[发明专利]一种用于摇瓶培养的非侵入式生物量在线检测装置

说明书

技术领域

本发明用于细胞或菌体培养技术领域，特别是涉及一种用于摇瓶培养的非侵入式生物量在线检测装置。

背景技术

摇瓶由于其易处理、成本低、设置简单等特点广泛应用于微生物细胞培养。在生物实验室中，摇瓶培养菌体生长的监测常采用多次取样测量，得出其光密度(OD)、细胞干重(CDW)或细胞浓度。由于不能全程自动监控细胞的培养过程，每一种细胞的培养通常都需要测量数次离线值直到浓度达到要求，然后再进行一系列的后续实验。以常用的光密度（吸光度）法为例，随着悬浊液浓度的不断增加，分光光度计测量的线性范围（通常OD₆₀₀在0.1-0.7之间）不足以满足测量的要求，需要对样品进行稀释处理。同时，摇床所用的摇瓶或三角烧瓶并没有专门的样本出口，每次取样都增加了感染杂菌的风险。如果一个实验员同时监控几种不同细胞或菌体的培养，这种重复的测量过程就会变得费时费力，且频繁打断当前正在运行的培养设备。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种用于摇瓶培养的非侵入式生物量在线检测装置，运用浊度测量的方法，采用后向散射光测量技术实现摇瓶培养菌液浓度的在线检测，可在不打断培养设备的情况下，对摇瓶内生物悬浊液的浓度进行检测，其构造简单、成本低，可有效提高检测效率和精度，避免样品污染。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种用于摇瓶培养的非侵入式生物量在线检测装置，包括主控单元、可容纳生物悬浊液的摇瓶和罩在所述摇瓶外侧的固定套，所述固定套在摇瓶的底部外侧连接有检测探头，所述检测探头包括可与摇瓶底部贴合的基板以及设在所述基板上的光源、光电传感器和加速度传感器，所述光源可产生倾斜射入摇瓶内的光路，所述光电传感器位于所述光路的下方以测量所述光路照射在生物悬浊液后产生的散射光，所述光源、光电传感器和加速度传感器均与所述主控单元连接。

进一步作为本发明技术方案的改进，所述主控单元包括电路板、与所述电路板连接的单片机和与所述单片机连接的PC终端，所述光源、光电传感器和加速度传感器均通过线路与电路板相连。

进一步作为本发明技术方案的改进，所述基板上设有供所述光源嵌入的第一插孔和供光电传感器嵌入的第二插孔，所述第一插孔倾斜于摇瓶瓶底设置，第二插孔垂直于摇瓶瓶底设置，所述第一插孔和第二插孔间夹角为30°-60°。

进一步作为本发明技术方案的改进，所述基板上在光源和光电传感器间设有挡光块，所述挡光块的顶部与摇瓶底部紧密接触。

进一步作为本发明技术方案的改进，所述固定套的侧面开设开口，开口上设有拉链，固定套在拉链拉合后在内部形成可与所述摇瓶外壁贴合的内锥面。

进一步作为本发明技术方案的改进，所述固定套在摇瓶瓶口的上方和/或侧方设有通风口。

进一步作为本发明技术方案的改进，所述固定套上设有可封闭所述通风口的遮盖。

进一步作为本发明技术方案的改进，所述光源为激光二极管，所述激光二极管的前端设有准直透镜，所述光电传感器为两个集成运放的光电二极管，两个光电二极管均位于光路的正下方分别接收不同距离的散射光，在两个光电二极管的受光面上设有滤光片。

本发明的有益效果：本发明工作时，在摇瓶内加入需要培养的生物悬浊液后，启动摇床，主控单元通过加速度传感器推算出摇瓶及其内生物悬浊液的运动状态，即摇瓶在某一时刻所处摇床运动轨迹的位置。当摇瓶运动到最佳测量角度时，打开光源，主控单元读取光电传感器所测得散射光强信号，经I/V转换，放大滤波后得到该次测量的测量值，本发明运用浊度测量的方法，采用后向散射光测量技术实现摇瓶培养菌液浓度的在线检测，可在不打断培养设备的情况下，对摇瓶内生物悬浊液的浓度进行检测，其构造简单、成本低，可有效提高检测效率和精度，避免样品污染。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明：

图1是本发明原理结构示意图；

图2是图1中A-A处剖视图；

图3是固定套结构示意图。

具体实施方式

参照图1至图3，其显示出了本发明之较佳实施例的具体结构。以下将详细说明本发明各元件的结构特点，而如果有描述到方向(上、下、左、右、前及后)时，是以图1所示的结构为参考描述，但本发明的实际使用方向并不局限于此。