用于检测分枝杆菌的样本前处理装置及其样本前处理方法与流程

1.本技术涉及但不限于微生物检测技术领域，尤其涉及一种用于检测分枝杆菌的样本前处理装置及其样本前处理方法。


背景技术：

2.在基于痰液样本检测分枝杆菌的实验中，需要对痰液样本进行样本前处理，从而可以起到浓缩被测痕量组分的作用。常用的样本前处理方法主要有两种：第一种是采用4％氢氧化钠处理15分钟后直接用于培养或分子生物学方法检测；第二种是采用n-乙酰-l-半胱氨酸和2％氢氧化钠处理15分钟后加入缓冲液中和离心15分钟，取沉淀用于涂片抗酸染色、培养或分子生物学方法检测；第一种方法简便，但影响分枝杆菌的活性，以及扩大了样本体积，对于分枝杆菌检出率有降低影响；第二种方法虽然降低了氢氧化钠，但过程复杂导致污染率较高，导致准确性较低。基于此，有必要提出一种保障分枝杆菌活性的同时，提高分枝杆菌检出率和准确性的样本前处理方法。


技术实现要素：

3.本技术实施例提供了一种用于检测分枝杆菌的样本前处理装置及其样本前处理方法，能够保障分枝杆菌活性的同时，提高分枝杆菌检出率和准确性。
4.第一方面，本技术实施例提供了一种用于检测分枝杆菌的样本前处理装置，包括：
5.支撑架；
6.样本杯固定装置，所述样本杯固定装置设置有固定板和样本杯，所述样本杯用于盛放痰液样本，所述样本杯穿设于所述固定板，所述固定板通过升降装置与所述支撑架相连接；
7.振动装置，所述振动装置通过所述升降装置与所述支撑架相连接，并且所述振动装置与所述固定板相连接；
8.注液装置，所述注液装置包括连接板、试剂瓶和蠕动泵，所述连接板与所述支撑架的顶部相连接，所述连接板设置有注液喷嘴，所述注液喷嘴用于为所述样本杯注液，所述试剂瓶通过第一导管与所述蠕动泵的第一接口相连接，所述注液喷嘴通过第二导管与所述蠕动泵的第二接口相连接，所述试剂瓶至少包括第一试剂瓶、第二试剂瓶和第三试剂瓶，其中，第一试剂瓶存储有蛋白酶k溶液，第二试剂瓶存储有浓度为2％的naoh溶液，第三试剂瓶存储有磷酸盐溶液；
9.支撑座，所述支撑座与所述支撑架的底部相连接，所述支撑座设置有抽真空装置，所述抽真空装置与所述样本杯可拆卸连接。
10.根据本技术第一方面的一些实施例，所述样本杯包括上杯体和下杯体，所述上杯体与所述下杯体可拆卸连接，所述上杯体内部设置有第一微孔滤膜，所述下杯体内部设置有第二微孔滤膜。
11.根据本技术第一方面的一些实施例，所述上杯体的内部设置有玻璃珠。
12.根据本技术第一方面的一些实施例，所述连接板靠近所述样本杯的一端设置有电磁块，所述上杯体的顶部设置有可开合的磁性盖片。
13.根据本技术第一方面的一些实施例，所述下杯体的外壁设置有凸起，所述抽真空装置内部设置有与所述凸起相匹配的定位组件。
14.根据本技术第一方面的一些实施例，所述抽真空装置还设置有电机，所述电机与所述定位组件相连接，所述电机用于驱动所述定位组件旋转。
15.根据本技术第一方面的一些实施例，所述上杯体通过螺纹连接件与所述下杯体可拆卸连接。
16.根据本技术第一方面的一些实施例，所述第一微孔滤膜的孔径为100微米，所述第二微孔滤膜的孔径为1微米。
17.根据本技术第一方面的一些实施例，所述升降装置为丝杆升降装置。
18.第二方面，本技术实施例提供了一种样本前处理方法，应用于第一方面任意一项实施例所述的样本前处理装置，所述方法包括：
19.将痰液样本投入至所述上杯体，控制电磁块充电，以使所述上杯体的所述磁性盖片打开；
20.通过所述蠕动泵将所述第一试剂瓶中的蛋白酶k溶液通过所述注液喷嘴注入至所述上杯体，并控制所述电磁块断电，以使所述上杯体的所述磁性盖片闭合；
21.控制所述振动装置震荡所述样本杯固定装置30秒，以使液化所述痰液样本；
22.静置5分钟后，控制电磁块充电，并通过所述蠕动泵将所述第二试剂瓶中的浓度为2％的naoh溶液通过所述注液喷嘴注入至所述上杯体，控制所述电磁块断电；
23.静置10分钟后，控制电磁块充电，并通过所述蠕动泵将所述第三试剂瓶中的磷酸盐溶液通过所述注液喷嘴注入至所述上杯体，控制所述电磁块断电；
24.通过所述升降装置和所述振动模块控制所述下杯体与所述定位组件相连接；
25.控制所述电机驱动所述定位组件旋转，以使所述下杯体与所述上杯体分离；
26.通过控制所述升降装置将所述固定板上升至所述支撑座的预设高度，以使所述下杯体显示出吸附有分枝杆菌的第二微孔滤膜。
27.本技术实施例提供了一种用于检测分枝杆菌的样本前处理装置及其样本前处理方法，其中，用于检测分枝杆菌的样本前处理装置包括：支撑架；样本杯固定装置，所述样本杯固定装置设置有固定板和样本杯，所述样本杯用于盛放痰液样本，所述样本杯穿设于所述固定板，所述固定板通过升降装置与所述支撑架相连接；振动装置，所述振动装置通过所述升降装置与所述支撑架相连接，并且所述振动装置与所述固定板相连接；注液装置，所述注液装置包括连接板、试剂瓶和蠕动泵，所述连接板与所述支撑架的顶部相连接，所述连接板设置有注液喷嘴，所述注液喷嘴用于为所述样本杯注液，所述试剂瓶通过第一导管与所述蠕动泵的第一接口相连接，所述注液喷嘴通过第二导管与所述蠕动泵的第二接口相连接，所述试剂瓶至少包括第一试剂瓶、第二试剂瓶和第三试剂瓶，其中，第一试剂瓶存储有蛋白酶k溶液，第二试剂瓶存储有浓度为2％的naoh溶液，第三试剂瓶存储有磷酸盐溶液；支撑座，所述支撑座与所述支撑架的底部相连接，所述支撑座设置有抽真空装置，所述抽真空装置与所述样本杯可拆卸连接。基于本实施例提供的样本前处理装置，能够利用振动装置和蛋白酶k溶液快速液化样本杯中的痰液样本并释放细菌，并通过浓度低的naoh溶液对痰
液样本中除分枝杆菌外其它细菌进行杀灭，以实现保障分枝杆菌活性的同时，提高分枝杆菌检出率和准确性。
附图说明
28.图1是本技术一个实施例提供的用于检测分枝杆菌的样本前处理装置的结构示意图；
29.图2是本技术另一个实施例提供的用于检测分枝杆菌的样本前处理装置的另一个方向的结构示意图；
30.图3是本技术另一个实施例提供的样本杯的截面示意图；
31.图4是本技术另一个实施例提供的样本前处理方法的步骤流程图。
具体实施方式
32.为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。
33.可以理解的是，虽然在装置示意图中进行了功能模块划分，在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于装置中的模块划分，或流程图中的顺序执行所示出或描述的步骤。说明书、权利要求书或上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。
34.下面详细描述本发明的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
35.在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
36.本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。
37.本技术提供了一种用于检测分枝杆菌的样本前处理装置及其样本前处理方法，其中，用于检测分枝杆菌的样本前处理装置包括：支撑架；样本杯固定装置，所述样本杯固定装置设置有固定板和样本杯，所述样本杯用于盛放痰液样本，所述样本杯穿设于所述固定板，所述固定板通过升降装置与所述支撑架相连接；振动装置，所述振动装置通过所述升降装置与所述支撑架相连接，并且所述振动装置与所述固定板相连接；注液装置，所述注液装置包括连接板、试剂瓶和蠕动泵，所述连接板与所述支撑架的顶部相连接，所述连接板设置有注液喷嘴，所述注液喷嘴用于为所述样本杯注液，所述试剂瓶通过第一导管与所述蠕动泵的第一接口相连接，所述注液喷嘴通过第二导管与所述蠕动泵的第二接口相连接，所述试剂瓶至少包括第一试剂瓶、第二试剂瓶和第三试剂瓶，其中，第一试剂瓶存储有蛋白酶k溶液，第二试剂瓶存储有浓度为2％的naoh溶液，第三试剂瓶存储有磷酸盐溶液；支撑座，所
述支撑座与所述支撑架的底部相连接，所述支撑座设置有抽真空装置，所述抽真空装置与所述样本杯可拆卸连接。基于本实施例提供的样本前处理装置，能够利用振动装置和蛋白酶k溶液快速液化样本杯中的痰液样本并释放细菌，并通过浓度低的naoh溶液对痰液样本中除分枝杆菌外其它细菌进行杀灭，以实现保障分枝杆菌活性的同时，提高分枝杆菌检出率和准确性。
38.下面结合附图，对本技术实施例作进一步阐述。
39.参考图1和图2，本技术实施例提供了一种用于检测分枝杆菌的样本前处理装置，包括：
40.支撑架110；
41.样本杯130固定装置，样本杯130固定装置设置有固定板120和样本杯130，样本杯130用于盛放痰液样本，样本杯130穿设于固定板120，固定板120通过升降装置160与支撑架110相连接；
42.振动装置170，振动装置170通过升降装置160与支撑架110相连接，并且振动装置170与固定板120相连接；
43.注液装置，注液装置包括连接板141、试剂瓶和蠕动泵146，连接板141与支撑架110的顶部相连接，连接板141设置有注液喷嘴145，注液喷嘴145用于为样本杯130注液，试剂瓶通过第一导管147与蠕动泵146的第一接口相连接，注液喷嘴145通过第二导管148与蠕动泵146的第二接口相连接，试剂瓶至少包括第一试剂瓶142、第二试剂瓶143和第三试剂瓶144，其中，第一试剂瓶142存储有蛋白酶k溶液，第二试剂瓶143存储有浓度为2％的naoh溶液，第三试剂瓶144存储有磷酸盐溶液；
44.支撑座150，支撑座150与支撑架110的底部相连接，支撑座150设置有抽真空装置，抽真空装置与样本杯130可拆卸连接。
45.可以理解的是，现有的基于痰液样本检测分枝杆菌的实验中，需要对痰液样本进行样本前处理，从而可以起到浓缩被测痕量组分的作用。常用的样本前处理方法主要有两种：第一种是采用4％氢氧化钠处理15分钟后直接用于培养或分子生物学方法检测；第二种是采用n-乙酰-l-半胱氨酸和2％氢氧化钠处理15分钟后加入缓冲液中和离心15分钟，取沉淀用于涂片抗酸染色、培养或分子生物学方法检测；第一种方法简便，但影响分枝杆菌的活性，以及扩大了样本体积，对于分枝杆菌检出率有降低影响；第二种方法虽然降低了氢氧化钠，但过程复杂导致污染率较高，导致准确性较低。基于此，本技术实施例提供了用于检测分枝杆菌的样本前处理装置，该样本前处理装置包括：支撑架110；样本杯130固定装置，样本杯130固定装置设置有固定板120和样本杯130，样本杯130用于盛放痰液样本，样本杯130穿设于固定板120，固定板120通过升降装置160与支撑架110相连接；振动装置170，振动装置170通过升降装置160与支撑架110相连接，并且振动装置170与固定板120相连接；注液装置，注液装置包括连接板141、试剂瓶和蠕动泵146，连接板141与支撑架110的顶部相连接，连接板141设置有注液喷嘴145，注液喷嘴145用于为样本杯130注液，试剂瓶通过第一导管147与蠕动泵146的第一接口相连接，注液喷嘴145通过第二导管148与蠕动泵146的第二接口相连接，试剂瓶至少包括第一试剂瓶142、第二试剂瓶143和第三试剂瓶144，其中，第一试剂瓶142存储有蛋白酶k溶液，第二试剂瓶143存储有浓度为2％的naoh溶液，第三试剂瓶144存储有磷酸盐溶液；支撑座150，支撑座150与支撑架110的底部相连接，支撑座150设置有抽
真空装置，抽真空装置与样本杯130可拆卸连接。采用本实施例提供的样本前处理装置，能够利用振动装置170和蛋白酶k溶液快速液化样本杯130中的痰液样本并释放细菌，并通过浓度低的naoh溶液对痰液样本中除分枝杆菌外其它细菌进行杀灭，相较于相关技术中影响分枝杆菌活性以及检出率准确率较低的方案，本技术实施例能够实现保障分枝杆菌活性的同时，提高分枝杆菌检出率和准确性。
46.需要说明的是，本技术实施例并不限制升降装置160的具体结构，可以是丝杆升降装置160，还可以是链条升降装置160。
47.参考图3，在一些实施例中，样本杯130包括上杯体131和下杯体132，上杯体131与下杯体132可拆卸连接，上杯体131内部设置有第一微孔滤膜134，下杯体132内部设置有第二微孔滤膜135。
48.需要说明的是，本技术实施例并不限制第一微孔滤膜134以及第二微孔滤膜135的具体结构，第一微孔滤膜134可以是的孔径为100微米的微孔滤膜，第二微孔滤膜135可以是的孔径为1微米的微孔滤膜，第一微孔滤膜134以及第二微孔滤膜135的形状可以是面积为2平方厘米的椭圆形滤膜，本领域技术人员根据实际需求进行选择即可。
49.需要说明的是，本技术实施例并不限制上杯体131与下杯体132可拆卸连接的具体方式，可以是通过螺纹连接件实现可拆卸连接，如图3所示，上杯体131的内壁设置有内螺纹，下杯体132的外壁设置有与内螺纹相匹配的外螺纹，以实现上杯体131与下杯体132之间的可拆卸连接；还可以是通过卡扣连接件实现上杯体131与下杯体132的可拆卸连接。
50.在一些实施例中，上杯体131的内部设置有玻璃珠。
51.可以理解的是，在振动装置170震荡样本杯130的情况下，如果样本杯130的上杯体131中设置有玻璃珠，能够进一步提升震荡效果，加速样本反应效率。
52.在一些实施例中，连接板141靠近样本杯130的一端设置有电磁块，上杯体131的顶部设置有可开合的磁性盖片133。
53.可以理解的是，由于电磁块设置在连接板141靠近样本杯130的一端，同时，上杯体131的顶部设置有可开合的磁性盖片133，通过控制电磁块的充电断电能够控制上杯体131的密封情况，电磁块的充电的情况下，上杯体131顶部的磁性盖片133打开，电磁块的断电的情况下，上杯体131顶部的磁性盖片133闭合。
54.参考图3，在一些实施例中，下杯体132的外壁设置有凸起136，抽真空装置内部设置有与凸起136相匹配的定位组件。
55.可以理解的是，由于下杯体132的外壁设置有凸起136，抽真空装置内部设置有与凸起136相匹配的定位组件，从而能够使得下杯体132与抽真空装置相连接，以实现抽真空装置对下杯体132进行加压抽出液体。
56.在一些实施例中，抽真空装置还设置有电机，电机与定位组件相连接，电机用于驱动定位组件旋转。
57.可以理解的是，由于抽真空装置还设置有电机，电机与定位组件相连接，电机用于驱动定位组件旋转，并且，上杯体131与下杯体132可拆卸连接(如图3所示上杯体131与下杯体132通过相互匹配的内螺纹以及外螺纹可拆卸连接)，在下杯体132与抽真空装置相连接的状态下，通过控制电机驱动定位组件旋转，以使下杯体132外壁的外螺纹旋出上杯体131内壁的内螺纹，从而使得上杯体131与下杯体132分离。
58.另外，参照图4，在一实施例中，本技术还提供了一种样本前处理方法，该样本前处理方法应用于上述任意一项实施例提供的用于检测分枝杆菌的样本前处理装置，该方法包括但不限于有以下步骤：
59.步骤s410，将痰液样本投入至上杯体131，控制电磁块充电，以使上杯体131的磁性盖片133打开；
60.步骤s420，通过蠕动泵146将第一试剂瓶142中的蛋白酶k溶液通过注液喷嘴145注入至上杯体131，并控制电磁块断电，以使上杯体131的磁性盖片133闭合；
61.步骤s430，控制振动装置170震荡样本杯130固定装置30秒，以使液化痰液样本；
62.步骤s440，静置5分钟后，控制电磁块充电，并通过蠕动泵146将第二试剂瓶143中的浓度为2％的naoh溶液通过注液喷嘴145注入至上杯体131，控制电磁块断电；
63.步骤s450，静置10分钟后，控制电磁块充电，并通过蠕动泵146将第三试剂瓶144中的磷酸盐溶液通过注液喷嘴145注入至上杯体131，控制电磁块断电；
64.步骤s460，通过升降装置160和振动模块控制下杯体132与定位组件相连接；
65.步骤s470，控制电机驱动定位组件旋转，以使下杯体132与上杯体131分离；
66.步骤s480，通过控制升降装置160将固定板120上升至支撑座150的预设高度，以使下杯体132显示出吸附有分枝杆菌的第二微孔滤膜135。
67.可以理解的是，基于上述实施例提供的用于检测分枝杆菌的样本前处理装置，本技术实施例提供的样本前处理方法可以是：将痰液样本投入至上杯体131，控制电磁块充电，以使上杯体131的磁性盖片133在电磁块的磁性吸附作用下自动打开；过蠕动泵146将第一试剂瓶142中的蛋白酶k溶液通过注液喷嘴145注入至上杯体131(第一试剂瓶142的蛋白酶k在蠕动泵146的作用下，流经第一导管147、蠕动泵146、第二导管148到注液喷嘴145)，并控制电磁块断电，以使上杯体131的磁性盖片133闭合；控制振动装置170震荡样本杯130固定装置30秒，由于样本杯130中的上杯体131中还设置有玻璃珠，痰液样本能够在蛋白酶k溶液和玻璃珠撞击的双重作用下快速液化痰液样本；静置5分钟后，控制电磁块充电，以使打开磁性盖片133，并通过蠕动泵146将第二试剂瓶143中的浓度为2％的naoh溶液通过注液喷嘴145注入至上杯体131(第二试剂瓶143的浓度为2％的naoh溶液在蠕动泵146的作用下，流经第一导管147、蠕动泵146、第二导管148到注液喷嘴145)，控制电磁块断电，闭合磁性盖片133；静置10分钟后，控制电磁块充电，再次打开磁性盖片133，并通过蠕动泵146将第三试剂瓶144中的磷酸盐溶液通过注液喷嘴145注入至上杯体131，(第三试剂瓶144的磷酸盐溶液在蠕动泵146的作用下，流经第一导管147、蠕动泵146、第二导管148到注液喷嘴145)，控制电磁块断电，闭合磁性盖片133；通过升降装置160和振动模块控制下杯体132与定位组件相连接，以使下杯体132与抽真空装置相连接，以实现抽真空装置对下杯体132进行加压抽出液体；如图3所示，由于上杯体131与下杯体132通过相互匹配的内螺纹以及外螺纹可拆卸连接，在下杯体132与抽真空装置的定位组件相连接的状态下，通过控制电机驱动定位组件旋转，以使下杯体132外壁的外螺纹旋出上杯体131内壁的内螺纹，以使下杯体132与上杯体131分离；通过控制升降装置160将固定板120上升至支撑座150的预设高度，以使下杯体132显示出吸附有分枝杆菌的第二微孔滤膜135，从而完成痰液样本的前处理过程。利用振动装置170和蛋白酶k溶液以及样本杯130中的玻璃珠，能够实现快速液化样本杯130中的痰液样本并使得痰液样本释放所有细菌，并通过浓度低的naoh溶液(浓度为2％的naoh溶液)对痰
液样本进行杀菌处理，一方面有效杀灭了普通细菌，一方面最大程度保护了分枝杆菌的活性，相较于相关技术中影响分枝杆菌活性以及检出率准确率较低的方案，本技术实施例能够实现保障分枝杆菌活性的同时，提高分枝杆菌检出率。
68.另外，在执行步骤s480之后，本技术实施例提供的方法还可以包括以下两个示例：
69.示例1：将玻片放在第二微孔滤膜的上方，按压玻片的中心位置，以使第二微孔滤膜表面的分枝杆菌转印至玻片上；
70.对具有分枝杆菌的玻片进行干燥处理后，对干燥后的玻片进行抗酸染色；
71.对染色后的玻片进行镜检，得到分枝杆菌检测结果。
72.示例2：通过无菌镊子取出第二微孔滤膜，将该第二微孔滤膜放入分枝杆菌液体培养管；
73.将该分枝杆菌液体培养管放入全自动分枝杆菌培养监测仪，通过该全自动分枝杆菌培养监测仪得到分枝杆菌检测结果。
74.为了进一步验证本技术实施例的有益效果，以下提供了1个常规的痰液样本前处理方法对应的实验数据作为对比实验进行验证：
75.对比实验1：将痰液样本加入50ml离心管中，加入等量含n-乙酰-l-半胱氨酸和2％氢氧化钠的处理液，振荡离心管1分钟；静置15分钟之后，加入十倍量磷酸盐缓冲液至离心管进行中和，将中和处理后的离心管放入冷冻离心机进行离心15分钟处理(设置冷冻离心机的工作参数为4度，3000g)，取出离心管并弃去上清，加入2ml磷酸盐缓冲液重悬沉淀，用接种环取1环(10u l)伸入离心管，并涂布玻片，对玻片进行干燥固定后进行抗酸染色，对染色后的玻片进行镜检，得到分枝杆菌检测结果。
76.对比实验数据如表1和表2所示：
77.表1分枝杆菌检出限对比表格
[0078][0079]
表2分枝杆菌报阳时间对比表格
[0080][0081]
根据表1的数据可知，示例1的检出限比对比实验1的检出限低一个数量级，同时，同菌液浓度其涂片结果等级更高，表示示例1对应的前处理过程中富集的菌更多更有效。
[0082]
根据表2的数据可知，同菌液浓度情况下，示例1的报阳时间明显早于对比实验1的报阳时间，表明示例1对应的前处理过程中富集的菌更多且活性更好。