一種用于搖瓶培養(yǎng)的非侵入式生物量在線檢測裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明用于細胞或菌體培養(yǎng)技術領域，特別是涉及一種用于搖瓶培養(yǎng)的非侵入式生物量在線檢測裝置。
【背景技術】
[0002]搖瓶由于其易處理、成本低、設置簡單等特點廣泛應用于微生物細胞培養(yǎng)。在生物實驗室中，搖瓶培養(yǎng)菌體生長的監(jiān)測常采用多次取樣測量，得出其光密度(OD)、細胞干重(CDff)或細胞濃度。由于不能全程自動監(jiān)控細胞的培養(yǎng)過程，每一種細胞的培養(yǎng)通常都需要測量數次離線值直到濃度達到要求，然后再進行一系列的后續(xù)實驗。以常用的光密度(吸光度)法為例，隨著懸濁液濃度的不斷增加，分光光度計測量的線性范圍(通常0D_在0.1-0.7之間)不足以滿足測量的要求，需要對樣品進行稀釋處理。同時，搖床所用的搖瓶或三角燒瓶并沒有專門的樣本出口，每次取樣都增加了感染雜菌的風險。如果一個實驗員同時監(jiān)控幾種不同細胞或菌體的培養(yǎng)，這種重復的測量過程就會變得費時費力，且頻繁打斷當前正在運行的培養(yǎng)設備。
【發(fā)明內容】
[0003]為解決上述問題，本發(fā)明提供一種用于搖瓶培養(yǎng)的非侵入式生物量在線檢測裝置，運用濁度測量的方法，采用后向散射光測量技術實現(xiàn)搖瓶培養(yǎng)菌液濃度的在線檢測，可在不打斷培養(yǎng)設備的情況下，對搖瓶內生物懸濁液的濃度進行檢測，其構造簡單、成本低，可有效提尚檢測效率和精度，避免樣品污染。
[0004]本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是:一種用于搖瓶培養(yǎng)的非侵入式生物量在線檢測裝置，包括主控單元、可容納生物懸濁液的搖瓶和罩在所述搖瓶外側的固定套，所述固定套在搖瓶的底部外側連接有檢測探頭，所述檢測探頭包括可與搖瓶底部貼合的基板以及設在所述基板上的光源、光電傳感器和加速度傳感器，所述光源可產生傾斜射入搖瓶內的光路，所述光電傳感器位于所述光路的下方以測量所述光路照射在生物懸濁液后產生的散射光，所述光源、光電傳感器和加速度傳感器均與所述主控單元連接。
[0005]進一步作為本發(fā)明技術方案的改進，所述主控單元包括電路板、與所述電路板連接的單片機和與所述單片機連接的PC終端，所述光源、光電傳感器和加速度傳感器均通過線路與電路板相連。
[0006]進一步作為本發(fā)明技術方案的改進，所述基板上設有供所述光源嵌入的第一插孔和供光電傳感器嵌入的第二插孔，所述第一插孔傾斜于搖瓶瓶底設置，第二插孔垂直于搖瓶瓶底設置，所述第一插孔和第二插孔間夾角為30° -60°。
[0007]進一步作為本發(fā)明技術方案的改進，所述基板上在光源和光電傳感器間設有擋光塊，所述擋光塊的頂部與搖瓶底部緊密接觸。
[0008]進一步作為本發(fā)明技術方案的改進，所述固定套的側面開設開口，開口上設有拉鏈，固定套在拉鏈拉合后在內部形成可與所述搖瓶外壁貼合的內錐面。
[0009]進一步作為本發(fā)明技術方案的改進，所述固定套在搖瓶瓶口的上方和/或側方設有通風口。
[0010]進一步作為本發(fā)明技術方案的改進，所述固定套上設有可封閉所述通風口的遮至
ΠΠ O
[0011]進一步作為本發(fā)明技術方案的改進，所述光源為激光二極管，所述激光二極管的前端設有準直透鏡，所述光電傳感器為兩個集成運放的光電二極管，兩個光電二極管均位于光路的正下方分別接收不同距離的散射光，在兩個光電二極管的受光面上設有濾光片。
[0012]本發(fā)明的有益效果:本發(fā)明工作時，在搖瓶內加入需要培養(yǎng)的生物懸濁液后，啟動搖床，主控單元通過加速度傳感器推算出搖瓶及其內生物懸濁液的運動狀態(tài)，即搖瓶在某一時刻所處搖床運動軌跡的位置。當搖瓶運動到最佳測量角度時，打開光源，主控單元讀取光電傳感器所測得散射光強信號，經I/V轉換，放大濾波后得到該次測量的測量值，本發(fā)明運用濁度測量的方法，采用后向散射光測量技術實現(xiàn)搖瓶培養(yǎng)菌液濃度的在線檢測，可在不打斷培養(yǎng)設備的情況下，對搖瓶內生物懸濁液的濃度進行檢測，其構造簡單、成本低，可有效提尚檢測效率和精度，避免樣品污染。
【附圖說明】
[0013]下面結合附圖對本發(fā)明作進一步說明:
圖1是本發(fā)明原理結構示意圖；
圖2是圖1中A-A處剖視圖；
圖3是固定套結構示意圖。
【具體實施方式】
[0014]參照圖1至圖3，其顯示出了本發(fā)明之較佳實施例的具體結構。以下將詳細說明本發(fā)明各元件的結構特點，而如果有描述到方向(上、下、左、右、前及后)時，是以圖1所示的結構為參考描述，但本發(fā)明的實際使用方向并不局限于此。
[0015]本發(fā)明提供了一種用于搖瓶培養(yǎng)的非侵入式生物量在線檢測裝置，包括主控單元、可容納生物懸濁液11的搖瓶I和罩在所述搖瓶I外側的固定套2，所述固定套2在搖瓶I的底部外側連接有檢測探頭3，所述檢測探頭3包括可與搖瓶I底部貼合的基板31以及設在所述基板31上的光源32、光電傳感器33和加速度傳感器34，加速度傳感器34為三軸加速度傳感器，多個檢測探頭3同時運行時，可僅一個檢測探頭3集成加速度傳感器34作為運動檢測，其余則不集成加速度傳感器34，以降低成本。所述光源32可產生傾斜射入搖瓶I內的光路，光源32發(fā)光角度應盡可能小，優(yōu)選為±4°，所述光電傳感器33位于所述光路的下方以測量所述光路照射在生物懸濁液11后產生的散射光，光電傳感器33靈敏度和波長響應范圍與光源32相匹配，所述光源32、光電傳感器33和加速度傳感器34均與所述主控單元連接。所述主控單元包括電路板41、與所述電路板41連接的單片機42和與所述單片機42連接的PC終端43，所述電路板41由光源驅動電路、信號處理電路以及電源電路組成，所述光源32、光電傳感器33和加速度傳感器34均通過線路與電路板41相連。所述單片機42為Arduino單片機，單片機42可獨立進行數據采集、處理、保存及顯示，也可以通過串口將數據實時上傳到安裝有數據分析和繪圖軟件的PC終端43，用于數據存儲和實時顯不O
[0016]所述基板31上設有供所述光源32嵌入的第一插孔和供光電傳感器33嵌入的第二插孔，所述第一插孔傾斜于搖瓶I瓶底設置，第二插孔垂直于搖瓶I瓶底設置，所述第一插孔和第二插孔間夾角為30° -60°，即光電傳感器33測量后向120° -150°散射光，以減