[發明專利]一種基于電磁效應的病菌檢測裝置及其檢測方法

有效

• 申請號: 201811239167.8
• 申請日: 2018-10-23
• 公開（公告）號: CN109406617B
• 公開（公告）日: 2022-06-24
• 發明（設計）人: 張克維;宗朔通;姜勇;陳峰華
• 申請（專利權）人: 太原科技大學
• 主分類號: G01N27/74
• 分類號: G01N27/74;G01N33/569;G01N33/543
• 代理公司: 太原市科瑞達專利代理有限公司 14101
• 代理人: 趙禛

1.一種基于電磁效應的病菌檢測裝置，它包括筒體、蓋體（2）、驅動控制箱（26）和磁珠（10），其特征在于：

所述驅動控制箱（26）底面上安裝有控制箱（25），控制箱（25）中設置有信號控制模塊（251）、電源模塊（252）和電動勢檢測裝置（253），信號控制模塊（251）與電動勢檢測裝置（253）分別與電源模塊（252）電氣連接；

所述筒體的上部設置為蓋體連接段（11），筒體的中部設置為電磁檢測段（12），筒體的下部設置為驅動控制箱連接段（13），蓋體（2）可拆卸地蓋合于蓋體連接段（11）中，在蓋體（2）的心部豎直向下設置有與筒體同軸的推進管體（4），推進管體（4）中設置有沿推進管體（4）往復滑動的推桿（6），推桿（6）遠離筒體的一端設置有手柄（9），推桿（6）的中部設置有塞體（8），推桿（6）靠近筒體一端的端面上設置有檢測托盤（7），檢測托盤（7）延伸至電磁檢測段（12）內，檢測托盤（7）的一側側面上安裝有吸附板（5），所述磁珠（10）吸附于吸附板（5）上，磁珠（10）的外表面涂覆有金元素層（101），金元素層（101）的外表面上種植有與待測液體中的病菌發生特異性結合的抗體層（102），檢測托盤（7）的心部設置有空心的導線管，導線管依次貫穿塞體（8）、推桿（6）與手柄（9）延伸至推進管體（4）的外部，導線安裝于導線管中，導線的一端分別與吸附板（5）的兩端電氣連接，導線的另一端分別與電源模塊（252）的正負電極電氣連接；

所述電磁檢測段（12）的側壁內設置有螺旋線圈（3），螺旋線圈（3）的兩端分別通過導線與所述信號控制模塊（251）電氣連接，所述電動勢檢測裝置（253）的兩端與螺旋線圈（3）的兩端電氣連接；

所述驅動控制箱連接段（13）與電磁檢測段（12）的接口處安裝有篩網（15），驅動控制箱連接段（13）的側壁上對稱設置有與筒體軸線方向相平行的滑槽（14），驅動控制箱（26）可拆卸地安裝于驅動控制箱連接段（13）的下部；

所述驅動控制箱（26）的上端面設置為敞口，驅動控制箱（26）的底面上位于控制箱（25）的兩側還豎直向上對稱設置有升降導桿（21），升降導桿（21）的上端部設置有托板（20），升降導桿（21）驅動托板（20）沿豎直方向上下往復運動；托板（20）的上方設置有攪拌槳底座（18），攪拌槳底座（18）上設置有攪拌槳槽（27），攪拌槳槽（27）的槽口上覆蓋有密封帶（28），攪拌槳底座（18）的側壁與滑槽（14）位置對應處設置有沿滑槽（14）滑動的滑塊（16）；電機（24）固定安裝于驅動控制箱（26）內的中部，電機（24）分別與所述電源模塊（252）和信號控制模塊電氣連接，電機（24）的轉子豎直向上設置，電機（24）的轉子通過聯軸器（23）與轉軸（22）的下端部固定連接，轉軸（22）的上部貫穿托板（20）和攪拌槳底座（18）延伸至篩網（15）的下方，轉軸（22）的上端部安裝有套筒（19），套筒（19）的外部設置有攪拌槳（17），攪拌槳（17）安裝于所述攪拌槳槽（27）中。

2.根據權利要求1所述的一種基于電磁效應的病菌檢測裝置，其特征在于：所述蓋體連接段（11）的內壁上設置有螺紋，蓋體（2）與蓋體連接段（11）螺紋連接；所述驅動控制箱連接段（13）的內壁上亦設置有螺紋，驅動控制箱連接段（13）與驅動控制箱（26）螺紋連接。

3.根據權利要求2所述的一種基于電磁效應的病菌檢測裝置，其特征在于：所述蓋體（2）與蓋體連接段（11）螺紋連接部分的上部設置有密封圈。

4.根據權利要求1所述的一種基于電磁效應的病菌檢測裝置，其特征在于：所述抗體層（102）中攜帶有多種不同種類的抗體。

5.根據權利要求1所述的一種基于電磁效應的病菌檢測裝置，其特征在于：所述蓋體連接段（11）、電磁檢測段（12）與驅動控制箱連接段（13）一體成型。

6.如權利要求1所述的一種基于電磁效應的病菌檢測裝置的檢測方法，其特征在于包括以下步驟：

S1、在磁珠（10）的外表面電鍍金元素層（101），在金元素層（101）的外表面種植抗體層（102），將種植有抗體層（102）的磁珠（10）放入培養液中留待后步使用；

S2、首先，信號控制模塊（251）控制升降導桿（21）初始位置位于驅動控制箱（26）的底部，將驅動控制箱（26）安裝于驅動控制箱連接段（13）的下部，轉軸（22）貫穿托板（20）和攪拌槳底座（18）延伸至攪拌槳底座（18）的上方，將攪拌槳（17）安裝于轉軸（22）上端部設置的套筒（19）上，將篩網（15）安裝于驅動控制箱連接段（13）與電磁檢測段（12）的接口處；

S3、信號控制模塊（251）控制升降導桿（21）向上運動，升降導桿（21）通過托板（20）驅動攪拌槳底座（18）沿滑槽（14）向上運動，直至攪拌槳（17）回收至攪拌槳槽（27）中，攪拌槳槽（27）槽口處的密封帶（28）將攪拌槳槽（27）閉合；

S4、信號控制模塊（251）控制吸附板（5）與電源模塊（252）導通，信號控制模塊（251）控制螺旋線圈（3）與電源模塊（252）導通，螺旋線圈（3）內部產生磁感線；取出步驟S1中制備好的磁珠（10），將磁珠（10）吸附在吸附板（5）上，將蓋體（2）安裝于蓋體連接段（11）上，手動推動推桿（6）將檢測托盤（7）由推進管體（4）推入電磁檢測段（12）中，檢測托盤（7）切割螺旋線圈（3）產生的磁感線，電動勢檢測裝置（253）記錄初始狀態螺旋線圈（3）兩端的電勢差；

S5、取下蓋體（2），向電磁檢測段（12）中倒入待測液體，將蓋體（2）再次安裝于蓋體連接段（11）上；信號控制模塊（251）控制升降導桿（21）向下運動，升降導桿（21）通過托板（20）驅動攪拌槳底座（18）沿滑槽（14）向下運動，攪拌槳（17）與攪拌槳底座（18）分離，攪拌槳槽（27）槽口處的密封帶（28）將攪拌槳槽（27）閉合；

S6、手動推動推桿（6）將檢測托盤（7）推入電磁檢測段（12）的中部，信號控制模塊（251）控制吸附板（5）與電源模塊（252）斷開，信號控制模塊（251）控制電機驅動攪拌槳（17）轉動，帶有抗體層（102）的磁珠（10）在待測液體中與待測液體中的病菌發生特異性結合，病菌吸附在抗體層（102）上；

S7、信號控制模塊（251）控制吸附板（5）重新與電源模塊（252）導通，步驟S6中與病菌發生特異性結合的磁珠（10）再次吸附在吸附板（5）上；

S8、信號控制模塊（251）控制電機驅動攪拌槳（17）停止轉動，重復執行步驟S3，將攪拌槳（17）回收至攪拌槳槽（27）中，重復執行步驟S4中的手動推動推桿（6）將檢測托盤（7）由推進管體（4）推入電磁檢測段（12）中，檢測托盤（7）切割螺旋線圈（3）產生的磁感線，電動勢檢測裝置（253）記錄磁珠（10）吸附病菌后螺旋線圈（3）兩端的電勢差，與步驟S4中記錄的初始狀態螺旋線圈（3）兩端的電勢差比較，獲得待測液體中病菌的含量；

S9、將本裝置拆卸后清洗干凈，重復上述步驟S1至S8進行下一待測液體中病菌的含量。