[發明專利]基于智能手機的便攜細菌學檢測系統

在審

• 申請號: 201310358917.4
• 申請日: 2013-08-07
• 公開（公告）號: CN104342367A
• 公開（公告）日: 2015-02-11
• 發明（設計）人: 劉星海
• 申請（專利權）人: 劉星海
• 主分類號: C12M1/38
• 分類號: C12M1/38;G01N21/84;G01N35/00;C12R1/19
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

一個基本的細菌學實驗室所包含的檢測設備比較復雜。本發明描述一項可以被廣泛普及的家用便攜微生物檢測系統，具有科普和家用微生物標準檢測雙重意義。?

背景技術

為了能夠檢測生活中的微生物指標，不但需要復雜的科學背景知識和技能的學習，還需要非常復雜的微生物實驗室設備和耗材(高壓蒸汽滅菌鍋，無菌操作臺，恒溫培養箱，瓊脂培養基等)。這很大程度上阻礙了微生物檢測技術的普及。自上世紀80年代以來有一些便攜式微生物培養基陸續面市了，比如美國3M公司的Petrifilm^TM系統(美國專利號：4,565,783)，把微生物培養在紙片上完成。盡管如此，與Petrifilm^TM配套的培養箱和自動判讀儀(美國專利號：US2010/0330610A1)和高壓蒸汽滅菌等設備不但價格昂貴而且占用空間大。在應用上還是有非常大的局限。?

電熱元件可以把鋁錠溫度上升到170攝氏度以上足夠殺死微生物，也可以穩定在最適培養溫度(比如37攝氏度)，半導體制冷元件可以把鋁錠溫度降到4攝氏度，來抑制生理活性，保存鮮活檢測樣本。?

最后，現代信息科技突飛猛進，原來一個臺式電腦的計算能力，現在一個只能手機就可以完成。加上現代智能手機都鑲嵌數字相機功能。本發明利用智能手機的數字成像功能和運算能力來對實驗結果進行分析和處理。值得注意的是，盡管手機鑲嵌的數字相機已經進入了人們的日常生活，而用手機去拍攝一個科學圖片需要配合很多參數要求，比如曝光時間，光圈，焦距等。很難為一個受過極少培訓的人員很快掌握多項要求的數字成像技術，因此急需發展出一種方法讓用戶界面和使用過程更加簡單易行的產品。?

發明內容

本發明包括一個溫控鋁錠裝置，用來完成細菌的生長，保存和滅菌的溫度控制全部過程。還包括利用智能手機中的電子成像和計算功能來對細菌生長培養基進行基本分析。具體包括以下五個方面：?

第一，在一個以鋁錠為導熱介質的艙體內，利用云母電加熱、半導體制冷和電子溫控的特性，對鋁錠導熱艙體進行嚴格的溫度和間隔時間的控制，以此來：?

A.達到最適生長溫度(比如37攝氏度)，鼓勵微生物的生長；?

B.達到必要的生長時間后(比如生長24小時)，系統自動降低溫度至休眠期(比如4攝氏度)，以便下一步微生物檢驗；?

C.在必要時，溫度可以上升到170攝氏度以上，以此來滅活所有微生物，達到生物安全的目的。?

第二，使用智能手機中的照相機對便攜式微生物培養基進行成像，并且使用智能手機的計算功能對圖像進行運算、分析和解讀。?

第三，使用多重對照系統來對拍攝檢測樣本照片的質量進行評估，通常這些對照圖片是已知實驗結果的印刷圖片。?

第四，使用智能手機的互聯網連接功能，對檢測結果進行通俗性科普解釋及交流。?

第五，該發明具有科普性成人玩具功能，讓受過初等教育的成年人，利用手頭的智能手機和簡單的設備，具有一些基本微生物學研究的硬件設施，取而代之繁雜的微生物實驗室設備。?

附圖說明

圖1：采用多重印刷質對照組對微生物樣本進行分析。其中對照1、2、3、4分別都是已知實驗結果的印刷圖片。?

具體實施方式

本實驗主要使用了以下材料：?

1.上海光明牌巴氏消毒牛奶由上海市農工商超市購得；?

2.Petrifilm^TM大腸菌群測試片(訂購代碼6416)便攜式微生物培養基由美國3M公司購得；?

3.智能手機華為mate?Ascend?MT1-U06由深圳華為公司購得；?

4.榮誠牌云母電加熱器由上海榮誠熱電有限公司購得；?

5.特洛耐牌半導體電子制冷片TEC1-12702由深圳迷尚公司購得；?

6.電子溫度計(貨號TP3001，量程為-50到300攝氏度)由鄭州博洋儀器儀表有限公司購得；?

7.鋁板由山東南山鋁業購得(厚度：2.5毫米，長寬：8厘米，執行標準：GB/T11962008)；?

8.溫控設備REX-C100智能溫控儀表(0-400攝氏度)由浙江樂清市恒遠儀表廠購買。?

操作步驟：?

1.在鋁板上打一個直徑為1毫米的孔，來保持細菌微需氧環境；?

2.把制冷、加熱和電子溫控按照產品說明書固定在鋁板上，調試3攝氏度，25攝氏度和180攝氏度三個溫度點，使用溫度計校準，并且確認穩定性；?