一种基于梯度的微生物种植方法及种植系统技术方案

本发明专利技术涉及一种基于梯度的微生物种植方法及种植系统，方案包括读取划线图案，划线图案包括在培养基表面种植轨迹的线条，线条在其延伸方向上还具有变化程度计算机可读的变化特征；自动划线过程中，根据线条平面位置控制划线笔在培养基表面划线种植，根据变化特征在线条的对应位置上调整种植力度。本发明专利技术通过预先设计的划线图案的线条反映划线轨迹，还通过线条本身的、变化程度可由计算机识别的变化特征反映种植的力度；在控制种植笔沿识别出的线条在培养基表面移动进行划线种植时，还根据识别出的变化特征的变化程度，控制种植力度，实现了接种力度可控。通过控制划线的力度，使划线种植末段划线力度较轻，保证单菌落产生多，提高划线种植质量。提高划线种植质量。提高划线种植质量。

【技术实现步骤摘要】
一种基于梯度的微生物种植方法及种植系统


[0001]本专利技术涉及一种基于梯度的微生物种植方法及种植系统，属于微生物自动种植
，用于微生物培养前的接种；具体是涉及一种自动在培养基上划线接种细菌的方法及系统。

技术介绍

[0002]平板划线分离法是微生物样品单菌落分离的常用方法，但由于其步骤繁琐，目前临床上仍以手工操作为主，工作量大，而且检验室中微生物检测配备工作人员相对较少，难以完成大量样本的处理。
[0003]自动化处理可以大大减轻医务人员工作量，降低人工成本。意大利COPAN公司的WASP系统和BD的InoqulA系统是国外主要的自动化划线产品，其中WASP系统是基于接种环的微生物自动划线仪器，InoqulA采用磁力驱动磁珠滚动接种。目前，国内主要有武汉的迪艾斯、济南的百博生物、上海贝西生物等公司具备自动化的平板划线设备。迪艾斯的样品处理系统基于磁力驱动磁珠技术，可在不开盖情况下进行取样和划线处理；百博生物的ET
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2000可以针对不同的样本进行不同的设置，还可以针对不同的样本，选择不同的划线方式；Hawk—2200是云鲁合生物科技研发的全自动微生物划线仪器，主要特点是用阻尼力及传感器技术控制固态培养基接种力度，防止划破培养基；贝西生物则通过机械臂取代传统手工的微生物样本处理及划线接种，采用智能视觉系统监测划线情况；
[0004]磁力驱动磁珠滚动接种能够实现闭盖划线，还可定制平板划线的图案，但其成本较高且通用性较低。因此亟需接种力度可控、单菌落产生量多且可定制划线图案的接种环划线方案。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种基于梯度的微生物种植方法及种植系统，用以解决现有自动平板划线接种方案难以实现划线力度可控，进而导致单菌落产生量少的问题。
[0006]为实现上述目的，本专利技术的方案包括：
[0007]本专利技术的一种基于梯度的微生物种植方法技术方案，读取划线图案，所述划线图案包括反映划线种植笔在培养基表面种植的移动轨迹的线条，所述线条在其延伸方向上还具有变化程度为计算机可读的变化特征；在自动划线过程中，根据线条平面位置控制划线种植笔在培养基表面移动划线种植，根据所述变化特征在线条对应种植轨迹的位置上调整种植力度。
[0008]本专利技术在自动划线的基础上，通过预先设计的划线图案的线条反映划线种植轨迹，还通过线条本身例如颜色、粗细等变化程度可由计算机识别读取的变化特征反映种植的力度；在控制种植笔沿识别出的线条在培养基表面移动进行划线种植时，还根据识别出的变化特征的变化程度，控制种植力度，实现了接种力度可控。通过控制划线的力度，也即划线粗细，使划线种植末段划线力度较轻，粗细程度较细，保证单菌落产生量最多，提高划
线种植质量，提高划线种植成功率。同时，划线图案和划线轻重可根据实际需求定制。
[0009]进一步地，所述种植力度通过划线种植笔在纵向上的位移体现，远离培养基表面时种植力度降低，接近培养基表面时种植力度增加。
[0010]通过划线的深浅反映划线的力度，方案简单可靠，易于控制。
[0011]进一步地，所述划线图案在生成前，还包括划线力度初始化的过程，划线力度初始化包括：所述变化程度与划线种植笔纵向位移范围内的纵向位移呈设定的对应关系；所述纵向位移范围为：在接触待种植培养基表面后，到待种植培养基表面被刺破的过程中，划线笔的纵向最大位移。
[0012]不同的培养基表面有不同的最大划线力度，即培养基表面在破裂前耐受不同的划线深度，因此为了适应不同的培养基，在划线图案生成前，先根据培养基表面能承受的最大划线力度对应用于当前划线图案的划线力度与变化特征的变化程度的对应关系进行初始化，能增加本专利技术方法的适用范围，提高划线种植的一致性和成功率，避免在不同培养基下划线过浅或划破培养基表面。
[0013]进一步地，所述纵向最大位移通过如下方式确定：划线种植笔从离开待种植培养基表面的位置朝向培养基表面下降，检测划线种植笔下降过程中的阻力，当划线种植笔接触到培养基表面时，根据测力计的数值变化记录此时划线笔的位移为接触时刻位移；划线种植笔继续下降，直到培养基表面破裂、测力计数值发生突变时，计录此时划线笔的位移为刺破时刻位移，所述刺破时刻位移减去接触时刻位移得到所述纵向最大位移。
[0014]根据培养基表面的表面张力及表面破裂时表面张力突然消失的特性，利用测力计检测划线笔接种环受到的阻力，根据阻力的变化识别接种环接触培养基表面的时刻和培养基表面破裂的时刻，再根据对应时刻划线笔的位移得到纵向方向上不同种植深度下的总位移，将变化特征的变化程度与培养基表面不同种植深度的划线笔位移充分对应，避免划线笔的无效位移(未接触培养基的纵向位移)下的种植划线及过度位移(将培养基表面划破的纵向位移)下的种植划线，或者划线图案变化特征的无效变化程度(变化程度对应的划线笔的位移为过度位移或无效位移)，这样同时也会浪费变化特征变化程度的分辨率。
[0015]进一步地，所述纵向最大位移通过如下方式确定：采集划线种植笔接种环位置的图像，通过图像识别，获取划线笔接触培养基表面时的接触时刻位移；同时通过图像识别获取培养基表面被刺破时的刺破时刻位移，所述刺破时刻位移减去接触时刻位移得到所述纵向最大位移。
[0016]利用人工智能机器学习，通过图像识别算法识别接种环接触培养基表面的图像，得到对应的接触时刻，还通过图像识别算法识别培养基表面破裂的时刻，通过对应时刻接种笔的位移差得到纵向方向上接种笔不使培养基表面破裂的全部种植深度下的总位移。或者利用作为操作员的人来代替人工智能，在操作者观察到接种环接触培养基表面时手动标记接触时刻，在观察到表面破裂时是手动标记破裂时刻。
[0017]进一步地，所述设定的对应关系为线性关系。
[0018]进一步地，所述设定的对应关系为根据面弹簧弹性变化特点得到的对应关系。
[0019]培养基表面张力的大小跟划线笔位移距离成非线性关系，由于培养基表面存在面弹簧(平面弹簧或平弹簧)的特性，根据面弹簧弹性变化特点得到变化特征变化程度与位移的对应关系，这样能够使划线种植过程中，划线力度随划线图案线条的变化特征的变化程
度线性变化，有利于更为均匀更为可控的种植。
[0020]进一步地，所述变化特征为如下的一种：灰度值、设定颜色的色值、明度值、线条的粗细。
[0021]本专利技术的一种基于梯度的微生物种植系统的技术方案，包括处理器，所述处理器执行指令，以实现如上所述的基于梯度的微生物种植方法。
附图说明
[0022]图1是现有技术中自动划线的划线图案示意图；
[0023]图2是本专利技术的计算机处理划线图案的算法流程。
具体实施方式
[0024]为使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明了，下面结合附图及实施例，对本专利技术作进一步的详细说明。
[0025]方法实施例：
[0026]采用头部带有接种环的接种笔在培养基上进行微生物划线接种时，大的菌落可能本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于梯度的微生物种植方法，其特征在于，读取划线图案，所述划线图案包括反映划线种植笔在培养基表面种植的移动轨迹的线条，所述线条在其延伸方向上还具有变化程度为计算机可读的变化特征；在自动划线过程中，根据线条平面位置控制划线种植笔在培养基表面移动划线种植，根据所述变化特征在线条对应种植轨迹的位置上调整种植力度。2.根据权利要求1所述的基于梯度的微生物种植方法，其特征在于，所述种植力度通过划线种植笔在纵向上的位移体现，远离培养基表面时种植力度降低，接近培养基表面时种植力度增加。3.根据权利要求2所述的基于梯度的微生物种植方法，其特征在于，所述划线图案在生成前，还包括划线力度初始化的过程，划线力度初始化包括：所述变化程度与划线种植笔纵向位移范围内的纵向位移呈设定的对应关系；所述纵向位移范围为：在接触待种植培养基表面后，到待种植培养基表面被刺破的过程中，划线笔的纵向最大位移。4.根据权利要求3所述的基于梯度的微生物种植方法，其特征在于，所述纵向最大位移通过如下方式确定：划线种植笔从离开待种植培养基表面的位置朝向培养基表面下降，检测划线种植笔下降过程中的阻力，当划线种植笔接触到培养基表面时，根...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢劲松，刘祎，葛阳，冯勇通，曹炜，吴炎凡，徐正平，俞乾，
申请(专利权)人：郑州中科生物医学工程技术研究院，
类型：发明
国别省市：