[发明专利]非接触式多通道在线检测发酵液的摇床装置及测试方法

说明书

技术领域

本发明涉及生化仪器技术领域，特别是涉及一种在摇床装置中设置n个盛有发酵液的测试瓶，实时监测每个测试瓶内微生物生长过程的装置和测试方法。 

背景技术

目前，国内监测摇床上测试瓶内发酵液微生物生长过程，都是采用离线测试方法。做法是对单个测试瓶内发酵液定时抽样，移送到分光光度计比色皿内，然后测试其透光率和光密度（分光光度计中一般称为吸光度A），将所测量值与时间关系绘图。这种方法是完全手工操作，不能在线实时检测，又很费时。 

发明内容

为解决前述存在的问题，本发明提供一种非接触式多通道在线检测发酵液的摇床装置及测试方法，多通道在线检测发酵液的摇床装置是，摇床上设置有n个盛有发酵液的测试瓶，每个测试瓶一侧设置有激光发射器，另一侧设置有激光接收器，激光接收器的输出与数据采集和处理模块连接，数据采集和处理模块与计算机连接，构成n个测试通道，计算机将n个盛有不同发酵液的微生物生长过程，分别绘制成曲线，实时监测每个测试瓶内微生物的生长过程。 

所述测试瓶的底部有一段圆柱体。 

多通道在线检测发酵液的摇床装置的测试方法是： 

（1）设置n个通道的编号，预设n个通道最大光密度值，启动摇床50-250rps；

（2）测量激光未点亮时，每个通道的激光接收器的最小输出电压值的N次平均值；

（3）点亮激光发射器；

（4）采集测量n个通道的激光接收器的输出的最大电压值的N次平均值；

（5）采集测量n个通道激光接收器输出的实时电压值；

（6）计算测试瓶内微生物的透光率；

透光率=（（实时电压值- 最小电压平均值） /（最大电压平均值-最电压小平均值））×100；

（7）计算测试瓶内微生物的光密度OD值；

光密度（OD）=LOG（最大透光率/透光率）；

最大透光率=100%；

（8）绘制各通道测试瓶内微生物光密度随时间变化曲线；

（9）达到预设实验时间或光密度值，试验结束，保存数据；

（10）未达到预设实验时间或光密度值，返回步骤（5）。

激光发射器输出的激光波长一般选600nm或660nm，因为在这一波长的光波许多微生物本身不吸收光能，仅仅反射或散射光波。也可以根据微生物性质不同，选其他波长的激发光源，所以，这一实验是测定了微生物的浊度，但微生物研究人员习惯于用光密度OD 表示，与光谱分析用的吸光度 A 是相同的物理概念。 

光密度没有量纲单位，是一个对数值，光密度是入射光与透射光比值的对数或者说是光线透过率倒数的对数。计算公式为OD=log10（入射光/透射光）或OD=log10（1/透光率）； 

激光发射器输出的激光波长一般选600nm或660nm，因为在这一波长的光波许多微生物本身不吸收光能，仅仅反射或散射光波。也可以根据微生物性质不同，选其他波长的激发光源，所以，这一实验是测定了微生物的浊度，但微生物研究人员习惯于用光密度OD 表示，与光谱分析用的吸光度 A 是相同的物理概念。

本发明的优点是，能够通过曲线图示，直观摇床上每个测试瓶内微生物生长的各个过程，实时、方便，能为微生物研究提供自动化的实验装置，也能为微生物产品生产提供优化数据和自动控制信息。大大提高了科学研究和微生物产品生产效率。 

附图说明

附图1是微生物菌种增值曲线。 

附图2是本发明方框图。 

附图3是本发明测试瓶立体图。 

附图4是本发明测试瓶内有发酵液的示意图（图中箭头示意激光透过测试瓶）。 

附图5是激光二极管驱动电路图。 

附图6示是开关式激光二极管驱动电路图。 

附图7是三种微生物发酵过程光密度曲线图。 

具体实施方式

请参阅附图2所示，摇床上设置有n个盛有发酵液的测试瓶2，每个测试瓶2一侧设置有激光发射器1，激光发射器1采用激光二极管，波长为600nm（或660nm）；另一侧设置有激光接收器3，采用硅光电二极管，波长为550—750nm或配窄带滤光片；激光接收器3的输出与数据采集和处理模块4连接，数据采集和处理模块4与计算机5连接，构成n个测试通道，计算机5将n个盛有不同发酵液的微生物生长过程，分别绘制成曲线，实时监测每个测试瓶内微生物的生长过程。