人工智能双瓶抑杂菌培养发酵罐监测系统技术方案

本发明专利技术公开了人工智能双瓶抑杂菌培养发酵罐监测系统，包括以下步骤；步骤一、首先将传代的细菌提前放入左边的智能发酵罐，然后将目标菌种的抗性溶液放入右边的储存罐；步骤二、第一阶段：现拟根据细菌自身的抗性制作一种抑菌专一培养瓶，两个瓶连接中间有一个交换膜，此膜为单一特异性选择性交换膜，可以根据细菌所需实现抗性溶剂离子的唯一交换；本发明专利技术采用微生物对污染物的分解转化抗性实现一系列的抗杂菌污染培养体系，巧妙利用微生物抗性机理作为根本原理保证抑杂菌效果；智能发酵罐内部的温度智能芯片可以自动感应监测细菌培养生长温度，并通过内部的发热制冷调节对培养温度进行监测和设置温度。进行监测和设置温度。进行监测和设置温度。

【技术实现步骤摘要】
人工智能双瓶抑杂菌培养发酵罐监测系统


[0001]本专利技术属于生物发酵工程
，具体涉及人工智能双瓶抑杂菌培养发酵罐监测系统。

技术介绍

[0002]一般说来，微生物对各种不良环境具有一定的适应性和抵抗力，称为微生物的抗性或耐性。微生物对污染物的抗性机制是外部排斥和内部忍耐的综合结果。微生物处于污染胁迫条件下，一方面通过形态学机制、生理生化机制、生态学机制等将污染物阻挡于体外；另一方面通过结合固定、代谢解毒等过程将污染物在体内富集、解毒，这两方面的综合结果形成抗性。
[0003]微生物对污染物的抗性也可分为避性、分解转化等途径。微生物除了分解、转化污染物外，还能够将进入体内的污染物排出体外。在金色葡萄球菌的革兰氏阳性细菌中存在对镉、锌离子外排的CadCA阳离子外排系统。
[0004]在细菌培养实验操作过程中，由于菌种具有容易繁殖、生长速度快、生命力旺盛的特性，导致如果两个或多个细菌培养繁殖所需的培养基在配方上具有相似的营养元素所需，则极易导致两个细菌共同繁殖而使目标菌种被污染，甚至杂菌极大程度占领目标菌种的生存环境或是目标菌种培养最终纯净率无法达到所需目标要求，又由于细菌培养周期时间较长，耗材较多要求较高，导致实验操作费时费力费试剂。
[0005]且生物发酵过程具有动态性、时变性等问题，而由于人工不能保证时刻可以观察细菌培育的每个阶段以及夜间培育问题，生物发酵控制精度也根据实验探究需要提高，现市场处于竞争初期，产品品种比较单一，存在多为细菌培养监测类的产品，同类型的简易型集抑菌培养监测类产品较少，具有自身优势。

技术实现思路

[0006]本专利技术要解决的技术问题是克服现有的缺陷，提供人工智能双瓶抑杂菌培养发酵罐监测系统，以解决上述
技术介绍
中提出的由于人工不能保证时刻可以观察细菌培育的每个阶段以及夜间培育问题，生物发酵控制精度也根据实验探究需要提高，现市场处于竞争初期，产品品种比较单一的问题。
[0007]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：人工智能双瓶抑杂菌培养发酵罐监测系统，包括以下步骤；
[0008]步骤一、首先将传代的细菌提前放入左边的智能发酵罐，然后将目标菌种的抗性溶液放入右边的储存罐；
[0009]步骤二、第一阶段：现拟根据细菌自身的抗性制作一种抑菌专一培养瓶，两个瓶连接中间有一个交换膜，此膜为单一特异性选择性交换膜，可以根据细菌所需实现抗性溶剂离子的唯一交换；
[0010]步骤三、在目标细菌培养时，由于左边智能发酵罐内无抗性离子，因此右边储存罐
通过交换膜到达左边智能发酵罐，由于本装置的原理是利用细菌抗性分解转化，抗性溶液进入到左边智能发酵罐，由于抗性溶剂与目标菌种具有唯一抗性对应关系，到达左边发酵罐的抗性溶液被分解，因此允许目标菌种在适宜的温度及培养基正常生长，而其他菌由于无抗性基因表达，因而在抗性溶剂到达左瓶时而无法生长而死亡，从而保证目标菌种单一的生长环境，在培养周期完成时，最终左瓶获得所需菌种的培养液；
[0011]步骤四、第二阶段：设置的智能发酵罐连接有一套细菌生长各项指标监测系统，该计算机系统通过一个灵敏接触探头置于菌液之中，此探头内含吸入针头用于自动化地吸取少量地菌液，所连接的紫外分光光度计内置有两个管，其一是用于校准调零管，另一个管用于将针头吸入的菌液留样，并具有自清洁系统，在取样之后自行连接超纯水等进行洗涤及干燥；智能发酵罐内智能温度仪内置温度感应调节装置，可以通过内部智能芯片进行罐内的培养温度的感应检测，并通过内部的发热和制冷调节系统根据用户所需对智能发酵罐进行所需温度的智能化调节；
[0012]步骤五、系统通过系统控制面板操控，通过用户的周期性可设定的取样系统，用户根据取样周期需要设置可以达到定时提取菌液，并测定OD值，最终生成所培养的细菌的生长曲线；此自主取样检测装置可以实现细菌实时生长指标的监测，并绘制生长曲线，节省了人工无法实时且准确的取样，且由于此装置一直处于密闭环境，避免了人工取样时可能造成的污染；
[0013]步骤六、系统外的微型摄像头可以实时捕获培养状态的照片即使使用者不能随时随地观察细菌生长情况也可以通过摄像头与人工智能设备的连接，将培养状态实时传送到小程序后台，使用者可以实现对智能发酵罐内培养的观察监测，避免了培养关键阶段错过等问题；同时当发酵液达到最低标注线：最小培养体积，下方时或者细菌生长状况出现异常时，如取样异常、温度异常或是探头损坏等可以进行小程序端报警提醒以提醒用户，问题较小时用户可以根据需要在小程序端进行人工调整参数，其余情况用户可以于小程序端停止装置的运行；
[0014]步骤七、小程序端可以对生长指标如生长OD值监测及绘制的生长曲线、培养温度、培养PH等培养指标以及细菌培养智能化捕获的照片进行汇总并出具细菌培养检测报告供用户端下载参考获得生长培育信息。
[0015]优选的，金黄色葡萄球菌可以分解降解六价铬离子，即可利用金黄色葡萄球菌与铬离子的一一对应抗性关系。
[0016]优选的，铬离子通过特异性交换膜到达左边被金黄色葡萄球菌来分解，而抑制其他菌的生长而确保其的优良生长环境。
[0017]优选的，智能发酵罐集恒温培养、防杂菌污染及在线检测为一体，在源头上即控制了杂菌污染的情况。
[0018]优选的，自动化地实时监测细菌并测试细菌生长曲线地方便性解决了人工无法实现实时测量细菌OD值及因为测试所导致地细菌污染问题。
[0019]优选的，自动化地实时监测细菌并通过摄像头实时捕获细菌培养状态照片解决了人工无法随时随地观测细菌生长状态及夜间培养人工监测问题。
[0020]与现有技术相比，本专利技术提供了人工智能双瓶抑杂菌培养发酵罐监测系统，具备以下有益效果：
[0021]1、本专利技术采用微生物对污染物或者细菌的分解转化抗性实现一系列的抗杂菌污染培养体系，巧妙利用微生物抗性机理作为根本原理保证抑杂菌效果；交换膜为单一特异性选择离子交换膜只允许特定的抗性金属离子通过；灵敏接触探头可以根据用户所需进行菌液取样以便后续自主化监测体系进行细菌生长指标的监测；智能发酵罐内部的温度智能芯片可以自动感应监测细菌培养生长温度，并通过内部的发热制冷调节对培养温度进行监测和设置温度；智能发酵罐外侧的微型摄像头可以实时捕获培养状态的照片通过人工智能连接上传到手机端小程序平台数据供用户观察；智能发酵罐与人工智能系统连接的报警装置可以对培养过程中出现的问题进行小程序后台用户报警提示，方便用户及时发现并解决培养过程中的问题；
[0022]2、本专利技术可以实现细菌实时生长指标的监测，并绘制生长曲线，节省了人工无法实时且准确的取样，且由于此装置一直处于密闭环境，避免了人工取样时可能造成的污染；
[0023]3、本专利技术的发酵罐集恒温培养、防杂菌污染及在线检测为一体，在源头上即控制了杂菌污染的情况，减少了因细菌杂菌污染所造成的时间材料人工的浪费，并且自动化地实时监测细菌并测试细菌生长曲线地方便性解决了人工无法实现实时测量细菌OD值及因为测试所导致地细菌污本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.人工智能双瓶抑杂菌培养发酵罐监测系统，其特征在于，包括以下步骤；步骤一、首先将传代的细菌提前放入左边的智能发酵罐，然后将目标菌种的抗性溶液放入右边的储存罐；步骤二、第一阶段：现拟根据细菌自身的抗性制作一种抑菌专一培养瓶，两个瓶连接中间有一个交换膜，此膜为单一特异性选择性交换膜，可以根据细菌所需实现抗性溶剂离子的唯一交换；步骤三、在目标细菌培养时，由于左边智能发酵罐内无抗性离子，因此右边储存罐通过交换膜到达左边智能发酵罐，由于本装置的原理是利用细菌抗性分解转化，抗性溶液进入到左边智能发酵罐，由于抗性溶剂与目标菌种具有唯一抗性对应关系，到达左边发酵罐的抗性溶液被分解，因此允许目标菌种在适宜的温度及培养基正常生长，而其他菌由于无抗性基因表达，因而在抗性溶剂到达左瓶时而无法生长而死亡，从而保证目标菌种单一的生长环境，在培养周期完成时，最终左瓶获得所需菌种的培养液；步骤四、第二阶段：设置的智能发酵罐连接有一套细菌生长各项指标监测系统，该计算机系统通过一个灵敏接触探头置于菌液之中，此探头内含吸入针头用于自动化地吸取少量地菌液，所连接的紫外分光光度计内置有两个管，其一是用于校准调零管，另一个管用于将针头吸入的菌液留样，并具有自清洁系统，在取样之后自行连接超纯水等进行洗涤及干燥；智能发酵罐内智能温度仪内置温度感应调节装置，可以通过内部智能芯片进行罐内的培养温度的感应检测，并通过内部的发热和制冷调节系统根据用户所需对智能发酵罐进行所需温度的智能化调节；步骤五、系统通过系统控制面板操控，通过用户的周期性可设定的取样系统，用户根据取样周期需要设置可以达到定时提取菌液，并测定OD值，最终生成所培养的细菌的生长曲线；此自主取样检测装置可以实现细菌实时生长指标的监测，并绘制生长曲线，节省了人工无法实时且准确的取样，且由于此装置一直处于密闭环境，避免了人工取样时可能...

【专利技术属性】
技术研发人员：张甜，毛维嘉，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：