厩舍附近的空气中，常悬浮有病原微生物的气溶胶，健康人或动物往往因吸入而感染。被病原微生物污染的空气，常可成为污染的来源或媒介，引起传染病流行。因此，进行空气微生物检测对于传染病预防与控制以及环境的卫生学监督与保护具有重要的意义。
3.空气采样瓶是进行空气微生物检测过程中的一种重要工具，种类繁多，其中，冲击式空气采样瓶是利用喷射气流的方式将空气中的微生物粒子采集于采样液体中。采样过程中，在采样瓶中加入采样液后，启动抽气动力，空气就从采样瓶入口处进入，空气中的微生物粒子冲击到采样瓶的采样液中，由于液体的粘附性，将微生物粒子捕获。
4.微流控又称为微流控芯片技术，该技术可将生物、化学、医学分析过程的样品制备、反应、分离、检测等基本操作单元集成到一块几个平分厘米的芯片上，以可控流体贯穿整个系统，用以替代常规化学或生物实验室的各种功能，有着体积轻巧、使用样品及试剂量少、能耗低、反应速度快、可大量平行处理及可即用即弃等优点。目前，微流控芯片在微生物检测领域应用广泛。
5.空气微生物检测通常需要依次进行空气微生物样品采集、微生物核酸提取以及微生物检测反应等操作，完成对空气微生物的检测鉴定，以上操作均需利用不同的实验器材完成，操作繁琐，所需仪器设备多、耗时长，且容易在操作中引入非采样细菌污染，不利于对空气微生物的快速检测。


技术实现要素：

6.本实用新型的目的是提供一种微生物采集检测装置，以解决上述现有技术存在的问题，使微生物采集检测装置能够完成对空气微生物样品的采集、核酸提取与检测，操作简单，避免繁琐操作引入的杂菌污染，方便快捷。
7.为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：
8.本实用新型提供一种微生物采集检测装置，包括采样管、采样瓶、检测芯片及连通件，所述采样管用于与所述采样瓶的一端连通并用于向所述采样瓶内充入空气，所述采样瓶的另一端用于与所述检测芯片通过所述连通件连通，所述连通件能够开启与关闭，所述检测芯片用于检测所述微生物样品裂解得到的核酸。
9.优选地，所述采样管上具有进气通路与排气通路，所述进气通路的出气口用于伸入至所述采样瓶内，所述排气通路的进气口用于伸入至所述采样瓶内。
10.优选地，连通件包括进样软管及电磁夹，所述进样软管的一端用于与所述采样瓶
远离所述采样管的一端固定连接并连通，所述进样软管的另一端用于与所述检测芯片的一端固定连接并连通，所述电磁夹上具有电磁铁，所述电磁夹用于夹持所述进样软管并阻止所述采样瓶中的液体进入所述检测芯片，且通电状态下的所述电磁夹用于吸附进入至所述采样瓶内的磁珠，所述磁珠用于吸附所述微生物样品裂解得到的核酸。
11.优选地，所述采样瓶的底端用于与所述检测芯片连通，所述采样瓶中下部的导流部的内壁在靠近所述检测芯片的方向上逐渐平滑地向内收缩并用于对所述采样瓶内的液体进行导流。
12.优选地，所述检测芯片内具有样品槽、至少一个芯片流道及至少一个反应室，所述样品槽开设于所述检测芯片的中心位置，所述样品槽用于与所述采样瓶连通，所述芯片流道与所述反应室的数量相等，各一个所述芯片流道的一端用于与各一个所述反应室连通，各所述芯片流道的另一端均用于与所述样品槽连通。
13.优选地，所述采样管包括采样管本体、进气支管及排气支管，所述采样管本体内固定设有隔板，所述隔板用于将所述采样管本体内部完全分隔成两个区域，所述进气支管的一端用于与所述隔板一侧的所述采样管本体固定连接且连通并形成所述进气通路，所述进气支管的另一端用于伸入至所述采样瓶内，所述排气支管的一端用于与所述隔板另一侧的所述采样管本体固定连接且连通并形成所述排气通路，所述排气支管的另一端用于伸入至所述采样瓶内。
14.优选地，所述采样瓶包括瓶体及瓶盖，所述瓶体的底部用于与所述检测芯片连通，所述瓶盖用于伸入所述瓶体的顶部开口并将所述开口封堵，所述瓶盖上开设有进气通孔以及排气通孔，所述进气支管用于伸入所述进气通孔且所述进气支管的外壁与所述进气通孔的内壁紧密贴合，所述排气支管用于伸入所述排气通孔且所述排气支管的外壁与所述排气通孔的内壁紧密贴合。
15.优选地，所述进气通孔与所述瓶体中心线共线；所述瓶盖伸入至所述瓶体内的一端固定设有向远离所述瓶盖方向延伸的导气管，所述导气管与所述进气通孔中心线共线，所述导气管下部的集气部的内壁在远离所述瓶盖方向上逐渐平滑地向内收缩并用于增大空气流速。
16.优选地，所述瓶体的侧壁上固定设有溶液进出管，所述溶液进出管用于向所述瓶体内添加溶液或者将所述瓶体内的溶液吸出，且所述溶液进出管的一端用于伸出至所述瓶盖外，所述溶液进出管的另一端用于与所述瓶体的底部固定连接并连通。
17.优选地，还包括支架，所述支架的一端用于与所述采样瓶固定连接，所述支架的另一端用于与所述检测芯片固定连接。
18.本实用新型相对于现有技术取得了以下技术效果：
19.本实用新型提供的微生物采集检测装置，通过使采样瓶与检测芯片一体化设置，包含了空气微生物样品采集、核酸提取以及微生物检测反应所需结构，利用本实用新型提供的微生物采集检测装置，可分别完成对空气微生物样品的采集、核酸提取与检测，操作简单，使空气微生物样品在被采集以及裂解后就能够直接进入到检测芯片中进行检测，不需要再利用不同的实验器材完成以上操作，避免繁琐操作引入的杂菌污染，方便快捷；此外，本装置结构简单，制作成本低，可作为一次性使用耗材，避免重复使用引起的交叉污染。
附图说明
20.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
21.图1为本实用新型提供的微生物采集检测装置的一个方向的立体结构示意图；
22.图2为图1中的微生物采集检测装置的另一个方向的立体结构示意图；
23.图3为图1中的微生物采集检测装置的一个剖视结构示意图；
24.图4为图1中采样瓶及检测芯片的一个剖视结构示意图。
25.图中：100-微生物采集检测装置、1-采样管、11-采样管本体、12-进气支管、13-排气支管、14-隔板、2-采样瓶、21-瓶盖、211-导气管、2111-集气部、212-进气通孔、213-排气通孔、22-瓶体、221-溶液进出管、23-导流部、3-检测芯片、31-样品槽、4-连通件、41-进样软管、42-电磁夹、5-支架。
具体实施方式
26.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
27.本实用新型的目的是提供一种微生物采集检测装置，以解决上述现有技术存在的问题，使微生物采集检测装置能够完成对空气微生物样品的采集、核酸提取与检测，操作简单，避免繁琐操作引入的杂菌污染，方便快捷。
28.为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
29.本实用新型提供一种微生物采集检测装置100，如图1-3所示，包括采样管1、采样瓶2、检测芯片3及连通件4，采样管1用于与采样瓶2的一端连通并用于向采样瓶2内充入空气，采样瓶2的另一端用于与检测芯片3通过连通件4连通，连通件4能够开启与关闭，检测芯片3用于检测微生物样品裂解得到的核酸。
30.因此，本实用新型提供的微生物采集检测装置100，通过使采样瓶2与检测芯片3一体化设置，包含了空气微生物样品采集、核酸提取以及微生物检测反应所需结构，利用本实用新型提供的微生物采集检测装置100，可分别完成对空气微生物样品的采集、核酸提取与检测，操作简单，使空气微生物样品在被采集以及裂解后就能够直接进入到检测芯片3中进行检测，不需要再利用不同的实验器材完成以上操作，避免繁琐操作引入的杂菌污染，方便快捷。而且采样管1可重复使用，采样瓶2与检测芯片3的组合结构可作为一次性耗材使用，避免重复使用引起的交叉污染。
31.进一步地，连通件4包括进样软管41及电磁夹42，进样软管41的一端用于与采样瓶2远离采样管1的一端固定连接并连通，进样软管41的另一端用于与检测芯片3的一端固定连接并连通（在本实施例中，进样软管41远离采样瓶2的一端具有基座结构，基座与检测芯片3固定连接，对进样软管41起到固定作用），电磁夹42上具有电磁铁，电磁夹42用于夹持进
样软管41并阻止采样瓶2中的液体进入检测芯片3，向检测芯片3进样时，将电磁夹42移除，采样瓶2中的样品向下流入到检测芯片3中，且通电状态下的电磁夹42用于吸附进入至采样瓶2内的磁珠，磁珠能够被吸附到电磁铁附近的采样瓶2的瓶底，当不需要吸附磁珠时，电磁铁保持断电状态，磁珠用于吸附微生物样品裂解得到的核酸，通过洗脱磁珠上的核酸得到的洗脱液可直接流入到检测芯片3中进行检测，加快空气微生物的检测进程，结构简单，操作便捷。
32.进一步地，采样瓶2的底端用于与检测芯片3连通，采样瓶2中下部的导流部23的内壁在靠近所述检测芯片3的方向上逐渐平滑地向内收缩并用于对采样瓶2内的液体进行导流，还能够减少需求的采集液的体积。具体地，采样瓶2分为上下两段，上段为圆柱形，下段为倒圆台形状，圆台上底面直径等于圆柱的直径，圆台下底面直径小于圆柱的直径；采样时，采样液位于圆台结构中，通过设置倒圆台结构可减小采样液体积，同时，由于倒圆台的侧面为斜面，下底面底面积也较小，更有利于采样瓶2中的样品从采样瓶2流入到下方的检测芯片3中；倒圆台的下底面亦可设计为中心低、四周高的斜面，或者将倒圆台直接设置为尖端与进样软管41连通的倒锥体，均可达到减小采样液体积、利于采样瓶2中的样品从采样瓶2流入到下方的检测芯片3中的效果。
33.进一步地，检测芯片3内具有样品槽31、至少一个芯片流道及至少一个反应室，样品槽31开设于检测芯片3的中心位置，样品槽31用于与采样瓶2连通，芯片流道与反应室的数量相等，各一个芯片流道的一端用于与各一个反应室连通，各芯片流道的另一端均用于与样品槽31连通，在本实施例中，芯片流道及反应室的数量均为四个，四个芯片流道与四个反应室在芯片上等距均匀分布，通过离心，样品槽31中的样品能够通过各芯片流道分别均匀地流入至各反应室中，其中，检测芯片3为透明材质，便于观察反应情况。
34.进一步地，采样管1上具有进气通路与排气通路，进气通路的出气口用于伸入至采样瓶2内，排气通路的进气口用于伸入至采样瓶2内。具体地，采样管1包括采样管本体11、进气支管12及排气支管13，采样管本体11内固定设有隔板14，所述隔板14用于将所述采样管本体11内部完全分隔成两个区域，进气支管12的一端用于与隔板14一侧的采样管本体11固定连接且连通并形成进气通路，进气支管12的另一端用于伸入至采样瓶2内，排气支管13的一端用于与隔板14另一侧的采样管本体11固定连接且连通并形成排气通路，排气支管13的另一端用于伸入至采样瓶2内。采样瓶2包括瓶体22及瓶盖21，瓶体22的底部用于与检测芯片3连通，瓶盖21用于伸入瓶体22的顶部开口并将开口封堵，瓶盖21具有一定的厚度，瓶盖21上开设有进气通孔212以及排气通孔213，进气支管12用于伸入进气通孔212且进气支管12的外壁与进气通孔212的内壁紧密贴合，排气支管13用于伸入排气通孔213且排气支管13的外壁与排气通孔213的内壁紧密贴合，从而将采样管1能够拆卸地固定在采样瓶2上方。其中较为优选地，进气通孔212与瓶体22中心线共线；瓶盖21伸入至瓶体22内的一端固定设有向远离瓶盖21方向延伸的导气管211，导气管211与进气通孔212中心线共线，导气管211下部的集气部2111的内壁在远离所述瓶盖21方向上逐渐平滑地向内收缩并用于增大空气流速，增强空气对采样瓶2中采样液的冲击力，提高采集效率，具体地，导气管211外轮廓为圆柱形，内部管道分为上下两段，上段管道为圆柱形，下段管道为倒圆台的形状，且该圆台的上底面直径等于上段管道圆柱形的直径，并等于进气支管12的直径；导气管211的形状使其出气口直径小于进气口直径，可增强空气对采样瓶2中采样液的冲击力，进而增强采样效
率；进气支管12和排气支管13上具有限位结构，限位结构可对进气支管12和排气支管13插入到采样瓶2中的深度进行限制，使进气支管12和排气支管13分别插入进气通孔212和排气通孔213后，进气支管12和排气支管13的末端刚好和采样瓶2的瓶盖21的下底面齐平。
35.进一步地，瓶体22的侧壁上固定设有溶液进出管221，溶液进出管221用于向瓶体22内添加溶液或者将瓶体22内的溶液吸出，且溶液进出管221的一端用于伸出至瓶盖21外，溶液进出管221的另一端用于与瓶体22的底部固定连接并连通，通过溶液进出管221可将采样瓶2中的溶液吸出或向采样瓶2中加溶液。
36.进一步地，还包括支架5，支架5的一端用于与采样瓶2固定连接，支架5的另一端用于与检测芯片3固定连接，使采样瓶2与检测芯片3连接稳固。
37.在本实施例中，本实用新型提供的微生物采集检测装置100的工作过程如下：
38.1、将采样液（以裂解液作为采样液）和磁珠通过采样瓶2的瓶盖21上的进气通孔212或排气通孔213加入到采样瓶2中，将采样管1的进气支管12与排气支管13分别插入至瓶盖21上的进气通孔212与排气通孔213中。向采样瓶2中加入采样液和磁珠时需避免采样液和磁珠与通孔内壁的接触，以免造成采样液和磁珠损失。
39.2、将采样管1出气一侧与真空泵连通，启动真空泵，进行空气采样。采样过程中，空气微生物在裂解液作用下裂解，微生物核酸释放到裂解液并被吸附到磁珠上。
40.3、采样完成后，电磁夹42上的电磁铁通电，将磁珠吸附到电磁铁附近的采样瓶2底。
41.4、通过溶液进出管221将裂解液从采样瓶2中吸出，电磁夹42上的电磁铁断电，释放磁珠。
42.5、将洗脱液从溶液进出管221加入到采样瓶2中，对磁珠上吸附的核酸进行洗脱（溶液通过溶液进出管221进出采样瓶2的操作可利用泵完成）。
43.6、移除电磁夹42，使洗脱液流入样品槽31中。
44.7、将采样管1从采样瓶2上取下，将采样瓶2和检测芯片3一体结构放到离心机上进行离心（检测芯片3下方有离心机卡槽，可卡到离心机转轴上进行离心），使样品槽31中的洗脱液离心到反应室中。将采样管1从采样瓶2上取下可以使采样瓶2和检测芯片3一体结构在离心过程中更加稳定。
45.8、将装置放到适宜温度下进行反应并对反应结果进行检测。反应室中预包埋有反应所需试剂，洗脱样品进入反应室后即可进行反应。
46.本实用新型中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。