新型微生物样品测试卡加样装置及加样方法研究

蔡桂林,游少华,李俊玲

珠海迪尔生物工程股份有限公司  广东 珠海 519000

摘要：“微生物样品测试卡加样装置及加样方法”由测试卡架、卡套、拉环组成，其特征在于，测试卡架由拉环组成中有两个拉环，分别由两个拉环支撑在拉环上。拉环上有拉环与样品测试卡接触部分，拉环上有导电孔，上有拉环与样品测试卡接触部分连接，从而使样品测试卡接触部分中形成负压，从而产生了吸力将样品均匀吸入卡套中并且吸力非常大，将样品加注到夹套中形成负压。该装置能够同时加注多个样品进行加样试验。测试卡与试样在同一容器中形成了正压，避免了传统测试卡易出现被污染问题而造成试验失败。实验时先将试样卡放入试样测试卡接触部分，然后加样品到测试卡接触部分内便形成了负压并通过卡套将样品吸入卡套内形成正压在夹持中形成一个正压区域；同时为了防止样品卡在夹持中产生破损而产生细菌污染问题而采取一定消毒措施使细菌无存留可重复使用。通过以上两个方面的改进保证了实验时不会出现样品污染问题。

关键词：微生物；样品测试；加样装置及加样方法

一、加样的主要目的

微生物培养、检测和鉴定是微生物和培养基的悬浮剂，并在不同的培养和检测设备中进行培养和检测。为了便于培养，转移和测试，悬浮液必须置于一个有连接进口和反应端口的测试卡片上。将试样置于试样试验卡片中，在悬浮物中会形成大量的气泡。在显微镜下观察，气泡是最大的阻碍，它包含了鉴别微生物的有害因子：1）排除细菌感染的危险：在不同的时间、不同的环境中进行试验，可以更精确地观察到细菌的受污染情况；2）使样品间的同一性。在特定的情况下，在生产和试验中，某种均匀度是非常重要的，在生产和试验中非常重要的3）进一步的质量检验：在各种情况下，在生物试验的结果上有很大的差别。4）提高生产效率和工作品质：对不同的品种进行检验，可以得到更多的产品5）产品安全性评价：对不同的环境和批次进行试验，用数据分析来判断试验参数是否合适6）缩短市场销售时间：在样品中添加更多的样品，可以减少检验周期、检验时间和销售时间7）减少质量事故：通过添加多个（10个以上）样品，实现标准化、过程导向和生产和检验过程的统一。如图1、2所示。

图1微生物样品测试卡加样装置（一）

图2微生物样品测试卡加样装置（二）

1、本项目的技术优势

本装置适用于微生物样品测试，并能适应不同的检验环境。首先选用食品级不锈钢制作的测试卡架系统，在不改变加工工艺和使用条件的前提下，充分利用不锈钢表面耐磨材质制成测试卡架系统。本项目采用先进的数控技术、自动化控制技术以及传感技术对不锈钢表面进行检测，能够自动识别异物并自动消除。其次选用不锈钢为主要材质，在加热过程中能够对不锈钢内部产生加热应力而形成致密层，避免了不锈钢内部因加热而产生裂纹的现象发生。最后采用不锈钢材料制成的测试卡架系统能够有效避免因金属材料的受热产生的缺陷发生。该测试卡架系统具有耐腐蚀、耐酸碱、耐高温、使用寿命长等特点。本项目以不锈钢材质加注孔作为结构设计重点部位，选用不锈钢作为密封圈和密封部位用来避免因不洁介质导致产生缺陷出现漏洞发生。另外可以根据需要加注其他种类或者大小的液体试样以提高试样之间均匀性，从而提高测试结果的可靠性。在生物检验时可根据需要加入不同菌株（5-10个）或者不同种类样品（10-20个不等）来验证产品质量，从而获得更多品种之间的相互印证，进一步验证产品质量、控制风险以及缩短产品上市时间等目的都能通过本技术得到实现。

2、实施例的关键技术要点

为了克服上述现有技术的不足，本文提供了一种微生物样品测试卡加样装置及加样方法，可快速将悬液样品加进样品测试卡内，且可有效避免悬液产生气泡。解决其技术问题所采用的技术方案为：一种微生物样品测试卡加样装置，包括真空箱和样品测试卡卡架，真空箱内设有真空室，样品测试卡卡架可自由出入真空室，样品测试卡卡架上设有托瓶架以及若干个可容纳样品测试卡的卡槽，托瓶架上可设置若干个悬液瓶，样品测试卡上可设置细管，细管的自由端，样品测试卡卡架包括卡架主体，托瓶架通过滑轨和滑块设于卡架主体的一侧，卡槽设于卡架主体上，托瓶架上设有若干个可容纳固定悬液瓶的凹腔，卡架主体和托瓶架之间设有复位件，复位件迫使托瓶架处于初始位置上。卡槽的深度比样品测试卡的高度小，卡架主体的一侧设有拉手。提升机构包括支座，支座上设有光杆以及相连的丝杠和电机，丝杠上设有丝杠螺母，丝杠螺母可在光杆上滑移，丝杠螺母上设有可提升托瓶架的提升板。样品测试卡包括测试卡主体和覆盖测试卡主体两侧的覆膜，测试卡主体上设有进液口和若干个反应孔，进液口通过各个分流道和反应孔连通。真空箱内还设有均与真空室连通的真空泵和进气阀，真空泵给真空室抽真空，进气阀可使得真空室和大气连通。真空室内设有测量真空室压力大小的气压传感器。

二、加样的一般步骤

按照“一种微生物样品测试卡加样装置及加样方法”的要求，用一个直径5 cm左右，长度20 cm左右的大卡套，在卡套上分别加一至三个试样卡（3×3和4×4)，再根据每一批样品数量将三个试样分别装入同一卡套中进行。先从卡套上加一份样品（3×3和4×4)，然后从卡套中再加一份样品。在每个卡套上放置三至四个小样（4×3和4×4)，然后均匀地将第三份或第四份样品装入同一卡套中，再用胶布固定。最后将固定好的样品倒入一个塑料漏斗或小口玻璃瓶中，然后将每个试样卡装入同一药盒内，放在容器里。加样完毕后关上密封盖使夹持部分完全密封好防止细菌污染。在加样的同时可进行观察实验情况，如无异常再进行下一步试验。若发现加样时实验室条件较差的情况可将样品重新放入试样卡中进行加样。

1、加样前准备

(1)、准备好加样工具：准备好一套带有卡套、胶布和夹子的大卡套。卡套直径应在5 cm左右，长度20 cm左右。胶布厚度应大于0.5 mm，夹子厚度应大于2 mm。在使用时应经常检查卡套是否牢固、胶布是否足够，确保不松动。(2)、将3×3和4×4试样卡装入大卡套内。若数量较少时可以用普通包装盒代替。(3)、将4×3卡套夹在3×3试样卡上以防在加样时从袋子内挤出标本时可能会损坏包装盒。若数量较多时需要从卡套上每样夹取三份试样进行试验。如发现未夹紧或夹持不良时可从试样卡上取出两个试样再重新夹入3×3试样卡中继续进行试验操作。

三、加注方式

把测试卡放入已经准备好的试样卡接触面上，并在卡套中添加一层厚度为1 mm的固体（通常为10~20μ m）。将试样卡置于与试样接触部分相接触的接触面上，此时与试样接触部分内形成了正压。卡套将样品加注到夹套中形成负压并通过拉环与试采卡接触部位连接形成一个负压区域，当样品被加注到这个区域后在拉环表面形成一个与夹套相融合的正压区域，该正压区域使整个测试卡接触部分都处于正压状态使测试卡接触部分内部成为一个正区域。同时测试卡不会因为受到周围环境力的影响而产生破损，也不会出现与实验所用试剂发生化学反应而造成数据错误。这种负压区域的形成是利用了“空气弹簧”原理：空气弹簧的弹性较大、吸力较大、工作寿命较长、在加样时的压力比较小。当测试卡加在一个接触面上时需要不断地向前推动空气弹簧的弹力才能使其和试样卡形成一个密闭的负压区域。

1、卡套固定在卡套上

为了能够更加牢固地固定在卡套上，应将其与测试卡的接触部分连接起来。这种连接方式与第一种方式有着很大的区别。第一种方式是将卡套的下半部分夹在一起。这种方法在最开始实验的时候是没有出现过，但是在实际操作时发现这种连接方式也有一些不足：在使用这种连接方式时所需要使用到的工具就是一个镊子。虽然这种方式比第一种方式更加方便，但是这种方法也存在着一些不足：由于是采用的夹紧方式将卡套固定在卡套上而不是采用镊子夹紧。如果夹不紧或者夹紧之后没有将其夹紧都不能使其固定在夹紧的位置或者是夹紧之后夹不紧在夹紧效果也不理想。这样就造成了卡套是一个整体而不是一个配件，如果使用到一种夹紧方式会增加加注过程当中所需要耗费的时间和精力。为了能够更加牢固地固定在卡套上，可以使用专用夹紧卡套来进行卡套固定。

2、卡套的拉环与试样接触部位

在将之前已准备好的样品放置在试样卡接触面上后卡套拉环与试样接触部位首先需要确定拉环与试样接触部位是否牢固。当卡套的拉环与试样接触部位没有牢固时不能将试样卡放入套里孔中加注试样。此时不能将温度较高的液体注入卡套中以免造成套里孔坍塌。同时要注意控制好加注的液体与卡套之间的压力差在合适的范围内才能确保不会出现液体渗漏。待温度较低的液体从拉环表面流走后再将试样放入试采卡中进行加注试样。这一过程就像是一条绳子将一块橡皮筋固定的过程一样，如果绳子太长或太短都将对卡套与试样接触部位造成损坏；同时如果橡皮筋太短或太长则也将导致试样与测试卡接触不紧密而导致其无法顺利地进行加注试验等问题困扰着加注操作人员。

3、试样卡通过拉环与拉环接触面连接形成一个负压区域，该正压区域使试采卡接触部分内部成为一个正区域

同时测试卡的结构比较稳定，并且具有很好的耐腐蚀能力。但由于固体物质较多，如果添加太多或者太快容易使其表面变得粗糙而影响到测试结果。因此可以根据实际情况来确定样品加注量，一般1~2 g为宜。同时，要注意试验卡与拉环之间的距离要适中为30 cm左右，以便在进行实验时不会出现卡阻现象。将卡套安装在一台显微镜下即可。显微镜下可以清楚地观察出被采集物体内部的情况，但显微镜下观察出的结果不能代表实际情况——因为显微镜下存在诸多不可控制而无法观察出来的现象。因此需要有经验丰富的人员在显微镜前对样品进行操作和判断才能保证显微镜中不出现任何遗漏或错误。

四、结语

本加样装置包括真空箱和样品测试卡卡架，真空箱内设有可容纳样品测试卡卡架的真空室，将悬液瓶以及样品测试卡置于样品测试卡卡架上，并将细管的自由端伸进悬液瓶但并未伸进悬液中，将真空室抽真空，使得样品测试卡内的空气排走，通过提升机构将托瓶架和悬液瓶提升，使得细管的自由端伸进悬液中，将真空室和大气连通即可被悬液加进样品测试卡，抽真空时，避免了样品测试卡内的空气使得悬液产生气泡，且将悬液样品加进样品测试卡内的速度快，操作简单。

参考文献：

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