專(zhuān)利名稱(chēng)：微生物生長(zhǎng)光學(xué)檢測(cè)傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及醫(yī)療儀器設(shè)備，具體而言，涉及ー種用于自動(dòng)血培養(yǎng)儀檢測(cè)系統(tǒng)的微生物生長(zhǎng)光學(xué)檢測(cè)傳感器。
背景技術(shù)：
由于醫(yī)療技術(shù)的進(jìn)步，各種診斷治療手段與日俱增，例如器官移植，抗腫瘤藥物、廣譜抗生素、免疫抑制劑的廣泛使用，各種介入性檢查治療、靜脈內(nèi)高營(yíng)養(yǎng)及其它導(dǎo)管留置等都為菌血癥、敗血癥的發(fā)生制造條件。菌血癥和敗血癥發(fā)病時(shí)間迅速，死亡率較高。近20年來(lái)血液感染的發(fā)生率明顯增加，據(jù)權(quán)威資料統(tǒng)計(jì)，已由70年底的6%上升至目前的13%，這還不包括相當(dāng)一部分由厭氧菌感染所導(dǎo)致的菌血癥和敗血癥。由于菌血癥和敗血癥是臨床上嚴(yán)重危及患者生命的疾病，死亡率高達(dá)29%，而血液細(xì)菌培養(yǎng)是確立菌血癥和敗血癥診斷的重 要依據(jù)，對(duì)于嚴(yán)重感染性疾病的患者，能否有效的治愈，很大程度上決定于及時(shí)準(zhǔn)確的細(xì)菌培養(yǎng)報(bào)告。目前，除少數(shù)條件很好的醫(yī)院依賴(lài)進(jìn)ロ自動(dòng)血培養(yǎng)儀器外，國(guó)內(nèi)大多數(shù)醫(yī)院臨床進(jìn)行血液細(xì)菌培養(yǎng)，還是以手工方式進(jìn)行人工靜態(tài)培養(yǎng)，用肉眼觀(guān)察微生物的生長(zhǎng)情況。這種人工培養(yǎng)方式存在微生物生長(zhǎng)差、培養(yǎng)時(shí)間長(zhǎng)、陽(yáng)性率檢出低、準(zhǔn)確性差、污染率較高等缺點(diǎn)，遠(yuǎn)不能適應(yīng)現(xiàn)代臨床醫(yī)療的需要?，F(xiàn)有的全自動(dòng)血培養(yǎng)儀主要由恒溫孵育器、檢測(cè)系統(tǒng)及特制培養(yǎng)瓶三大部分組成。將血液標(biāo)本接種于特制培養(yǎng)瓶的培養(yǎng)液中，特制培養(yǎng)瓶在恒溫孵育器中不停震蕩以加速細(xì)菌培養(yǎng)，瓶中還注有特殊感受器指示劑，細(xì)菌在生長(zhǎng)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生ニ氧化碳并引起氧化還原反應(yīng)，使感受器指示劑激發(fā)熒光并產(chǎn)生顏色變化。通過(guò)檢測(cè)熒光和顏色變化來(lái)確定微生物生長(zhǎng)情況。自動(dòng)血培養(yǎng)儀檢測(cè)系統(tǒng)的核心部件是微生物生長(zhǎng)光學(xué)檢測(cè)傳感器，其設(shè)置于特制培養(yǎng)瓶底部，在瓶中微生物生長(zhǎng)過(guò)程中，微生物生長(zhǎng)光學(xué)檢測(cè)傳感器將微弱的熒光變化或色度變化適時(shí)準(zhǔn)確檢測(cè)出來(lái)，通過(guò)光電轉(zhuǎn)換和放大電路，由分析處理系統(tǒng)記錄并顯示細(xì)菌生長(zhǎng)情況，繪制生長(zhǎng)曲線(xiàn)，精確判斷樣本陽(yáng)性的臨界點(diǎn)并作出報(bào)告。

發(fā)明內(nèi)容
為了檢測(cè)和記錄特制培養(yǎng)瓶中微生物的生長(zhǎng)，本發(fā)明g在提供ー種微生物生長(zhǎng)光學(xué)檢測(cè)傳感器，目的是利用微生物生長(zhǎng)機(jī)理和光學(xué)原理，提供ー種高靈敏度、抗干擾、能檢測(cè)到微生物生長(zhǎng)并轉(zhuǎn)化為與微生物生長(zhǎng)數(shù)量正比例變化電信號(hào)的微生物生長(zhǎng)檢測(cè)傳感器。根據(jù)本發(fā)明的微生物生長(zhǎng)檢測(cè)傳感器，其包括發(fā)光二極管陣列、濾光片、光電ニ極管、內(nèi)空?qǐng)A柱體底座、發(fā)光二極管恒流電源，其特征在于，所述發(fā)光二極管陣列由多個(gè)LED組成，所述濾光片位于內(nèi)空?qǐng)A柱體中心靠近頂端位置，略低于頂端；所述光電ニ極管位于濾光片的垂直下方，所述光電ニ極管的受光面面向?yàn)V光片且與濾光片平面平行。優(yōu)選的是，所述多個(gè)LED的個(gè)數(shù)為4個(gè)。優(yōu)選的是，所述多個(gè)LED均勻鑲嵌在內(nèi)空?qǐng)A柱體底座頂部四周，位置略低于圓柱體底座的頂部平面，且與頂部平面成45度角傾斜。
優(yōu)選的是，所述濾光片平面與圓柱體中軸線(xiàn)垂直，并由螺紋套件固定。優(yōu)選的是，所述光電ニ極管的輸出線(xiàn)接高靈敏度低噪聲線(xiàn)性放大電路。優(yōu)選的是，所述發(fā)光二極管陣列串聯(lián)連接并接至發(fā)光二極管恒流電源，以保證LED亮度的穩(wěn)定性。優(yōu)選的是，所述發(fā)光二極管選用同型號(hào)、同參數(shù)、發(fā)射中心波長(zhǎng)535nm的高亮LED作為激發(fā)光源。優(yōu)選的是，所述濾光片為真空鍍膜濾光片。優(yōu)選的是，所述真空鍍膜濾光片的中心波長(zhǎng)為590nm，帶寬10nm，以有效濾除雜光的干擾。優(yōu)選的是，所述光電ニ極管安裝在光電ニ極管座上，光電ニ極管座放置在檢測(cè)管座內(nèi)。更加優(yōu)選的是，所述檢測(cè)管座通過(guò)螺紋擰緊在內(nèi)空?qǐng)A柱體底座上，所述濾光片放置在檢測(cè)管座上，由檢測(cè)管蓋固定在檢測(cè)管座上。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是1、實(shí)現(xiàn)了對(duì)微生物生長(zhǎng)的高靈敏度精確檢測(cè)，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)血液標(biāo)本細(xì)菌生長(zhǎng)和檢測(cè)的全自動(dòng)化，解決了手工方式人工靜態(tài)培養(yǎng)的微生物生長(zhǎng)差、培養(yǎng)時(shí)間長(zhǎng)、陽(yáng)性率檢出低、污染率高、準(zhǔn)確性差等缺點(diǎn)。2、提高了檢測(cè)微生物生長(zhǎng)的靈敏度，靈敏度達(dá)到< 10CFU，檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確可靠穩(wěn)定。3、抗干擾能力強(qiáng)，避免假陽(yáng)性和假陰性，檢測(cè)過(guò)程陽(yáng)性率穩(wěn)定、檢測(cè)時(shí)間短、不容易污染，90%陽(yáng)性標(biāo)本可在24小時(shí)內(nèi)被檢測(cè)，使我公司生產(chǎn)的全自動(dòng)血培養(yǎng)儀各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到國(guó)際水平。


圖1是采用本發(fā)明的微生物生長(zhǎng)光學(xué)檢測(cè)傳感器的全自動(dòng)血培養(yǎng)儀的三維透視圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明的微生物生長(zhǎng)光學(xué)檢測(cè)傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖，其中，401為發(fā)光ニ極管LED、402為濾光片、404為內(nèi)空?qǐng)A柱體底座、405為發(fā)光二極管恒流電源；圖3是根據(jù)本發(fā)明的微生物生長(zhǎng)光學(xué)檢測(cè)傳感器的剖面圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)ー步說(shuō)明，但不作為對(duì)本發(fā)明的限定?，F(xiàn)在參閱圖1，圖1是采用本發(fā)明的微生物生長(zhǎng)光學(xué)檢測(cè)傳感器的全自動(dòng)血培養(yǎng)儀的三維透視圖。在圖1中，全自動(dòng)血培養(yǎng)儀包括由轉(zhuǎn)盤(pán)前板101、套筒103和端蓋102組成的轉(zhuǎn)盤(pán)；旋轉(zhuǎn)軸204、聯(lián)軸節(jié)201、減速機(jī)202和步進(jìn)電機(jī)203組成的機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)；定位擋片301、起始位位置傳感器302組成的位置控制系統(tǒng)；微生物生長(zhǎng)光學(xué)檢測(cè)傳感器4以及固定底座5。轉(zhuǎn)盤(pán)通過(guò)旋轉(zhuǎn)軸204與步進(jìn)電機(jī) 203相連，定位擋片301固定在轉(zhuǎn)盤(pán)邊緣，起始位位置傳感器302固定在轉(zhuǎn)盤(pán)下方，定位擋片301、起始位位置傳感器302與步進(jìn)電機(jī)203均與全自動(dòng)血培養(yǎng)儀的信號(hào)控制單元(未示出)相連。
繼續(xù)參考圖2和圖3，圖2是根據(jù)本發(fā)明的微生物生長(zhǎng)光學(xué)檢測(cè)傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖，圖3是根據(jù)本發(fā)明的微生物生長(zhǎng)光學(xué)檢測(cè)傳感器的剖面圖。本發(fā)明的微生物生長(zhǎng)光學(xué)檢測(cè)傳感器包括發(fā)光二極管陣列401、濾光片402、光電ニ極管403、內(nèi)空?qǐng)A柱體底座404、發(fā)光二極管恒流電源405。發(fā)光二極管陣列401由3-8只LED串聯(lián)組成，優(yōu)選為4只，均勻鑲嵌在內(nèi)空?qǐng)A柱體底座404的頂部四周，位置略低于內(nèi)空?qǐng)A柱體底座404頂部平面，且與頂部平面成45度角傾斜。光電ニ極管403安裝在光電ニ極管座406上,光電ニ極管座406放置在檢測(cè)管座407內(nèi)，檢測(cè)管座407通過(guò)螺紋擰緊在內(nèi)空?qǐng)A柱體底座404上，濾光片402放置在檢測(cè)管座407上，由檢測(cè)管蓋408固定在檢測(cè)管座407上。光電ニ極管403固定在濾光片402的下部，受光面面向?yàn)V光片402且與濾光片402平面平行，光電ニ極管輸出線(xiàn)409接高靈敏度低噪聲線(xiàn)性放大電路。所述4只發(fā)光二極管串聯(lián)連接并接至LED的恒流源供電電路，以保證LED亮度的穩(wěn)定性。4只發(fā)光二極管選用同型號(hào)、同參數(shù)、發(fā)射中心波長(zhǎng)為535nm的高亮LED，作為激發(fā)光源。所述濾光片402為真空鍍膜濾光片，中心波長(zhǎng)為590nm，帶寬10nm，窄帶寬能夠有效濾除雜光的干擾。發(fā)光二極管以45度角照亮特制培養(yǎng)瓶底，為特制培養(yǎng)瓶高分子膜內(nèi)的電位感受器指示劑提供激發(fā)光源，采用4只是為了有足夠亮度且亮度均勻，同時(shí)也為了保證光電ニ極管處在線(xiàn)性工作區(qū)。發(fā)光二極管恒流電源保證發(fā)光穩(wěn)定。本發(fā)明的微生物生長(zhǎng)檢測(cè)傳感器通常配合ー種特制培養(yǎng)瓶，這種培養(yǎng)瓶瓶底有一層高分子膜，膜內(nèi)均勻混合了一種電位感受器指示劑，細(xì)菌在生長(zhǎng)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生氧化還原反應(yīng)，引起培養(yǎng)基內(nèi)電位的變化，使感受器指示劑受激發(fā)產(chǎn)生熒光和色度變化，這種變化與微生物數(shù)量的變化以及氧化還原電位的變化表現(xiàn)出良好的一致性。這種氧化還原電位法較之ニ氧化碳色度法檢測(cè)，具有更高的穩(wěn)定性和靈敏度。這種優(yōu)選的感受器指示劑的激發(fā)波長(zhǎng)為550nm，熒光發(fā)射波長(zhǎng)為590nm。

以上所述的實(shí)施例，只是本發(fā)明優(yōu)選的具體實(shí)施方式
的ー種，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)進(jìn)行的通常變化和替換都應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.ー種微生物生長(zhǎng)光學(xué)檢測(cè)傳感器，其包括發(fā)光二極管陣列(401)、濾光片(402)、光電ニ極管(403)、內(nèi)空?qǐng)A柱體底座(404)、發(fā)光二級(jí)管恒流電源(405)，其特征在于，所述發(fā)光二極管陣列(401)由多個(gè)LED組成，所述濾光片(402)位于內(nèi)空?qǐng)A柱體中心靠近頂端位置，略低于頂端；所述光電ニ極管(403)位于濾光片(402)的垂直下方,所述光電ニ極管(403)的受光面面向?yàn)V光片(402)且與濾光片平面平行。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微生物生長(zhǎng)光學(xué)檢測(cè)傳感器，其特征在于，所述多個(gè)LED的個(gè)數(shù)為4個(gè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的微生物生長(zhǎng)光學(xué)檢測(cè)傳感器，其特征在于，所述多個(gè)LED均勻鑲嵌在內(nèi)空?qǐng)A柱體底座(404)頂部四周，位置略低于內(nèi)空?qǐng)A柱體底座(404)的頂部平面,且與頂部平面成45度角傾斜。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的微生物生長(zhǎng)光學(xué)檢測(cè)傳感器，其特征在干，所述濾光片平面與圓柱體底座(404)中軸線(xiàn)垂直，并由螺紋套件固定。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的微生物生長(zhǎng)光學(xué)檢測(cè)傳感器，其特征在于，所述光電ニ極管(403)的輸出線(xiàn)接高靈敏度低噪聲線(xiàn)性放大電路。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的微生物生長(zhǎng)光學(xué)檢測(cè)傳感器，其特征在于，所述發(fā)光二級(jí)管陣列(401)串聯(lián)連接并接至發(fā)光二極管恒流電源(405)，以保證LED亮度的穩(wěn)定性。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的微生物生長(zhǎng)光學(xué)檢測(cè)傳感器，其特征在干，所述發(fā)光二級(jí)管選用同型號(hào)、同參數(shù)、發(fā)射中心波長(zhǎng)535nm的高亮LED作為激發(fā)光源。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微生物生長(zhǎng)光學(xué)檢測(cè)傳感器，其特征在于，所述濾光片(402)為真空鍍膜濾光片。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的微生物生長(zhǎng)光學(xué)檢測(cè)傳感器，其特征在干，所述真空鍍膜濾光片的中心波長(zhǎng)為590nm，帶寬10nm，以有效濾除雜光的干擾。
10.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的微生物生長(zhǎng)光學(xué)檢測(cè)傳感器，其特征在于，所述光電ニ極管(403)安裝在光電ニ極管座(406)上，光電ニ極管座(406)放置在檢測(cè)管座(407)內(nèi)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的微生物生長(zhǎng)光學(xué)檢測(cè)傳感器，其特征在于，所述檢測(cè)管座(407)通過(guò)螺紋擰緊在內(nèi)空?qǐng)A柱體底座(404)上，所述濾光片(402)放置在檢測(cè)管座(407)上，由檢測(cè)管蓋(408)固定在檢測(cè)管座(407)上。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種醫(yī)療檢測(cè)儀器，具體而言，公開(kāi)一種微生物生長(zhǎng)光學(xué)檢測(cè)傳感器。該微生物生長(zhǎng)光學(xué)檢測(cè)傳感器包括由4只LED組成的發(fā)光二級(jí)管陣列(401)、濾光片(402)、光電二極管(403)、內(nèi)空?qǐng)A柱體底座(404)、發(fā)光二級(jí)管恒流電源(405)，濾光片為真空鍍膜濾光片。本發(fā)明的微生物生長(zhǎng)光學(xué)檢測(cè)傳感器利用微生物生長(zhǎng)過(guò)程中的熒光原理和比色原理，實(shí)現(xiàn)了對(duì)微生物生長(zhǎng)的高靈敏度精確檢測(cè)，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)血液標(biāo)本細(xì)菌生長(zhǎng)和檢測(cè)的全自動(dòng)化。
文檔編號(hào)G01N21/27GK103063639SQ20121058342
公開(kāi)日2013年4月24日 申請(qǐng)日期2012年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月31日
發(fā)明者張敏, 周成剛, 張巍, 趙廣明, 何芳, 王雯雯, 宋新華 申請(qǐng)人:山東鑫科生物科技股份有限公司