[发明专利]一种微生物与固体表面相互作用的原位表征装置及表征方法

权利要求书

1.微生物与固体表面相互作用的原位表征装置，包括控温热台(1)，控温热台(1)为顶端开口的容器，且顶端开口处设有控温热台盖(1-1)，控温热台盖(1-1)的材料为透明材料，控温热台(1)的内壁的底面上设有通孔；

其特征在于，该原位表征装置还包括，微生物培养池(2)、玻璃基底(3)、固体表面材料(4)、倒置显微镜(7)、图像传感器(8)和上位机(9)；

所述微生物培养池(2)为两端开口的容器，底端固定在控温热台(1)的内壁的底面上，顶端开口处设有微生物培养池盖(2-1)，微生物培养池(2)的内壁的下部设有环形挡板(2-2)，环形挡板(2-2)的外边缘沿微生物培养池(2)的内壁固定；微生物培养池(2)和微生物培养池盖(2-1)的材料均为透明材料；

所述玻璃基底(3)的边缘夹在环形挡板(2-2)的下表面与控温热台(1)的内壁的底面之间，且玻璃基底(3)的上表面与环形挡板(2-2)的下表面密封固定，形成一个以玻璃基底(3)为底部，以微生物培养池(2)为侧壁的容器，用于承装微生物溶液(5)；

所述固体表面材料(4)设置在微生物培养池(2)的内腔中，且固体表面材料(4)的下表面与玻璃基底(3)的上表面的中部贴合，固体表面材料(4)下表面的外边缘密封固定在玻璃基底(3)上表面上，固体表面材料(4)的表面为平面、具有不规则图案的表面或具有规则图案的表面，固体表面材料(4)的材料为透明材料；玻璃基底(3)与固体表面材料(4)的总厚度0.36mm；

所述倒置显微镜(7)的光源为卤素灯，光源发出的光依次经过控温热台盖(1-1)、微生物培养池盖(2-1)、固体表面材料(4)和玻璃基底(3)，再经过倒置显微镜(7)的物镜放大，传输至图像传感器(8)；

所述图像传感器(8)采集倒置显微镜(7)的光学信号，并将光学信号转换为模拟电流信号，且对模拟电流信号进行放大和模数转换，得到的数字信号传输至上位机(9)；

所述上位机(9)对接收的数字信号进行处理，获得微生物在固体表面材料(4)上的行为的实时画面，并对画面进行分析。

2.根据权利要求1所述的微生物与固体表面相互作用的原位表征装置，其特征在于，所述控温热台(1)为方体结构，通孔为圆形；所述微生物培养池(2)为圆柱形结构，环形挡板(2-2)为圆环形，环形挡板(2-2)和微生物培养池(2)一体成型；所述玻璃基底(3)为圆盘形。

3.根据权利要求1所述的微生物与固体表面相互作用的原位表征装置，其特征在于，所述玻璃基底(3)的厚度为0.05mm-0.30mm，所述固体表面材料(4)的厚度为0.05mm-0.30mm。

4.根据权利要求2所述的微生物与固体表面相互作用的原位表征装置，其特征在于，所述玻璃基底(3)的上表面与环形挡板的下表面通过密封胶(6)粘贴固定，固体表面材料(4)的下表面的外边缘通过密封胶(6)密封固定在玻璃基底(3)的上表面的中部。

5.根据权利要求4所述的微生物与固体表面相互作用的原位表征装置，其特征在于，所述固体表面材料(4)的下表面与玻璃基底(3)的上表面贴合方式为：将固体表面材料(4)浸入无菌水中再取出，平铺在玻璃基底(3)的上表面的中部，然后将固体表面材料(4)与玻璃基底(3)放在37℃的生化培养箱中，水分挥发完全后固体表面材料(4)与玻璃基底(3)即可贴合。

6.根据权利要求1所述的微生物与固体表面相互作用的原位表征装置，其特征在于，所述固体表面材料(4)为具有规则图案的表面，规则图案为凸起的圆柱形、凸起的圆锥形、凸起的半球形、凸起的四方体形、凸起的蜂窝形、凸起的鲨鱼皮形、凸起的脊状、凹陷的圆柱形、凹陷的圆锥形、凹陷的半球形、凹陷的四方体形、凹陷的蜂窝形、凹陷的鲨鱼皮形、凹陷的脊状中的一种或多种的混合。

7.根据权利要求1所述的微生物与固体表面相互作用的原位表征装置，其特征在于，所述倒置显微镜(7)配有放大倍数为10倍的目镜，最高放大倍数为100倍的物镜；所述图像传感器(8)为CCD图像传感器。