CN111007050B - 一种整合磁流动力分离和信号处理的细菌检测***及方法 - Google Patents
一种整合磁流动力分离和信号处理的细菌检测***及方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111007050B CN111007050B CN201911395353.5A CN201911395353A CN111007050B CN 111007050 B CN111007050 B CN 111007050B CN 201911395353 A CN201911395353 A CN 201911395353A CN 111007050 B CN111007050 B CN 111007050B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- signal processing
- atp
- separation
- reagent
- peristaltic pump
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000000926 separation method Methods 0.000 title claims abstract description 38
- 238000001514 detection method Methods 0.000 title claims abstract description 36
- 238000012545 processing Methods 0.000 title claims abstract description 32
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 title claims abstract description 31
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 13
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 49
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 claims abstract description 43
- 230000002572 peristaltic effect Effects 0.000 claims abstract description 37
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims abstract description 11
- 230000009471 action Effects 0.000 claims abstract description 9
- 239000006249 magnetic particle Substances 0.000 claims abstract description 7
- 108010090804 Streptavidin Proteins 0.000 claims abstract description 5
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims abstract description 3
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims abstract description 3
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims abstract description 3
- 239000000523 sample Substances 0.000 claims description 21
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 17
- 230000001580 bacterial effect Effects 0.000 claims description 15
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 claims description 7
- 244000005700 microbiome Species 0.000 claims description 7
- 239000012488 sample solution Substances 0.000 claims description 7
- 239000007853 buffer solution Substances 0.000 claims description 6
- 238000005336 cracking Methods 0.000 claims description 5
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 5
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 5
- 238000004020 luminiscence type Methods 0.000 claims description 4
- 238000000838 magnetophoresis Methods 0.000 claims description 4
- 239000002699 waste material Substances 0.000 claims description 4
- 239000005089 Luciferase Substances 0.000 claims description 3
- 108060001084 Luciferase Proteins 0.000 claims description 3
- 210000002421 cell wall Anatomy 0.000 claims description 3
- 230000009089 cytolysis Effects 0.000 claims description 3
- 239000008055 phosphate buffer solution Substances 0.000 claims description 3
- 230000001502 supplementing effect Effects 0.000 claims description 3
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000010998 test method Methods 0.000 claims 1
- 239000011324 bead Substances 0.000 abstract description 7
- 238000007385 chemical modification Methods 0.000 abstract 1
- 230000009144 enzymatic modification Effects 0.000 abstract 1
- ZKHQWZAMYRWXGA-KQYNXXCUSA-J ATP(4-) Chemical compound C1=NC=2C(N)=NC=NC=2N1[C@@H]1O[C@H](COP([O-])(=O)OP([O-])(=O)OP([O-])([O-])=O)[C@@H](O)[C@H]1O ZKHQWZAMYRWXGA-KQYNXXCUSA-J 0.000 description 31
- ZKHQWZAMYRWXGA-UHFFFAOYSA-N Adenosine triphosphate Natural products C1=NC=2C(N)=NC=NC=2N1C1OC(COP(O)(=O)OP(O)(=O)OP(O)(O)=O)C(O)C1O ZKHQWZAMYRWXGA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 31
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 9
- 241000588724 Escherichia coli Species 0.000 description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 4
- 244000052616 bacterial pathogen Species 0.000 description 3
- 238000009924 canning Methods 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 238000005415 bioluminescence Methods 0.000 description 2
- 230000029918 bioluminescence Effects 0.000 description 2
- 230000006037 cell lysis Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 2
- 238000001917 fluorescence detection Methods 0.000 description 2
- 108090000363 Bacterial Luciferases Proteins 0.000 description 1
- 206010016952 Food poisoning Diseases 0.000 description 1
- 208000019331 Foodborne disease Diseases 0.000 description 1
- TTWYZDPBDWHJOR-IDIVVRGQSA-L adenosine triphosphate disodium Chemical compound [Na+].[Na+].C1=NC=2C(N)=NC=NC=2N1[C@@H]1O[C@H](COP(O)(=O)OP(O)(=O)OP([O-])([O-])=O)[C@@H](O)[C@H]1O TTWYZDPBDWHJOR-IDIVVRGQSA-L 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000009395 breeding Methods 0.000 description 1
- 230000001488 breeding effect Effects 0.000 description 1
- 239000000872 buffer Substances 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 230000003750 conditioning effect Effects 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000012864 cross contamination Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000007885 magnetic separation Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 244000052769 pathogen Species 0.000 description 1
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
- G01N21/63—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
- G01N21/64—Fluorescence; Phosphorescence
- G01N21/6428—Measuring fluorescence of fluorescent products of reactions or of fluorochrome labelled reactive substances, e.g. measuring quenching effects, using measuring "optrodes"
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N1/00—Sampling; Preparing specimens for investigation
- G01N1/28—Preparing specimens for investigation including physical details of (bio-)chemical methods covered elsewhere, e.g. G01N33/50, C12Q
- G01N1/34—Purifying; Cleaning
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N1/00—Sampling; Preparing specimens for investigation
- G01N1/28—Preparing specimens for investigation including physical details of (bio-)chemical methods covered elsewhere, e.g. G01N33/50, C12Q
- G01N1/40—Concentrating samples
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/01—Arrangements or apparatus for facilitating the optical investigation
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
- G01N21/63—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
- G01N21/64—Fluorescence; Phosphorescence
- G01N21/6486—Measuring fluorescence of biological material, e.g. DNA, RNA, cells
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Pathology (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)
- Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By The Use Of Chemical Reactions (AREA)
Abstract
本公开公开了一种整合磁流动力分离和信号处理的细菌检测***及方法，包括分离与富集装置通过抗体与待检测的食源性细菌特异性结合后，与酶链亲和素化学修饰后的磁性颗粒偶联，形成免疫磁球，在磁场作用下分离出病菌复合物，收集在反应瓶中；自动加样装置包括蠕动泵和控制器，由控制器控制蠕动泵将擦除试剂、ATP裂解试剂和ATP发光试剂加入到反应瓶中；荧光反应装置包括光电倍增管，所述光电倍增管连接反应瓶，检测荧光光强，输出电流信号；信号处理装置将光电倍增管输出的电流信号转换成电压信号，并通过模数转换后显示食源性细菌检测浓度。经免疫磁珠特异性捕获，捕获后的细菌利用磁流动力分离装置动态的进行分离富集，提高细菌溶液的浓度和纯度。
Description
技术领域
本公开涉及细菌检测和信号处理技术领域，特别是涉及一种整合磁流动力分离和信号处理的细菌检测***及方法。
背景技术
本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。
目前，人们越来越注重食品的安全问题，以至于现在食品是否安全成为人们选择的最重要的标准。在食品安全问题中占比最高的是微生物引起的食物中毒事件，所以，目前存在采用ATP荧光检测法，监测食品中的微生物含量和控制食品中微生物风险因素，以便满足现场检测的需求。
ATP是细胞中的一种供能物质，在一定浓度范围内，ATP发光强度与ATP浓度具有线性关系。因此，可以通过对ATP发出的荧光进行信号处理，检测测定出ATP含量，再通过一定的比例关系检测细菌溶液的浓度。
但是，其存在一定的不足。以往使用ATP进行食源性致病菌检测方法，往往具有细菌分离、荧光检测范围太小、对弱荧光信号处理能力差、和灵敏度低等问题，造成了检测结果与真实值相差较大度问题，从而限制了其在食品检测方面应用。
发明内容
为了解决上述问题，本公开提出了一种整合磁流动力分离和信号处理的细菌检测***及方法，经免疫磁珠特异性捕获，捕获后的细菌利用磁流动力分离装置动态的进行分离富集，提高细菌溶液的浓度和纯度；自动加样装置由蠕动泵和控制器实现快速自动的加入试剂功能，改善在实验过程中需要频繁复杂的加入不同试剂，缩短***检测时间，为封闭环境中加样提供了可能。
为了实现上述目的，本公开采用如下技术方案：
第一方面，本公开提供一种整合磁流动力分离和信号处理的细菌检测***，包括依次连接的分离与富集装置、自动加样装置、荧光反应装置和信号处理装置；
所述分离与富集装置用于通过抗体与待检测食源性细菌溶液特异性结合后，与酶链亲和素化学修饰后的磁性颗粒偶联，形成免疫磁球，在磁场作用下分离出病菌复合物，收集在反应瓶中；
所述自动加样装置包括蠕动泵和控制器，由控制器控制蠕动泵将擦除试剂、ATP裂解试剂和ATP发光试剂加入到反应瓶中；
所述荧光反应装置包括光电倍增管，所述光电倍增管连接反应瓶，检测荧光光强，输出电流信号；
所述信号处理装置将光电倍增管输出的电流信号转换成电压信号，并通过模数转换后显示食源性细菌检测浓度。
作为可能的一些实现方式，所述分离与富集装置呈半圆盘形，其两端各有两个通道口，四个通道口分别用于待检测食源性细菌溶液的流入、缓冲液的流入、废液的流出以及富集后的病菌复合物流出。
作为可能的一些实现方式，将带有免疫磁球的溶液与磷酸盐缓冲液共同加入到磁泳装置中，在磁场作用下，免疫磁球在流动的过程中发生偏移，落在通道的最下方，并附着在通道下方的表面，而其余样品溶液将不会被磁选，从通道的上方正常流出。
作为可能的一些实现方式，通过蠕动泵注入缓冲液，将通道上富集的免疫磁球收集在反应瓶中。
作为可能的一些实现方式，所述自动加样装置由三条软管与蠕动泵相连接，统一由控制器控制，所述蠕动泵采用FU4B-1型蠕动泵管装***，包括DMD15-13蠕动泵头；所述软管采用PharMedNSF-51软管；所述控制器采用FC32S-1控制器。
作为可能的一些实现方式，所述擦除试剂用于消除样品溶液中游离的ATP、其他细胞或其他微生物；所述ATP裂解试剂用于破坏细菌细胞壁，释放细胞内的ATP；所述ATP发光试剂用于催化ATP反应的荧光素酶。
作为可能的一些实现方式，所述反应瓶两端分别安装光电二极管作为光学校准单元，所述光电二极管用于补充溶液吸收的光强。
作为可能的一些实现方式，所述荧光反应装置中的光电倍增管采用H5773-02型，所述光电二极管采用TM-L05RGE-E发光二极管。
作为可能的一些实现方式，所述信号处理装置包括运算放大器、带通滤波器以及ADUC834单片机相连；
所述运算放大器将光电二极管输出的电流信号转换成电压信号，转换完成的电压信号通过电压跟随器与放大电路连接；
所述ADUC834单片机集成A/D、D/A转换器和8052CPU，将放大后的电压信号通过模数转换后显示检测浓度。
第二方面，本公开提供一种整合磁流动力分离和信号处理的细菌检测方法，包括：
将抗体与待检测的食源性细菌溶液进行混合后，加入酶链亲和素化学修饰后的磁性颗粒，形成免疫磁球，在磁场作用下分离出病菌复合物，收集在反应瓶中；
由控制器控制蠕动泵将擦除试剂、ATP裂解试剂和ATP发光试剂加入到反应瓶中；
光电倍增管连接反应瓶，检测荧光光强，输出电流信号；
通过运算放大器电路将光电倍增管输出的电流信号转换成电压信号，并通过模数转换后显示食源性细菌检测浓度。
与现有技术相比，本公开的有益效果为：
本公开提出了一种全自动的、高精度的整合磁流动力分离装置和信号处理装置的细菌检测***，经免疫磁珠的特异性捕获，捕获后的细菌利用磁流动力分离装置动态的进行分离富集，经过这样的富集可以提高细菌溶液的浓度和纯度，大幅度的提高了检测的精确度，使ATP发出的光强与真实值更为相近。
本公开使用的蠕动泵管装***由于自身的特点，在传输试剂时，试剂仅与软管内壁相接触，避免了蠕动泵污染试剂或者试剂污染蠕动泵的风险。泵在输送不同试剂时可以通过在线清洁功能或者简单更换软管，来避免不同试剂之间的交叉污染。同时，蠕动泵有非常好的自封闭功能，管路上不需要阀门和密封件，保证蠕动泵停止状态下软管内的试剂不会自由流动，从而防止微生物的滋生。本公开使用的蠕动泵具有很高的流体传输精度，适用于高剂量要求的流体传输应用。
本公开解决了微弱荧光信号检测出限的问题，增加信号补偿电路，使检测到的荧光光强更接近于ATP发出的光强，提高检测精度。
附图说明
构成本公开的一部分的说明书附图用来提供对本公开的进一步理解，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的不当限定。
图1为本申请磁流动力和ATP生物发光技术检测大肠杆菌装置的整体设计框图；
图2为分离与富集装置的架构、样品溶液路径流向示意图；
图3为自动加样装置和荧光反应装置的示意图；
图4为信号处理装置的模块示意图；
图5为***流程图。
具体实施方式：
下面结合附图与实施例对本公开做进一步说明。
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本公开提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本公开所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本公开的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
正如背景技术所介绍的，现有技术中存在的不足，为了解决如上的技术问题，本申请提出了一种全自动的、高精度的，整合磁流动力分离装置和信号处理装置的细菌检测***。
本申请的一种典型的实施方式中，如图1所示，免疫磁珠特异性的结合病菌，在外部磁场的作用下，经过分离富集后的细菌溶液在一个密闭环境中进行ATP荧光反应，细胞裂解试剂和ATP发光试剂由蠕动泵实现自动加入，蠕动泵的自动加样由ADUC834单片机产生控制信号；荧光反应发出的荧光由光电倍增管(PMT)捕获，将捕获的电流信号转换为电压信号并通过信号放大器进行信号放大，通过补偿、滤波等一系列信号调理电路后，在显示器中显示细菌检测浓度。
本实施例中，如图2所示的分离与富集装置，将大肠杆菌抗体与大肠杆菌溶液混合，加入到样品瓶中，孵育10min；再将纳米磁珠加入到样品瓶中，使磁珠与带有抗体的大肠杆菌特异性结合，其他病菌无法直接与纳米磁珠结合，从而达到分离大肠杆菌的效果；
之后，将样品瓶中的溶液与磷酸盐缓冲液共同加入到磁泳装置中，在高梯度磁场的作用下，免疫磁球在流动的过程中发生偏移，落在通道的最下方，并附着在通道下方的表面，而其余样品溶液将不会被磁选，从通道的上方正常流出；经过高梯度磁场的磁选作用，样品液中的杂菌将被去除，待测的大肠杆菌会被富集。
最后通过蠕动泵，注入缓冲液，将磁泳通道上富集的大肠杆菌冲出来，收集在反应瓶中，以便接下来进行荧光反应，实现富集目标食源性细菌的准确性和高效性。
所述分离与富集装置呈半圆盘形，其左右两边各有两个通道口，左边上方通道口用于样品的流入，左边下方通道口用于缓冲液的流入，右边上方通道口用于废液的流出，右边下方的通道口用于富集后的样品流出。
本实施例中，如图3所示的自动加样装置，由蠕动泵和控制器组成，实现快速自动的加入试剂功能，改善在实验过程中需要频繁复杂的加入不同试剂，缩短***检测时间，提高***检测效率，为封闭环境中加样提供了可能。
自动加样装置由三条软管与蠕动泵相连接，统一由控制器控制；蠕动泵采用FU4B-1型蠕动泵管装***，包括DMD15-13蠕动泵头；软管采用PharMedNSF-51软管；控制器采用FC32S-1控制器；
三个试管中装有擦除试剂、ATP裂解试剂和ATP发光试剂组，通过蠕动泵自动将这三种试剂加入到反应瓶中。
具体地，FU4B-1型蠕动泵罐装***采用不锈钢材质，抗腐蚀性能很强，驱动部分是一个独立单元，方便更改使用，其基本结构是4通道，每个通道都可以通过按键方式调整，并且可以通过LED显示屏显示清晰；罐装***可以控制单通道或多通道的同时排空或回收，提供罐装方案保存和调用功能，7寸触摸屏方便操作，菜单式界面友好、清晰。
具体地，实验使用的反应试剂分为三种：擦除试剂，作用是消除样品溶液中可能有的游离的ATP、其他细胞或其他微生物，减小其他可以影响反应的可能性；ATP裂解试剂，作用是破坏大肠杆菌细胞壁，释放细胞内的ATP；ATP发光试剂，催化ATP反应的荧光素酶。
具体地，荧光反应装置中的光电倍增管采用H5773-02型，具有良好的灵敏度和电压增益和抗干扰性，通过光电倍增管检测荧光光强；ATP生物荧光反应的主要反应物包括：荧光素酶、细菌细胞裂解剂、ATP消除剂、ATP提取剂；
反应瓶左右两边各为一个发光二极管补充溶液吸收的光强，光电二极管采用TM-L05RGE-E发光二极管。
本实施例中，如图4所示的信号处理装置，采用三片ICL7650斩波稳零式高精度运算放大器与一个带通滤波器相连，再连接ADUC834单片机。所述运算放大器能对输入信号放大的同时保证信号的稳定性；所述带通滤波器可以有效的滤除***噪声；所述ADUC834集成了高灵敏度的A/D、D/A转换器和一片8052CPU。
通过运算放大器电路将光电二极管输出的电流信号转换成电压信号，转换完成的电压信号将会通过电压跟随器与放大电路连接；选择温度系数小的电阻作为负载电阻，选择具有低电流噪声和低电压噪声的放大器；
本实验采用ADUC834数模转换芯片，具有高灵敏度，可以实现模拟信号和数字信号的互相转换；选择ADIInc的REF192作为参考电压控制器，来提高转换结果的准确性。
本实例中，如图5所示，给出了***实现软件流程图，包括：
(1)***初始化，显示主界面的页面；
(2)选择测量或查询记录选项，所述测量选项先判断是否是新测量操作，若为新测量操作，则调取测量函数；若不是新测量操作，则调取继续测量函数；
(3)所述查询记录选项先判断查询数据还是清空数据，若为查询数据，则调用查询函数；若为清空数据，则调取清空函数；
(4)判断是否继续使用，若继续使用，则返回显示主界面；若停止使用，则结束测量。
以上仅为本公开的优选实施例而已，并不用于限制本公开，对于本领域的技术人员来说，本公开可以有各种更改和变化。凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。
上述虽然结合附图对本公开的具体实施方式进行了描述，但并非对本公开保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本公开的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本公开的保护范围以内。
Claims (9)
1.一种整合磁流动力分离和信号处理的细菌检测***，其特征在于，包括依次连接的分离与富集装置、自动加样装置、荧光反应装置和信号处理装置；
所述分离与富集装置用于通过抗体与待检测食源性细菌溶液特异性结合后，与链酶亲和素化学修饰后的磁性颗粒偶联，形成免疫磁球，在磁场作用下分离出病菌复合物，收集在反应瓶中；
所述自动加样装置包括蠕动泵和控制器，由控制器控制蠕动泵将擦除试剂、ATP裂解试剂和ATP发光试剂加入到反应瓶中；
所述荧光反应装置包括光电倍增管，所述光电倍增管连接反应瓶，检测荧光光强，输出电流信号；
所述信号处理装置将光电倍增管输出的电流信号转换成电压信号，并通过模数转换后显示食源性细菌检测浓度；
所述分离与富集装置呈半圆盘形，其两端各有两个通道口，四个通道口分别用于待检测食源性细菌溶液的流入、缓冲液的流入、废液的流出以及富集后的病菌复合物流出；
其中，左边上方通道口用于样品的流入，左边下方通道口用于缓冲液的流入，右边上方通道口用于废液的流出，右边下方的通道口用于富集后的样品流出。
2.如权利要求1所述的一种整合磁流动力分离和信号处理的细菌检测***，其特征在于，
将带有免疫磁球的溶液与磷酸盐缓冲液共同加入到磁泳装置中，在磁场作用下，免疫磁球在流动的过程中发生偏移，落在通道的最下方，并附着在通道下方的表面，而其余样品溶液将不会被磁选，从通道的上方正常流出。
3.如权利要求2所述的一种整合磁流动力分离和信号处理的细菌检测***，其特征在于，
通过蠕动泵注入缓冲液，将通道上富集的免疫磁球收集在反应瓶中。
4.如权利要求1所述的一种整合磁流动力分离和信号处理的细菌检测***，其特征在于，
所述自动加样装置由三条软管与蠕动泵相连接，统一由控制器控制，所述蠕动泵采用FU4B-1型蠕动泵管装***，包括DMD15-13蠕动泵头；所述软管采用PharMedNSF-51软管；所述控制器采用FC32S-1控制器。
5.如权利要求1所述的一种整合磁流动力分离和信号处理的细菌检测***，其特征在于，
所述擦除试剂用于消除样品溶液中游离的ATP、其他细胞或其他微生物；
所述ATP裂解试剂用于破坏细菌细胞壁，释放细胞内的ATP；
所述ATP发光试剂用于催化ATP反应的荧光素酶。
6.如权利要求1所述的一种整合磁流动力分离和信号处理的细菌检测***，其特征在于，
所述反应瓶两端分别安装光电二极管作为光学校准单元，所述光电二极管用于补充溶液吸收的光强。
7.如权利要求6所述的一种整合磁流动力分离和信号处理的细菌检测***，其特征在于，
所述荧光反应装置中的光电倍增管采用H5773-02型，所述光电二极管采用TM-L05RGE-E发光二极管。
8.如权利要求1所述的一种整合磁流动力分离和信号处理的细菌检测***，其特征在于，
所述信号处理装置包括运算放大器、带通滤波器以及ADUC834单片机相连；
所述运算放大器将光电二极管输出的电流信号转换成电压信号，转换完成的电压信号通过电压跟随器与放大电路连接；
所述ADUC834单片机集成A/D、D/A转换器和8052CPU，将放大后的电压信号通过模数转换后显示检测浓度。
9.一种如权利要求1-8任一项所述的整合磁流动力分离和信号处理的细菌检测***的检测方法，其特征在于，包括：
将抗体与待检测的食源性细菌溶液进行混合后，加入链酶亲和素化学修饰后的磁性颗粒，形成免疫磁球，在磁场作用下分离出病菌复合物，收集在反应瓶中；
由控制器控制蠕动泵将擦除试剂、ATP裂解试剂和ATP发光试剂加入到反应瓶中；
光电倍增管连接反应瓶，检测荧光光强，输出电流信号；
通过运算放大器电路将光电倍增管输出的电流信号转换成电压信号，并通过模数转换后显示食源性细菌检测浓度。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201911395353.5A CN111007050B (zh) | 2019-12-30 | 2019-12-30 | 一种整合磁流动力分离和信号处理的细菌检测***及方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201911395353.5A CN111007050B (zh) | 2019-12-30 | 2019-12-30 | 一种整合磁流动力分离和信号处理的细菌检测***及方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN111007050A CN111007050A (zh) | 2020-04-14 |
| CN111007050B true CN111007050B (zh) | 2022-07-26 |
Family
ID=70118424
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201911395353.5A Expired - Fee Related CN111007050B (zh) | 2019-12-30 | 2019-12-30 | 一种整合磁流动力分离和信号处理的细菌检测***及方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN111007050B (zh) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111763614B (zh) * | 2020-07-24 | 2023-06-20 | 北京大学 | 基于atp生物化学发光的生物气溶胶在线监测***及方法 |
| CN112557364B (zh) * | 2020-12-11 | 2023-03-07 | 天津市职业大学 | 一种智能室内空气质量病毒检测***及检测方法 |
| CN114113010A (zh) * | 2021-10-28 | 2022-03-01 | 山东师范大学 | 一种基于数字微流控的自动化细菌检测***及方法 |
| CN115404158A (zh) * | 2022-08-15 | 2022-11-29 | 国家食品安全风险评估中心 | 一种微生物污染程度的检测方法及设备 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101113985A (zh) * | 2006-07-27 | 2008-01-30 | 中国科学院电子学研究所 | 一种卫生状况现场快速检测装置及检测方法 |
| CN102183648A (zh) * | 2011-01-26 | 2011-09-14 | 中国科学院上海微***与信息技术研究所 | 生物发光检测特种致病菌使用的检测方法和检测用试剂盒 |
| CN108507987A (zh) * | 2018-03-19 | 2018-09-07 | 山东师范大学 | 一种基于免疫磁分离技术和生物发光技术的大肠杆菌的检测方法 |
| CN109001269A (zh) * | 2018-09-19 | 2018-12-14 | 重庆大学 | 集成dep分离、磁性微球选择性富集和eis原位检测的细菌芯片及其检测方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2014138715A1 (en) * | 2013-03-08 | 2014-09-12 | Duke University | Devices, systems, and methods for acoustically -enhanced magnetophoresis |
| CA3009059A1 (en) * | 2017-06-23 | 2018-12-23 | Pouya Rezai | Systems, devices and methods of performing magnetophoretic separation and solution exchange in curved fluidic channel |
-
2019
- 2019-12-30 CN CN201911395353.5A patent/CN111007050B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101113985A (zh) * | 2006-07-27 | 2008-01-30 | 中国科学院电子学研究所 | 一种卫生状况现场快速检测装置及检测方法 |
| CN102183648A (zh) * | 2011-01-26 | 2011-09-14 | 中国科学院上海微***与信息技术研究所 | 生物发光检测特种致病菌使用的检测方法和检测用试剂盒 |
| CN108507987A (zh) * | 2018-03-19 | 2018-09-07 | 山东师范大学 | 一种基于免疫磁分离技术和生物发光技术的大肠杆菌的检测方法 |
| CN109001269A (zh) * | 2018-09-19 | 2018-12-14 | 重庆大学 | 集成dep分离、磁性微球选择性富集和eis原位检测的细菌芯片及其检测方法 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 基于磁泳的生物分离分析技术;车津晶等;《化学进展》;20060331;第18卷;第344-348页 * |
| 基于纳米探针和外电场作用下的ATP生物发光检测***研究;徐元达;《中国优秀博硕士学位论文全文数据库（硕士）工程科技Ⅰ辑》;20190915(第09期);第7-9、11-30页 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN111007050A (zh) | 2020-04-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN111007050B (zh) | 一种整合磁流动力分离和信号处理的细菌检测***及方法 | |
| US10913987B2 (en) | Bacteria identification and antibiotic susceptibility profiling device | |
| CN103837462B (zh) | 一种小型流式细胞仪液路*** | |
| JP4842796B2 (ja) | 微生物検査装置及び微生物検査用計測チップ | |
| US3679312A (en) | Method and apparatus for measuring bioluminescence or chemiluminescence for quantitative analysis of samples | |
| CN113684118B (zh) | 一种集成核酸分析芯片 | |
| CA2611448A1 (en) | Rapid and sensitive detection of bacteria in blood products, urine, and other fluids | |
| CN115023614A (zh) | 具有集成的基于流动的测定的流体传输装置及其使用方法 | |
| CN108732081A (zh) | 一种免疫细胞仪流体*** | |
| CN104458544A (zh) | 一种流式细胞仪的液流*** | |
| US9260737B2 (en) | Rapid and sensitive detection of bacteria in blood products, urine, and other fluids | |
| US20110263044A1 (en) | Device and method for the automatic detection of biological particles | |
| CN109856352A (zh) | 一种水质分析装置 | |
| CN111763614A (zh) | 基于atp生物化学发光的生物气溶胶在线监测***及方法 | |
| CN104655618A (zh) | 一种检测体液中碱性磷酸酶的方法 | |
| WO2021068912A1 (zh) | 一种多标志物检测的磁微粒发光微流控芯片以及检测装置 | |
| CN203772701U (zh) | 一种小型流式细胞仪液路*** | |
| CN211972334U (zh) | 基于微流控芯片的细菌检测*** | |
| CN106198499A (zh) | 一种用于化学发光检测的微流控芯片及其检测方法 | |
| CN103645329A (zh) | 一种基于磁性微粒的自动化牛细胞因子化学发光免疫检测方法 | |
| CN202870095U (zh) | 微生物样品快速检测装置 | |
| CN102879565A (zh) | 微生物样品快速检测方法及其实施检测装置 | |
| CN109254018B (zh) | 一种放射性药物的药物代谢动力学成像检测*** | |
| US20130095501A1 (en) | Legionella test | |
| US8808643B1 (en) | Fluidics platform and method for sample preparation and analysis |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20220726 |