本發(fā)明涉及微生物檢測領(lǐng)域，具體是一種用于多種微生物相互作用的實時分析系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、微生物之間存在各種復(fù)雜的關(guān)系，包括“種間共處”、“互生”、“共生”、“拮抗”、“競爭”、“寄生”和“捕食”等?！胺N間共處”表現(xiàn)為微生物和平共存，如乳桿菌和鏈球菌；“互生”則是微生物之間松散的聯(lián)合，可能雙方都受益，如氨化菌和硝化菌；“共生”表現(xiàn)為微生物之間形成特殊的共生體，產(chǎn)生新的結(jié)構(gòu)和生理分工，包括互惠共生和偏利共生，例如藻類與真菌形成的地衣；“拮抗”是一種微生物通過代謝產(chǎn)物或環(huán)境改變來抑制或殺死另一種微生物的現(xiàn)象；“競爭”則是為了有限的資源而發(fā)生的，結(jié)果是兩者的生長都受到抑制，是微生物發(fā)展和進(jìn)化的推動力；“寄生”表現(xiàn)為一種生物從另一生物體中獲取營養(yǎng)，通常對寄主有害，如噬菌體與細(xì)菌；“捕食”則是一種微生物直接吞食另一種微生物，如原生動物對細(xì)菌的捕食，在控制種群密度和生態(tài)食物鏈中具有重要作用。

2、目前用于微生物之間相互作用的研究技術(shù)有熒光顯微鏡與微生物共培養(yǎng)法等。熒光顯微鏡法是借助熒光染料標(biāo)記，實驗人員可以觀察到微生物的成分和活動。微生物共培養(yǎng)法是通過在同一培養(yǎng)基中共同培養(yǎng)不同種類的微生物研究微生物之間的相互作用。這兩種方法的結(jié)果直觀，但是實驗步驟復(fù)雜，對實驗人員的要求較高，無法實現(xiàn)實時在線的監(jiān)測，檢測效率低。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于，提供一種用于多種微生物相互作用的實時分析系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有技術(shù)中無法實現(xiàn)實時在線的多種微生物相互作用的監(jiān)測，檢測效率低的問題。該技術(shù)的核心是：利用計算機（包括微處理器）、傳感、自動控制和熒光檢測技術(shù)等技術(shù)實現(xiàn)多種微生物微生物相互作用的實時在線檢測并提高檢測效率。

2、為了解決上述問題，本文的具體實現(xiàn)方案如下：

3、本發(fā)明提供一種用于多種微生物相互作用的實時分析系統(tǒng)，包括包括殼體，以及設(shè)置在殼體內(nèi)的連接板，上蓋，控制主板，樣本移動裝置，載樣裝置，溫控裝置，熒光檢測裝置與u型固定架;所述殼體上設(shè)置有艙門。

4、具體地，所述連接板包含串行電纜接口與電源接口并與帶有微處理器（mcu）的所述控制主板實現(xiàn)有線電連接，外部計算機可通過串行電纜連接所述串行電纜接口，進(jìn)而連接至所述控制主板獲取檢測數(shù)據(jù)。

5、具體地，所述載樣裝置還包括導(dǎo)熱銅管、溫度傳感器、檢測擋片、出艙擋片、蓋板、載樣底座。

6、所述載樣裝置內(nèi)可放置1塊96孔板，所述溫度傳感器與所述控制主板相連，用于讀取所述載樣底座的實時溫度。

7、具體地，所述樣本移動裝置還包括第一u型光電開關(guān)、第二u型光電開光、第三u型光電開關(guān)、固定軸、移動底座、傳動輪、第一電機、從動輪與滑軌。

8、所述第一電機與所述控制主板之間實現(xiàn)有線電連接，所述第一電機上安裝有傳動輪，所述傳動輪，所述從動輪與所述載樣裝置之間可以采用為履帶相連。

9、所述滑軌包括載物軌與固定軌，所述載物裝置固定在所述載物軌上，所述載物軌可在所述固定軌上滑動，進(jìn)而實現(xiàn)使用所述第一電機驅(qū)動樣本的移動。

10、所述第一u型光電開關(guān)、所述第二u型光電開光、所述第三u型光電開關(guān)均與所述控制主板實現(xiàn)有線電連接，所述第一u型光電開關(guān)與所述出艙為所述載樣裝置進(jìn)出所述艙門提供邏輯；所述第二u型光電開光與所述檢測擋片為所述載樣裝置提供初始位置信息；所述第三u型光電開關(guān)與所述檢測擋片為樣本檢測提供精確的定位。

11、具體地，所述熒光檢測裝置還包括第二電機、傳輸皮帶、第一光纖固定器，檢測滑軌、滑塊、檢測裝置，光纖以及第二光纖固定器。

12、所述第一光纖固定器，所述第二光纖固定器能夠安裝8根所述光纖，所述第二光纖固定器安裝在所述移動底座之下，所述檢測滑軌與所述第一光纖固定器安裝在所述u型固定架之上，所述第二電機安裝在所述第一光纖固定器之上。

13、所述檢測裝置安裝在所述滑塊之上，所述滑塊通過所述傳輸皮帶與所述第二電機相連，所述第二電機與所述控制主板之間實現(xiàn)有線電連接，在所述控制主板的控制下帶動所述檢測裝置實現(xiàn)對8根所述光纖內(nèi)的熒光信號的檢測。

14、所述檢測裝置含有多套光路系統(tǒng)，可以實現(xiàn)同時對多種微生物之間相互作用的進(jìn)行監(jiān)測。

15、具體地，所述檢測裝置內(nèi)的單個光路原理包括光源、第一濾光片、二向色鏡、第一凸透鏡、光纖、第二濾光片、第二凸透鏡與光電探測器。

16、所述光源與所述第一濾光片中心對齊，由此產(chǎn)生所需要波長的激發(fā)光信號，并到達(dá)所述二向色鏡；所述二向色鏡與所述光源端呈45度角安裝，由此將激發(fā)光信號反射至所述第一凸透鏡，所述第一凸透鏡將激發(fā)光匯聚到所述光纖中。

17、所述光纖中的激發(fā)光信號傳輸?shù)轿⑸飿颖鞠路?，微生物樣本產(chǎn)生發(fā)射光信號，經(jīng)所述光纖傳輸?shù)剿龅谝煌雇哥R；發(fā)射光信號經(jīng)所述第一凸透鏡散光到達(dá)所述二向色鏡；發(fā)射光信號透過所述二向色鏡到達(dá)所述第二濾光片；發(fā)射光信號透過所述第二濾光片濾波后到達(dá)所述第二凸透鏡進(jìn)行聚光，經(jīng)聚光后的發(fā)射光信號被所述光電探測器接收。

18、具體地，所述檢測裝置與所述控制主板實現(xiàn)有線電連接，由此傳輸熒光檢測數(shù)據(jù)。

19、具體地，所述溫控裝置還包括帕爾貼模塊與真空泵。

20、所述帕爾貼模塊，所述真空泵與所述控制主板之間實現(xiàn)有線電連接，所述導(dǎo)熱銅管，所述真空泵與所述帕爾貼模塊之間通過可以采用為含有導(dǎo)熱液體的硅膠管連接。

21、所述帕爾貼模塊在所述控制主板的控制下進(jìn)行制冷或者加熱；所述真空泵在所述控制主板的控制下促進(jìn)導(dǎo)熱液體在所述帕爾貼模塊與所述導(dǎo)熱銅管之間的循環(huán)，由此實現(xiàn)溫度控制功能。

22、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)勢：

23、1.通過特制的熒光檢測光路系統(tǒng)，可以用于檢測分析多種微生物之間的相互作用。

24、?2.外部計算機能訪問所述用于多種微生物相互作用的實時分析系統(tǒng)，獲取檢測數(shù)據(jù)，以便進(jìn)一步的分析。

25、?3.通過引入溫控裝置，可以實現(xiàn)微生物樣本實時在線的分析。

26、?4.通過引入樣本移動移動，增加了系統(tǒng)的檢測通量，提高了檢測效率。

27、下文以具體實施例并配合附圖說明上述特征和優(yōu)點。

技術(shù)特征：

1.一種用于多種微生物相互作用的實時分析系統(tǒng)，其特征在于，包括包括殼體，以及設(shè)置在殼體內(nèi)的連接板，上蓋，控制主板，樣本移動裝置，載樣裝置，溫控裝置，熒光檢測裝置與u型固定架;所述殼體上設(shè)置有艙門。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述連接板包含串行電纜接口與電源接口并與帶有微處理器（mcu）的所述控制主板實現(xiàn)有線電連接，外部計算機可通過串行電纜連接所述串行電纜接口，進(jìn)而連接至所述控制主板獲取檢測數(shù)據(jù)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述載樣裝置還包括導(dǎo)熱銅管、溫度傳感器、檢測擋片、出艙擋片、蓋板、載樣底座。所述載樣裝置內(nèi)可放置1塊96孔板，所述溫度傳感器與所述控制主板相連，用于讀取所述載樣底座的實時溫度。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述樣本移動裝置還包括第一u型光電開關(guān)、第二u型光電開光、第三u型光電開關(guān)、固定軸、移動底座、傳動輪、第一電機、從動輪與滑軌。所述第一電機與所述控制主板之間實現(xiàn)有線電連接，所述第一電機上安裝有傳動輪，所述傳動輪，所述從動輪與所述載樣裝置之間可以采用為履帶相連。所述滑軌包括載物軌與固定軌，所述載物裝置固定在所述載物軌上，所述載物軌可在所述固定軌上滑動，進(jìn)而實現(xiàn)使用所述第一電機驅(qū)動樣本的移動。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于，所述第一u型光電開關(guān)、所述第二u型光電開光、所述第三u型光電開關(guān)均與所述控制主板實現(xiàn)有線電連接，所述第一u型光電開關(guān)與所述出艙為所述載樣裝置進(jìn)出所述艙門提供邏輯；所述第二u型光電開光與所述檢測擋片為所述載樣裝置提供初始位置信息；所述第三u型光電開關(guān)與所述檢測擋片為樣本檢測提供精確的定位。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述熒光檢測裝置還包括第二電機、傳輸皮帶、第一光纖固定器，檢測滑軌、滑塊、檢測裝置，光纖以及第二光纖固定器。所述第一光纖固定器，所述第二光纖固定器能夠安裝8根所述光纖，所述第二光纖固定器安裝在所述移動底座之下，所述檢測滑軌與所述第一光纖固定器安裝在所述u型固定架之上，所述第二電機安裝在所述第一光纖固定器之上。所述檢測裝置安裝在所述滑塊之上，所述滑塊通過所述傳輸皮帶與所述第二電機相連，所述第二電機與所述控制主板之間實現(xiàn)有線電連接，在所述控制主板的控制下帶動所述檢測裝置實現(xiàn)對8根所述光纖內(nèi)的熒光信號的檢測。所述檢測裝置含有多套光路系統(tǒng)，可以實現(xiàn)同時對多種微生物之間相互作用的進(jìn)行監(jiān)測。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，所述檢測裝置內(nèi)的單個光路原理包括光源、第一濾光片、二向色鏡、第一凸透鏡、光纖、第二濾光片、第二凸透鏡與光電探測器。所述檢測裝置與所述控制主板實現(xiàn)有線電連接，由此傳輸熒光檢測數(shù)據(jù)。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述溫控裝置還包括帕爾貼模塊與真空泵，所述帕爾貼模塊，所述真空泵與所述控制主板之間實現(xiàn)有線電連接，所述導(dǎo)熱銅管，所述真空泵與所述帕爾貼模塊之間通過可以采用為含有導(dǎo)熱液體的硅膠管連接。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于，所述帕爾貼模塊在所述控制主板的控制下進(jìn)行制冷或者加熱；所述真空泵在所述控制主板的控制下促進(jìn)導(dǎo)熱液體在所述帕爾貼模塊與所述導(dǎo)熱銅管之間的循環(huán)，由此實現(xiàn)溫度控制功能。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，選擇合適的熒光蛋白（如綠色熒光蛋白-gfp，紅色熒光蛋白-rfp，藍(lán)色熒光蛋白-bfp），根據(jù)實驗需要的波長和熒光強度進(jìn)行選擇。將熒光標(biāo)記物的基因（如gfp基因，rfp基因，或者bfp基因）克隆到適當(dāng)?shù)谋磉_(dá)載體上，通常是將其與目標(biāo)細(xì)菌的特異啟動子和維持元件連在一起。將克隆的表達(dá)載體導(dǎo)入目標(biāo)細(xì)菌中，通常使用電穿孔、熱鋅法或化學(xué)法等方法將熒光標(biāo)記物導(dǎo)入到細(xì)菌細(xì)胞（腸桿菌，銅綠假單胞菌，沙門氏菌，大腸菌群，哈維氏弧菌，副溶血弧菌等）中。這些方法可使細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)表達(dá)熒光標(biāo)記物的基因。使用選擇性培養(yǎng)基或抗生素等篩選方法，篩選出成功轉(zhuǎn)化并表達(dá)熒光標(biāo)記物的細(xì)菌。然后，在適當(dāng)?shù)呐囵B(yǎng)條件下培養(yǎng)轉(zhuǎn)化的細(xì)菌，以獲得足夠數(shù)量的帶有熒光標(biāo)記的細(xì)菌。把這些標(biāo)記熒光蛋白基因微生物兩兩混合，所述系統(tǒng)實時監(jiān)測不同熒光信號的變化，研究不同微生物的相互作用關(guān)系。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種用于多種微生物相互作用的實時分析系統(tǒng)，包括包括殼體，以及設(shè)置在殼體內(nèi)的連接板，上蓋，控制主板，樣本移動裝置，載樣裝置，溫控裝置，熒光檢測裝置與型固定架，屬于微生物檢測領(lǐng)域。連接板，熒光檢測裝置，溫控裝置均與控制主板相連。外部計算機可通過有線連接到連接板訪問系統(tǒng)獲取檢測數(shù)據(jù)；熒光檢測裝置用于在控制主板的控制下進(jìn)行微生物樣本的熒光檢測；樣本移動裝置用于在控制主板的控制下實現(xiàn)微生物樣本熒光檢測的精確定位；溫控裝置用于在控制主板的控制下提供適合微生物孵化環(huán)境。實現(xiàn)兩種或者三種不同熒光蛋白基因標(biāo)記的微生物的相互作用研究。本發(fā)明自動化程度高，可以用于實時在線地檢測多種微生物，分析微生物之間“種間共處”、“互生”、“共生”、“拮抗”、“競爭”、“寄生”和“捕食”等的種間關(guān)系，提高了檢測效率。

技術(shù)研發(fā)人員：萬逸,彭嵊森,萬劉當(dāng)
受保護(hù)的技術(shù)使用者：海南微氪生物科技股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/30