[發(fā)明專利]一種基于智能手機的移動即時微生物診斷儀

在審

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• 申請日: 2017-03-29
• 公開（公告）號: CN106872341A
• 公開（公告）日: 2017-06-20
• 發(fā)明（設計）人: 萬逸;周騰;許強;劉春勝;葛鑒
• 申請（專利權）人: 海南大學
• 主分類號: G01N15/14
• 分類號: G01N15/14;H04M1/21
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發(fā)明設計一種基于智能手機的移動即時微生物診斷儀。

背景技術

微生物是與我們?nèi)祟惖纳a(chǎn)生活緊密聯(lián)系：一方面它們積極參與生命系統(tǒng)活動，調整與促進生態(tài)系統(tǒng)動態(tài)平衡，保持其環(huán)境生命力和生產(chǎn)力；另一方面某些微生物嚴重威脅著人類的生產(chǎn)生活，迫使人類必須對其保持警惕。根據(jù)世界各國的統(tǒng)計，每年因微生物感染造成的直接年經(jīng)濟損失超過5000億。如采取有效的防措施，微生物導致的損失能夠減小三分之一。因此，開展其檢測和鑒定方法研究對國民經(jīng)濟建設有重大意義。

在海洋環(huán)境中，病原微生物污染、水體富營養(yǎng)化、微生物腐蝕、微生物污損等都是微生物威脅人類生產(chǎn)生活的表觀形式，也是快速微生物檢測技術需求的客觀條件。現(xiàn)有數(shù)據(jù)表明，病原微生物污染的損失與微生物鑒定種類快慢密切相關，鑒定確定時間越長，損失也就越大。這是因為，一方面微生物增長和傳播的速度快，使環(huán)境污染和人類疾病加?。涣硪环矫鏌o法明確微生物種類導致無法實施針對性防護方案，進而導致某些藥物或抗菌劑的濫用。在ISO4883-2003標準中，微生物鑒定時間被認定為微生物檢測技術等級劃分的重要參數(shù)。因此，采取有效的方法快速檢測微生物是降低海洋環(huán)境中微生物病害和污損有效的手段。

1970年代以來，研究者們根據(jù)細菌生物學性狀和代謝產(chǎn)物的差異，研制了一系列微量和快速生化反應的微生物檢測系統(tǒng)，并實現(xiàn)了從生化模式到數(shù)字模式的轉化。目前主要微生物檢測儀包括Tempo檢測儀、Bactrac檢測儀、Soleris檢測系統(tǒng)、PN-INS32型檢測儀、Biolog微生物鑒定系統(tǒng)和BAX System Q7檢測系統(tǒng)。Tempo系統(tǒng)基于酶底物熒光計數(shù)，Bactract系統(tǒng)基于阻抗，信號影響因素多。Soleris系統(tǒng)也是基于酶底物對培養(yǎng)液顏色的變化進行實時監(jiān)測。PN-INS32和Soleris檢測系統(tǒng)原理相近，同時檢測顏色變化和熒光信號。Biology系統(tǒng)采用獨創(chuàng)的碳源利用方法，用其對不同碳源代謝率的差異，針對每一類微生物篩選不同碳源，配合四唑類顯色物質，檢測其新陳代謝過程中產(chǎn)生的氧化還原酶與顯色物質發(fā)生反應而導致顏色及濁度差異，與標準菌株數(shù)據(jù)庫進行比對，即可得出鑒定結果。BAX System Q7系統(tǒng)，使用聚合酶鏈式反應系統(tǒng)檢測微生物，系統(tǒng)最多可進行5色熒光同時檢測，使單孔檢測多種微生物成為可能。微生物商業(yè)檢測儀已取得了巨大的進步，但上述各種微生物檢測儀存在以下兩個方面的問題：一是體積比較大，無法便攜式攜帶；二是復雜的分析測量操作（需要專門技術培訓）。同時，我國對微生物快速診斷的商業(yè)儀器研究與國外先進水平還存在差距，特別是便攜式微生物檢測儀器還相對薄弱，難以適應環(huán)境保護、食品安全和醫(yī)療衛(wèi)生等領域日益增長的需求。微生物診斷儀的商品化和實驗室中微生物檢測技術存在技術轉化壁壘。因此，研制一種便攜式和低成本的微生物檢測儀有潛在商業(yè)需求。

微生物檢測技術并非完美，還需要持續(xù)發(fā)展和創(chuàng)新。微生物檢測領域創(chuàng)新點可能基于以下四個方面：一是利用微納新型電子器件和光電器件在微生物檢測上的應用。 二是多功能器件集成系統(tǒng)對微生物進行分離、篩選以及檢測分析。三是多樣品的分析系統(tǒng)結合多通道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)對微生物進行分析或進行同步多模檢測系統(tǒng)。四是基于智能手機的便攜式即時檢驗(point-of-care testing，POCT)技術，使個性化的便攜式器件與移動互聯(lián)網(wǎng)結合。這些都是創(chuàng)新發(fā)展微生物檢測研究的方向。

本專利將針對海洋環(huán)境中微生物污損和病原微生物診斷的迫切需求，從mPOCT特異性和便攜式微生物檢測儀的實用性兩個方面入手，開展mPOCT在海洋微生物檢測中的研究。本項目開展是集電子工程學、移動技術、電化學海洋生物學、醫(yī)學、微生物學，納米材料學和分析化學為一體的一項具有較強的學科交叉性的研究，對環(huán)境中微生物檢測和診斷研究具有重要科學意義和實用價值。

發(fā)明內(nèi)容

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用技術方案為：

一種基于智能手機的移動即時微生物診斷儀，其特征在于：包括外殼，設置在外殼頂部的微生物樣品培育裝置，該裝置可以培育1-10個微生物樣品，設置在外殼上的顯示面板，狀態(tài)指示燈。所述外殼內(nèi)設置有工作電源模塊，所述電源模板包含電源濾波器和降壓穩(wěn)壓器。還有可以一次性使用的含有傳感器的微生物測試管。

如權利1中智能手機的移動即時微生物診斷儀所述的外殼內(nèi)設置有微控制處理器采集和處理相關的光電管獲取的數(shù)據(jù)，及把采集處理的數(shù)據(jù)傳輸?shù)街悄苁謾C應用軟件。配置六個數(shù)字輸入/輸出通道來操控外在的數(shù)模轉換器和模數(shù)轉換器，并設定一個數(shù)字輸出通道來傳輸基于頻移鍵控的數(shù)據(jù)。