一种基于挥发物检测的细菌鉴别装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于挥发物检测的细菌鉴别装置及方法。装置包括高纯气瓶、流量控制器、通气管路、挥发物提取单元、检测单元和工控机单元；首先建立细菌挥发物的特征库，具体地，细菌标样培养后，利用挥发物提取单元将细菌释放的挥发物提取出来，在高纯气的带动下进入检测单元，获取每种细菌的特征性挥发物，建立特征库；然后利用相同的提取检测方法获得生物样品中细菌的挥发物信息；最后在工控机单元上通过算法与特征库比较，实现鉴别。本发明专利技术为细菌鉴别提供了一种全新的装置和方法，具有快速、高灵敏等优点，应用前景好。应用前景好。应用前景好。

【技术实现步骤摘要】
一种基于挥发物检测的细菌鉴别装置及方法


[0001]本专利技术涉及传感器技术、生物医学工程、医疗卫生领域，具体涉及一种基于挥发物检测的细菌鉴别装置及方法。

技术介绍

[0002]细菌感染可以导致多种疾病，常见的如肺部和泌尿系统炎症等。传统细菌鉴定方法主要基于表型测试，包括染色、显微镜检查、运动性、菌落形态、氧化酶试验、菌株在不同培养基和过氧化氢酶中的差异生长情况等。另外、通过检测特异性基因，实时定量PCR技术也可用于细菌鉴定。但是这些方法非常耗时，除去细菌培养，仍然需要几个小时，甚至24小时以上。
[0003]近年来发展出基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱技术，通过测定肽、小蛋白质以及核糖体的确切分子量，实现细菌鉴定，可以大幅缩短细菌鉴别时间，已经在医院内逐渐普及。但是除去细菌培养，整个检测过程仍然需要30分钟左右。

技术实现思路

[0004]本专利技术的技术解决问题：现有细菌鉴别技术耗时，无法及时给出治疗建议，延误救治时机。
[0005]本专利技术的解决方案：一种基于挥发物检测的细菌鉴别装置，其特征在于，包括：高纯气瓶1、流量控制器2、通气管路3、挥发物提取单元4、检测单元5和工控机单元6；所述流量控制器2通过通气管路3与高纯气瓶1和挥发物提取单元4相连，所述挥发物提取单元4另一端通过通气管路3与检测单元5相连，所述检测单元5与工控机单元6相连。
[0006]所述高纯气瓶1内装载高纯氮气、高纯氦气或者合成空气等高纯气体，纯度大于等于99.999％，用于提取及传输细菌挥发物。r/>[0007]所述流量控制器2可手调，可电控，用于控制及监测载气流速。
[0008]所述通气管路3由聚四氟、不锈钢或者玻璃材质的中空管组合而成，用于传输载气，内径1
‑
10mm，同时作30
‑
100℃的伴热处理，防止细菌挥发物的粘附。
[0009]所述挥发物提取单元4包括顶空提取、冒泡提取、喷雾提取等装置，主要用于提取培养基中细菌释放的挥发物。
[0010]所述培养基包括但不限于固体培养基和液体培养基，根据细菌需求确定培养过程中氧气、二氧化碳含量。
[0011]所述顶空提取装置，通过加热静置的方式，将培养基中细胞释放挥发物提取至顶空中，并以高纯气为载气，将其通入检测单元。
[0012]所述冒泡提取装置，通过向液体培养基底部通入高纯气，形成气泡，在浮力作用下上升的过程中，培养基中细菌释放的物质可以扩散至气泡中，并随之到达培养基顶空中，最终通入检测单元。
[0013]所述喷雾提取装置，将液体培养基经过加压或者超声的方式雾化成小液滴，增大
液体
‑
气体接触面积，使其中细菌挥发物快速挥发至周围高纯气中，并在高纯气带动下到达检测单元。
[0014]所述挥发物提取单元可以为单个，也可以由多个提取装置组合而成，实现多位自动提取进样。
[0015]所述检测单元是对细菌挥发物敏感的元器件，或是对细菌挥发物敏感的微小传感器或传感器阵列，或是光谱类和质谱类传感仪器，或是上述器件与色谱仪联用装置，可以根据细菌释放挥发物的种类选择检测仪器。
[0016]利用挥发物检测实现细菌鉴别方法和步骤如下：
[0017]①
建立细菌的特征库。选取细菌标样，经培养后放置于挥发物提取单元4，细菌释放的挥发物提取后利用高纯气通入检测单元5获取每种细菌的特征挥发物，建立特征库。
[0018]②
待测生物样本利用相同的方法培养，其中细菌释放挥发物利用与
①
相同的方法提取检测后，获取挥发物种类浓度信息。
[0019]③
在工控机单元6中，将生物样品中细菌挥发物信息与特征库比较，通过算法比较实现鉴别。
[0020]本专利技术与现有技术相比的优点在于：
[0021]检测速度快，以质谱检测单元为例，只需几秒即可完成检测，大大缩短了细菌鉴别时间，可以及时辅助医生为患者制定有效治疗方案，提升救治效果。
附图说明
[0022]图1是本专利技术的一种基于挥发物检测的细菌鉴别装置示意图。
[0023]图中，高纯气瓶1、流量控制器2、通气管路3、挥发物提取单元4、检测单元5和工控机单元6。
具体实施方式
[0024]如图1所示，一种基于挥发物检测的细菌鉴别装置，包括：高纯气瓶1、流量控制器2、通气管路3、挥发物提取单元4、检测单元5和工控机单元6。高纯气瓶1依次连接流量控制器2、挥发物提取单元4、检测单元5和工控机单元6。所述流量控制器2通过通气管路3分别与高纯气瓶1和挥发物提取单元4相连，所述挥发物提取单元4另一端通过通气管路3与检测单元5相连，所述检测单元5与工控机单元6相连。
[0025]为了避免对细菌挥发物的污染，所述高纯气瓶1内装载的是高纯氮气、高纯氦气、合成空气等高纯气体，纯度大于等于99.999％，用于提取及传输细菌挥发物。
[0026]为了避免挥发物粘附，所述通气管路3作30
‑
100℃的伴热处理。
[0027]检测单元5包括传感器、质谱、光谱、色谱等技术产品，其中质谱又快又准、传感器小巧便宜单准确性较差、光谱适中、色谱分离定性能力好但较慢，在实际使用过程中可根据需求和预算选择。
[0028]工控机主要用于装载检测单元的数据采集软件和数据库软件。
[0029]利用挥发物检测实现细菌鉴别方法和步骤如下：
[0030]①
建立细菌的特征库。选取常见临床易感细菌的标样，经培养后放置于挥发物提取单元4，细菌释放的挥发物提取后利用高纯气通入检测单元5获取每种细菌的特征挥发
物，建立特征库。
[0031]②
待测生物样本利用相同的方法培养，其中细菌释放挥发物利用与
①
相同的方法提取检测后，获取挥发物种类浓度信息。
[0032]③
在工控机单元6中，将生物样品中细菌挥发物信息与特征库比较，通过算法比较实现鉴别。
[0033]细菌培养过程中可以根据细菌类型选择为有菌或者无菌培养，相应地，通入适量的二氧化碳、或者空气、或者氧气。
[0034]所述的建立细菌的特征库，利用每种细菌的特征挥发物，通过判别分析建立每种细菌的判别方程。然后将生物样品中细菌释放特征物浓度值带入判别方程实现鉴别。
[0035]本专利技术说明书未详细阐述部分属于本领域公知技术。
[0036]以上所述，仅为本专利技术部分具体实施方式，但本专利技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域的人员在本专利技术揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本专利技术的保护范围内。
本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于挥发物检测的细菌鉴别装置，其特征在于，包括：高纯气瓶(1)、流量控制器(2)、通气管路(3)、挥发物提取单元(4)、检测单元(5)和工控机单元(6)；所述流量控制器(2)通过通气管路(3)分别与高纯气瓶(1)和挥发物提取单元(4)相连，所述挥发物提取单元(4)另一端通过通气管路(3)与检测单元(5)相连，所述检测单元(5)与工控机单元(6)相连。2.根据权利要求1所述的一种基于挥发物检测的细菌鉴别装置，其特征在于：所述高纯气瓶(1)内装载高纯氮气、高纯氦气或者合成空气高纯气体，纯度大于等于99.999％。3.根据权利要求1所述的一种基于挥发物检测的细菌鉴别装置，其特征在于：所述流量控制器(2)可监测、可控制气体流量。4.根据权利要求1所述的一种基于挥发物检测的细菌鉴别装置，其特征在于：所述通气管路(3)由聚四氟、不锈钢或者玻璃管组合而成，内径1
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10mm，同时作30
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100℃的伴热处理。5.根据权利要求1所述的一种基于挥发物检测的细菌鉴别装置，其特征在于：所述挥发物提取单元(4)用于提取培养基中细菌释放的挥发物，所述挥发物提取单元(4)包括顶空提取装置、冒泡提取装置或喷雾提取装置。6.根据权利要求5所述的一种基于挥发物检测的细菌鉴别装置，其特征在于：所述培养基包括固体培养基和/或液体培养基。7.根据权利要求5所述的一种基于挥发物检测的细菌鉴别装置，其特征在于：所述顶空提取装置通过加热静置的方式，将培养基中细胞释放挥发物提取至顶空中。8.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：邹雪，沈成银，张强领，梁渠，
申请(专利权)人：中国科学院合肥物质科学研究院，
类型：发明
国别省市：