[发明专利]一种微生物浓缩与提纯装置及基于其的微生物浓缩与提纯方法

说明书

本发明公开了一种微生物浓缩与提纯装置，包括声流体器件和设于所述声流体器件上的超声波发生单元；所述声流体器件设有微流控腔、进样口和出样口，所述出样口至少包括上下设置的第一出样口和第二出样口，所述进样口和所述出样口连通所述微流控腔；所述超声波发生单元位于所述进样口和所述出样口之间且设于所述微流控腔上侧或下侧以向上产生超声波，所述超声波为驻波，所述驻波产生的声波辐射力使流经所述微流控腔的微生物样本形成分层的微生物流，不同层的微生物样本分别沿不同的所述出样口流出。利用超声波发生单元产生的超声驻波使得微生物受到声波辐射力的作用，将微生物纯化，避免微生物粘附损失，提高回收率，同时将样本浓缩，降低成本。

【技术领域】

本发明涉及微生物浓缩与提纯技术领域，具体涉及一种微生物浓缩与提纯装置及基于其的微生物浓缩与提纯方法。

【背景技术】

在现实生活中，饮用水相对于医学微生物检测样品中的微生物含量较低，比如寄生虫(鞭毛虫，隐孢子虫)的标准检测限为1个/10升水；大肠杆菌标准检测限为1CFU/100毫升水。为了使得饮用水微生物检测达到标准检测限，微生物在饮用水样品中的浓缩和提纯是进行饮用水微生物检测流程中的关键步骤。

现有饮用水微生物浓缩采用的是过滤膜过滤与高压反冲的方法来收集浓缩后的微生物样品，但是微生物回收率低，由于过滤膜的结构复杂，大部分微生物在过滤后都在膜上粘连。很难有效回冲。回收率通常只有30％-40％。

现有饮用水微生物提纯采用的是通过免疫磁球发生免疫反应，将对应的微生物抓取并通过磁场进行分离，因免疫法需要使用昂贵的抗体导致成本较高，且微生物与抗体的结合需要一定的时间混合培养，过滤网又需要在下一次浓缩前清洗或更换，难以实现在线连续样品处理。

【发明内容】

本发明的目的在于提供一种微生物浓缩与提纯装置，解决现有微生物浓缩技术回收率低、现有微生物提纯技术成本高以及难以连续在线处理的问题。

为解决上述问题，本发明提供一种微生物浓缩与提纯装置，包括声流体器件和设于所述声流体器件上的超声波发生单元；所述声流体器件设有微流控腔、进样口和出样口，所述出样口至少包括上下设置的第一出样口和第二出样口，所述进样口和所述出样口连通所述微流控腔；所述超声波发生单元位于所述进样口和所述出样口之间且设于所述微流控腔上侧或下侧以向上产生超声波，所述超声波为驻波，所述驻波产生的声波辐射力使流经所述微流控腔的微生物样本形成分层的微生物流，不同层的微生物样本分别沿不同的所述出样口流出。

所述超声波发生单元为压电陶瓷。

所述微流控腔的上侧和下侧为两片平行设置的玻璃片。

所述玻璃片的面积不小于10cm²。

两片所述的玻璃片之间的距离为40-250微米。

所述驻波的波长是两片所述玻璃片之间距离的两倍。

与现有技术相比，本发明的微生物浓缩与提纯装置有以下优点：

1、本发明的微生物浓缩与提纯装置利用超声波发生单元产生的超声驻波对微生物进行无接触操控，超声波产生的声波辐射力使得自身具有不同特性的微生物受到的声波辐射力不同，并在该力的作用下聚集在微流控腔内不同高度的空间，从而通过不同出样口流出声流体器件，得到纯化后的微生物样本，而在这个过程中，避免了使用过滤网造成的微生物粘附损失，提高了微生物浓缩技术的回收率；

2、本发明的微生物浓缩与提纯装置在进行提纯的同时，除掉微生物的水样也被分离出去，将微生物样本进行了浓缩，不需要使用抗体与微生物进行免疫反应，降低了提纯成本；

3、本发明的微生物浓缩与提纯装置的声流体器件只要不损坏，就可以一直工作，当需要浓缩新的微生物样本时，只需在线清洗声流体器件的微流控腔和进、出样口后即可进行浓缩与提纯，解决了现有技术难以连续在线处理样品的问题。