一种自动生物阅读器的制作方法

1.本发明涉及生物试剂检测技术领域，具体涉及一种用于检测和评估生物指示剂被灭菌效果的生物阅读器。


背景技术：

2.生物阅读器，主要用于对生物指示剂灭活的判读，用于监测灭菌器的灭菌效果。
3.现有的医用消毒灭菌设备，不管是用于低温灭菌的，如过氧化氢低温等离子体灭菌器；还是高温灭菌的，如脉动真空压力蒸汽灭菌器，当把需要消毒灭菌的医疗器械装入灭菌器的灭菌仓内进行灭菌时，为了评价医疗器械在灭菌器内的灭菌效果，通常均需要将装有特定细菌的生物指示剂，随同待灭菌的医疗器械同时放入灭菌器的灭菌仓内一起进行消毒灭菌。
4.生物指示剂的形状如图6所示，生物指示剂的外形呈圆管状，外周通常为薄壁透明塑料管，在管腔内放置有菌片和培养基，菌片上附着预置具有活性的特定细菌，如芽孢细菌。培养基一般为含有特定的荧光染料的营养液，盛装在透明玻璃管内，再将盛装有培养基的玻璃管置于生物指示剂的塑料管内，并放在菌片上方。在生物指示剂的塑料管的上端，扣合有管帽，以封闭塑料管上方的开口，在管帽的周壁上开设有进气口，以便使灭菌介质(如过氧化氢等离子体)能穿过管帽上的进气口进入到生物指示剂的塑料管内腔，以与菌片充分接触，从而对菌片上附着的细菌进行灭活。
5.灭菌器的灭菌程序完成后，取出灭菌仓内的生物指示剂，检测生物指示剂内的细菌是否被灭活，从而评估本批次灭菌仓内的医疗器械被灭菌的效果。其检测方法是压迫生物指示剂的薄壁透明塑料管，夹破塑料管内的玻璃管，以使玻璃管内的培养基营养液进入到生物指示剂的塑料管内，并对塑料管内的菌片进行细菌培养，其培养方法通常是对生物指示剂进行加热并保温一段时间，其加热温度一般为55～60℃，或者36-37℃。并恒温保持4至240分钟(具体的加热温度和恒温保持时间，根据菌片上预置细菌的不同而进行相应的选择)。
6.如生物指示剂内的细菌没有被完全杀灭，生物指示剂内的芽孢细菌在特定温度下经复苏后会产生酶促反应，在培养基营养液内经过一段时间培养以后，其菌种会大量繁殖。采用特定的荧光染料对细菌细胞进行染色，细菌大量繁殖以后，将携带大量荧光染料。
7.将生物指示剂插入生物阅读器内，通过生物阅读器进行自动判读，生物阅读器包括光源、光线接收装置。光源比如采用紫外线灯，光线接收装置如采用光线接收传感器。紫外线灯光照射到不同程度的荧光上会进行不同程度的光反射，该反射光会被生物阅读器上设置的光线接收装置，如光线接收传感器，进行接收和识别，通过对接收的反射光进行识别和分析，就能判断生物指示剂内的细菌的生物活性是否被灭活。
8.在生物阅读器上通常均开设有多个试验孔，以便可以同时放置多个生物指示剂并能同时对多个生物指示剂进行检测，以提高效率，如申请号为cn2021204886394的中国专利文献公开的一种医疗灭菌验证用无线便携式生物阅读器，以及申请号为cn201811410494.5
的中国专利文献所公开的生物阅读器，均开设有多个试验孔，能同时放置多个生物指示剂，然而当多个生物指示剂分别插入到每个试验孔后，现有技术的生物阅读器均无法自动识别和确认每个试验孔内是否插入或正确插入有生物指示剂，比如某些试验孔内即便没有插入生物指示剂，现有的生物阅读器也不能自动识别，并仍然在使用时对全部试验孔均会同时进行监测，从而对没有插入生物指示剂的空槽也进行监测和分析，造成一定程度的浪费。


技术实现要素：

9.本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种自动生物阅读器，包括本体和支板，在支板的下方安装有放置架，在放置架上开设有多个放置管槽，在本体内安装有加热装置和控制器，加热装置包括电加热片和温度检测器，电加热片分别安装在每个放置管槽半周侧壁的上半部及下半部，每个放置管槽相对于电加热片的另一侧的上半部或下半部安装温度检测器；在支板下方对应每个放置管槽的位置均分别设有活动板和读取器，在活动板上设有磁卡，活动板能带动磁卡朝向读取器移动，当读取器读取到磁卡的信息后，能将信息传递给控制器，控制器根据接收到的信息能判断该放置管槽内已插有生物指示剂，并对插入的生物指示剂进行加热培养和检测，而未插入生物指示剂的放置管槽则不进行加热和检测。
10.本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
11.一种自动生物阅读器，包括本体和支板，在本体内安装有光源、光线接收装置、加热装置和控制器，所述光源、光线接收装置、加热装置均与控制器电连接，所述支板安装在本体顶部的一侧，在支板上开设有多个试验孔，在支板的下方安装有放置架，在放置架上开设有多个放置管槽，支板上开设的多个试验孔与放置架上开设的多个放置管槽相对应，试验孔和放置管槽用于插设生物指示剂，所述加热装置包括电加热片和温度检测器，电加热片分别安装在每个放置管槽半周侧壁的上半部及下半部，每个放置管槽相对于电加热片的另一侧的上半部或下半部，安装温度检测器；
12.在每个试验孔的下方，均分别设置有活动板和读取器，在活动板上安装有磁卡，活动板设于放置架与读取器之间，读取器相对于支板固定设置，且读取器与磁卡相对设置，读取器与控制器电连接；活动板能带动磁卡朝向读取器移动，使磁卡靠近或接触读取器；活动板还能带动磁卡向远离读取器的方向移动。
13.进一步的，放置架呈长方体结构，并采用铝材制成，每个试验孔与对应的放置管槽同轴心线设置，生物指示剂的外形呈圆管状，生物指示剂包括外管，在外管内放置有菌片，在菌片上方放有玻璃内管，在玻璃内管中装有培养基营养液，在外管的顶端扣合有管帽，管帽的外径大于外管的外径，在管帽周壁开设有进气口；
14.试验孔为圆柱形孔，且试验孔的孔径大于管帽的直径，在试验孔的端口边沿处卡设有橡胶垫圈。
15.更进一步的，放置管槽为圆柱形孔槽或圆锥形孔槽，当放置管槽采用圆锥形孔槽时，放置管槽为上大小下的锥台孔结构；
16.在支板上还设有夹破部，所述夹破部为在支板上开设的条形孔槽，所述条形孔槽呈哑铃状，两端为大头状的圆形孔，中间细长部为条形槽，两端的圆形孔与中间的条形槽相连通，两端的圆形孔的直径大于生物指示剂的外管的外径，中间的条形槽的槽宽小于生物
指示剂的玻璃内管的外径，当将插入到端部圆形孔内的生物指示剂向中间的条形槽内扳动时，条形槽部位能夹破生物指示剂的玻璃内管。
17.优选的，在每个放置管槽内腔的前侧壁的上半部及下半部均分别安装电加热片；在每个放置管槽后侧壁的上半部安装温度检测器，在每个放置管槽后侧壁的下半部安装有识别器；
18.在生物指示剂的外管上设有信息标签，生物指示剂的外管插入放置管槽后，识别器在放置管槽内的安装高度与外管上的信息标签的位置与相对应；
19.电加热片、识别器和检测器均分别与本体内安装的控制器电连接。
20.上述自动生物阅读器，在放置架对应活动板的高度位置上开设有横向槽，所述横向槽具体开设在放置管槽侧壁的上半部和下半部之间，且横向槽与活动板相对应；
21.在每个活动板的上表面还设置有挤压块，挤压块呈斜楔状，并设置在活动板靠近放置架的一侧，挤压块的上表面为斜坡面，且斜坡面的倾斜方向为：从靠近放置架向远离放置架的方向倾斜向上，挤压块靠近试验孔的端面与活动板的端面平齐或凸出活动板的端面；
22.活动板及活动板上设置的挤压块均能穿过横向槽而伸入到放置管槽内。
23.进一步的，在支板的下表面开设有与挤压块相配合的限位槽，当活动板相向或相背于读取器移动时，挤压块能在限位槽内左右滑动；
24.在支板的下方，对应每个活动板，还分别配设有定位机构，所述定位机构包括连接块和固定板，连接块固定安装在活动板的底部，固定板呈“u”形结构，固定板“u”形槽两端的竖板与支板的底部固定连接，活动板滑动插设在固定板的“u”形槽腔内，在连接块和固定板之间连接有弹簧。
25.更进一步的，固定板的“u”形槽的槽腔宽度与活动板的宽度相等，固定板的“u”形槽能对活动板的移动进行导向；连接块安装在活动板靠近放置架的一侧，或者远离放置架的一侧；
26.读取器固定安装在支板的下壁或者固定安装在本体的底板上。
27.作为一种优选方案，在每个放置管槽的两相对外侧，均分别设置有一个活动板，磁卡设置在任一侧所设置的活动板上，活动板的宽度大于或等于放置管槽的直径；
28.当放置管槽内未插有生物指示剂时，弹簧在复位弹力作用下，带动活动板向靠近放置架的方向移动，并使活动板和/或挤压块穿过横向槽而伸入到放置管槽内，两个活动板伸入放置管槽内能将放置管槽封闭。
29.优选的，活动板内侧靠近放置架的端面设置呈倾斜的斜坡面，且斜坡面的倾斜方向为：从靠近放置架向远离放置架的方向倾斜向上；
30.在每个放置管槽的外侧，分别设置一个活动板。
31.更优选的，磁卡安装在活动板上相对于读取器的侧壁，且磁卡安装在活动板上后，凸出活动板的端面，磁卡与读取器配合使用，当活动板带动磁卡靠近或接触读取器后，读取器能读取到磁卡的信息，并将信息传递给控制器。
32.本发明的有益效果是：本发明提出的一种自动生物阅读器，通过设置活动板、磁卡和读取器，在生物指示剂插入放置管槽时，本体通过读取器和磁卡即可识别到生物指示剂已经插入到放置管槽内的信息，并只对已插入有生物指示剂的放置管槽自动进行加热培养
和检测，而未插入生物指示剂的放置管槽则不进行加热和检测，更为节省能耗，减少设备的整体发热量。另外，通过在放置管槽内设置电加热片、识别器以及温度检测器，采用侧面全方位加热，既解决了现有放置管槽受热不均的技术问题，还在结构上优化了空间布局，减少了放置管槽端的机体厚度，使自动生物阅读器的结构更加紧凑。本发明提高了放置管槽内部生物指示剂升温的速度及保温的均匀性，并保证了放置管槽内部生物指示剂温度达到工作温度后反馈的及时性，从而更加有利于对生物指示剂的培养与监测。
附图说明
33.图1为本发明整体的结构示意图；
34.图2为本发明去除本体底板后的仰视结构示意图；
35.图3为图2中a处的放大图；
36.图4为本发明活动板与固定板的结构示意图；
37.图5为本发明对应一个试验孔处的局部剖视结构图；
38.图6为本发明放置架的结构示意图；
39.图7为本发明放置架的剖视结构图
40.图8为生物指示剂的透视结构图；
41.图中标号说明：
42.1、本体；2、支板；3、试验孔；4、生物指示剂；5、活动板；6、读取器；7、磁卡；8、挤压块；9、限位槽；10、连接块；11、固定板；12、弹簧；13、电加热片；14、识别器；15、温度检测器；20、夹破部；30、放置架；31、放置管槽；41、外管；42、玻璃内管；43、菌片；44、管帽。
具体实施方式
43.下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。
44.请参阅图1～图8所示，一种自动生物阅读器，包括本体1和支板2，本体1呈壳体状，包括上壳体和底板，在本体1内安装有光源、光线接收装置、加热装置、电源和控制器，在本体1的顶部安装有显示屏，以显示生物阅读器的检测结果。光源、光线接收装置、加热装置、显示屏均和控制器电连接，此为现有技术，在此不再赘述。
45.如图1所示，支板2安装在本体1顶部的一侧，在支板2上开设有多个试验孔3，在支板2的下方安装有放置架30，放置架30呈长方体结构，放置架30采用导热系数高的金属材料制成，如铝材。在放置架30上开设有多个放置管槽31，具体如图6和图7所示，放置管槽31用于放置生物指示剂4，当将放置架30安装到支板2下方时，支板2上开设的多个试验孔3与放置架30上开设的多个放置管槽31分别一一对准，且试验孔3与对应的放置管槽31的轴心线为同一直线。在向放置管槽31内插入生物指示剂4时，将生物指示剂4从上至下穿过支板2上开设的试验孔3后，插入放置架30上开设的放置管槽31内。
46.如图8所示，生物指示剂4的外形呈圆管状，生物指示剂4包括外管41，外管41通常为薄壁透明塑料管，具有一定的柔韧性。在外管41内放置有菌片43，菌片43上附着预置具有活性的特定细菌，如芽孢细菌。在菌片43上方设有透明的玻璃内管42，在玻璃内管42中装有培养基营养液，在外管41的顶端扣合有管帽44，管帽44的外径大于外管41的外径，在管帽44
周壁开设有进气口。
47.在本实施例中，试验孔3为圆柱形孔，其孔径大于生物指示剂4的外管41的外径，并大于管帽44的直径，在试验孔3的端口边沿处卡设有橡胶垫圈，从而使生物指示剂4在穿过试验孔3的端口边沿时，不会将生物指示剂4的外管41划伤或划破。
48.本实施方式中，在放置架30上开设的多个放置管槽31，均用于放置生物指示剂4，每个放置管槽31内均可放置一个生物指示剂4，放置管槽31为圆柱形孔槽，做为优选的实施方式，放置管槽31也可采用上大小下的锥形孔结构，这样生物指示剂4在插入到放置管槽31中后，可使其与放置管槽31内壁保持紧密接触。
49.如图1所示，在支板2上还设有夹破部20，所述夹破部20为在支板2上开设的条形孔槽，所述条形孔槽呈哑铃状，其两端为大头状，中间为细长部。在本实施方式中，夹破部20的两端为圆形孔，两端的圆形孔通过条形槽连通，圆形孔的直径大于生物指示剂4的外管41的外径，从而使生物指示剂4能插入到两端的任一个圆形孔内。连接两端圆形孔的条形槽的槽宽尺寸小于生物指示剂4的玻璃内管42的外径，当将插入到端部圆形孔内的生物指示剂4向条形槽内扳动时，因条形槽的槽宽尺寸小于玻璃内管42的外径，故在扳动过程中，夹破部20的条形槽部位即能夹破挤碎生物指示剂4的玻璃内管42，从而使玻璃内管42内的培养基营养液能流进外管41内，从而能为菌片43上预置的细菌提供生长和繁殖用的营养液。
50.本实施方式中，所述加热装置包括电加热片13和温度检测器15，在每个放置管槽31的内腔的半周侧壁上均设置有电加热片13，具体如图7所示，所述电加热片13可设置在放置管槽31的内壁或者设置在放置管槽31的外壁，在本实施方式中，电加热片13设置在放置管槽31的内壁，且在放置管槽31高度方向的上半部及下半部均分别设置电加热片13；电加热片13设置在放置管槽31内腔的前侧或者后侧，在图7中，电加热片13是设置在放置管槽31内腔前侧壁的上半部及下半部。
51.在每个放置管槽31相对于电加热片13的另一侧的下半部安装有识别器14，上半部安装有温度检测器15，具体如图6所示。当然，也可以将识别器14安装在放置管槽31相对于电加热片13的另一侧的上半部，将温度检测器15安装在放置管槽31相对于电加热片13的另一侧的下半部。电加热片13、识别器14和检测器15均分别与本体1内安装的电源和控制器电连接。通过识别器14可对生物指示剂外管41上贴附的信息标签进行识别，故识别器14的安装高度应与外管41上的信息标签的位置相对应，识别器14安装在放置管槽31的周壁，且识别器14的感应触头应伸入放置管槽31的内腔中并与外管41上的信息标签相对应，从而能对外管41上的信息标签进行感应和识别。温度检测器15可以安装在放置管槽31的内壁或者安装在放置管槽31的外壁，温度检测器15的检测探头应伸入放置管槽31的内腔中。在本实施方式中，识别器14和温度检测器15均安装在放置管槽31的后侧壁上，且温度检测器15安装在后侧壁的上半部，识别器14安装在后侧壁的下半部。
52.将生物指示剂4插放在放置架30上开设的放置管槽31内部，由电加热片13对放置管槽31上下同时进行加热，从而为放置管槽31内的生物指示剂4提供适宜的温度环境。作为优选方案，温度检测器15的检测探头应与放置管槽31内插入的生物指示剂4的外管41接触，从而使其对生物指示剂4的温度测量更加准确。待放置管槽31与电加热片13相对另一侧的温度检测器15检测到温度达到预定值时，传输温度数据已达到工作温度，从而有利于对生物指示剂4内细菌的培养，使检测结果更加准确便捷。
53.做为更进一步的优选方案，在支板2的每个试验孔3的下方，对应放置架30上开设的每个放置管槽31，均分别设置有活动板5，在一个实施例中，在每个放置管槽31的两相对外侧，均分别设置有一个活动板5，如图2和图3所示；在另一个实施例中，只在每个放置管槽31的任一外侧，设置一个活动板5。
54.在支板2的下方，对应每个放置管槽31的位置，均固定安装有读取器6，在一个实施例中，读取器6固定设置在支板2的下方，在另一个实施例中，读取器6固定设置在本体1的底板上。活动板5设于放置架30与读取器6之间，读取器6相对于支板2或/和本体1的底板固定设置。
55.具体的，读取器6设置在活动板5的外侧，并与活动板5相对设置。在相对于读取器6的活动板5的一侧，还安装有磁卡7，且磁卡7安装在活动板5上后，凸出活动板5的端面，具体如图3所示，磁卡7的安装位置与读取器6相对应，且磁卡7与读取器6配合使用，当活动板5带动磁卡7靠近或接触读取器6后，读取器6能读取到磁卡7的信息，并将信息传递给控制器。
56.当在每个放置管槽31的两相对外侧均设置活动板5时，磁卡7可以只设置在其中一侧的活动板5上，当然磁卡7也可以在前后两侧的活动板5上均设置，但优选方案是只在其中一侧的活动板5上安装磁卡7。读取器6与磁卡7对应设置。
57.作为更优选的方案，在每个活动板5的上表面还设置有挤压块8，且在支板2的下表面还开设有与挤压块8相配合使用的限位槽9，从而使挤压块8能在限位槽9内前后滑动，具体如图4和图5所示。挤压块8呈斜楔状，并设置在活动板5靠近放置架30的一侧，挤压块8的上表面为斜坡面，且其坡度倾斜方向为：从靠近放置架30向远离放置架30的方向倾斜向上，挤压块8的斜坡面长度优选大于放置管槽31的半径。挤压块8靠近放置架30的端面与活动板5的端面平齐或凸出活动板5的端面。
58.作为另一种实施例，也可以将活动板5靠近放置架30的内端面倒角呈倾斜的斜坡面，以代替在活动板5上表面设置的挤压块8，但设置挤压块8的技术效果更好。
59.在放置架30对应活动板5的高度位置上，开设有横向槽，且活动板5及活动板5上设置的挤压块8均能穿过横向槽而伸入到放置管槽31的内部。具体的，在放置管槽31上半部与下半部之间的侧壁上，开设有贯穿放置管槽31侧壁的槽向槽。且槽向槽与活动板5相对应。。
60.为支撑活动板5的滑动，在支板2的下方，对应每个活动板5，还配设有定位机构，参阅图3和图4所示，定位机构包括连接块10和固定板11，连接块10固定安装在活动板5的底部，连接块10安装在活动板5靠近放置架30的一侧，或者远离放置架30的一侧。附图3中，连接块10是设置在活动板5靠近放置架30的一侧。
61.固定板11呈“u”形结构，固定板11“u”形槽两端的竖板与支板2的底部固定连接，活动板5滑动插设在固定板11的“u”形槽腔内，活动板5能在固定板11的“u”形槽腔内前后滑动，固定板11的“u”形槽的槽腔宽度与活动板5的宽度相适配，并优选u”形槽的槽宽与活动板5的宽度相等，这样固定板11的“u”形槽能对活动板5的移动进行导向，防止其在移动过程中发生偏移，使活动板5的移动更加稳定精准。
62.在连接块10和固定板11之间连接有弹簧12，当向试验孔3和放置管槽31内插入生物指示剂4时，插入的生物指示剂4会推抵挤压块8或活动板5的斜坡面，从而推动活动板5沿着固定板11的“u”形槽腔向远离放置架30的方向滑动，此时活动板5底部设置的连接块10推抵弹簧12，使弹簧12发生形变。随着活动板5的外移，活动板5外侧设置的磁卡7即靠近或接
触读取器6，使读取器6能读取到磁卡7的信息，并将信息传递给控制器，从而使控制器根据接收到的信息能判断该放置管槽31内已插入有生物指示剂4。随后即可开始对插入的生物指示剂4进行加热培养和检测，而未插入生物指示剂4的放置管槽31则不会进行加热和检测。
63.当工作结束，从试验孔3和放置管槽31内抽出生物指示剂4后，弹簧12复位，在自身复位弹力作用下，带动活动板5向靠近试验孔3的方向移动，并使活动板5和/或挤压块8能穿过横向槽而伸入到放置管槽31的内部。当在每个放置管槽31的前后两侧均设置活动板5时，弹簧12能快速带动活动板5复位，两个活动板5伸入放置管槽31内还可将放置管槽31封闭，防止杂质掉入放置管槽31内。当然，当需密封放置管槽31时，活动板5的宽度应大于或等于试验孔3的直径。
64.作为更优选的方案，将试验孔3的孔径与生物指示剂4的管帽44的外径相适配，放置管槽31的孔径与生物指示剂4的外管41的外径相适配，试验孔3的孔径大于放置管槽31的孔径。当将生物指示剂4向下插入到放置管槽31内时，应将生物指示剂4一直向下插入到生物指示剂4的管帽44的下沿抵触到放置架30的上端面时，即表示已插入到位。
65.当生物指示剂4向下插入试验孔3和放置管槽31后，生物指示剂4的外管41推抵活动板5和/或挤压块8向远离试验孔3的方向移动一段距离，此时，磁卡7靠近读取器6，使读取器6能读取到磁卡7靠近的信息，并将信息传递给控制器，控制器根据接收到的信息能判断该放置管槽31内已插入有生物指示剂4。
66.做为替代方案，还可以在本体1上设置扫描模组，以代替在每个放置管槽31相对于电加热片13的另一侧下半部所安装的识别器14，扫描模组和识别器14的功能一致，均是用于扫描和解读生物指示剂4的信息。在生物指示剂4的外周贴敷有信息标签，当采用扫描模组代理识别器14时，所述扫描模组用于读取识别信息标签，扫描模组优选采用现有的二维码扫描枪，未在附图中标示。使用时，使用者可通过扫描模组扫描生物指示剂4上携带的二维码信息标签来自动开启阅读功能，并且传递至控制器解读自动生成试剂相关信息，而使用过的二维码信息标签不可再次使用，防止二次利用对判读的有效性造成误差。
67.工作原理：用户将生物指示剂4插入试验孔3和放置管槽31内时，生物指示剂4的底部触碰到挤压块8，并通过挤压块8带动活动板5移动，活动板5在移动时会通过连接块10使弹簧12发生形变，且磁卡7也会随活动板5移动向读取器6靠近或接触，读取器6接收磁卡7信号并向本体1内安装的控制器传输，即可实现生物指示剂4的插入识别。控制器检测到放置管槽31内插入有生物指示剂4时，即控制已插入有生物指示剂4的放置管槽31上所安装的电加热片13开始工作，从而对放有生物指示剂4的放置管槽31进行加热，并控制该放置管槽31上安装的识别器14和温度检测器15工作，对加热过程中的生物指示剂4的升温及保温温度进行监控，并对生物指示剂4上的标签信息进行判读。
68.以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。