专利名称：微生物生长光学检测传感器的制作方法
技术领域：
本发明涉及医疗仪器设备，具体而言，涉及ー种用于自动血培养仪检测系统的微生物生长光学检测传感器。
背景技术：
由于医疗技术的进步，各种诊断治疗手段与日俱增，例如器官移植，抗肿瘤药物、广谱抗生素、免疫抑制剂的广泛使用，各种介入性检查治疗、静脉内高营养及其它导管留置等都为菌血症、败血症的发生制造条件。菌血症和败血症发病时间迅速，死亡率较高。近20年来血液感染的发生率明显增加，据权威资料统计，已由70年底的6%上升至目前的13%，这还不包括相当一部分由厌氧菌感染所导致的菌血症和败血症。由于菌血症和败血症是临床上严重危及患者生命的疾病，死亡率高达29%，而血液细菌培养是确立菌血症和败血症诊断的重 要依据，对于严重感染性疾病的患者，能否有效的治愈，很大程度上决定于及时准确的细菌培养报告。目前，除少数条件很好的医院依赖进ロ自动血培养仪器外，国内大多数医院临床进行血液细菌培养，还是以手工方式进行人工静态培养，用肉眼观察微生物的生长情況。这种人工培养方式存在微生物生长差、培养时间长、阳性率检出低、准确性差、污染率较高等缺点，远不能适应现代临床医疗的需要。现有的全自动血培养仪主要由恒温孵育器、检测系统及特制培养瓶三大部分组成。将血液标本接种于特制培养瓶的培养液中，特制培养瓶在恒温孵育器中不停震荡以加速细菌培养，瓶中还注有特殊感受器指示剂，细菌在生长过程中会产生ニ氧化碳并引起氧化还原反应，使感受器指示剂激发荧光并产生颜色变化。通过检测荧光和颜色变化来确定微生物生长情況。自动血培养仪检测系统的核心部件是微生物生长光学检测传感器，其设置于特制培养瓶底部，在瓶中微生物生长过程中，微生物生长光学检测传感器将微弱的荧光变化或色度变化适时准确检测出来，通过光电转换和放大电路，由分析处理系统记录并显示细菌生长情况，绘制生长曲线，精确判断样本阳性的临界点并作出报告。
发明内容
为了检测和记录特制培养瓶中微生物的生长，本发明g在提供ー种微生物生长光学检测传感器，目的是利用微生物生长机理和光学原理，提供ー种高灵敏度、抗干扰、能检测到微生物生长并转化为与微生物生长数量正比例变化电信号的微生物生长检测传感器。根据本发明的微生物生长检测传感器，其包括发光二极管阵列、滤光片、光电ニ极管、内空圆柱体底座、发光二极管恒流电源，其特征在于，所述发光二极管阵列由多个LED组成，所述滤光片位于内空圆柱体中心靠近顶端位置，略低于顶端；所述光电ニ极管位于滤光片的垂直下方，所述光电ニ极管的受光面面向滤光片且与滤光片平面平行。优选的是，所述多个LED的个数为4个。优选的是，所述多个LED均匀镶嵌在内空圆柱体底座顶部四周，位置略低于圆柱体底座的顶部平面，且与顶部平面成45度角傾斜。
优选的是，所述滤光片平面与圆柱体中轴线垂直，并由螺纹套件固定。优选的是，所述光电ニ极管的输出线接高灵敏度低噪声线性放大电路。优选的是，所述发光二极管阵列串联连接并接至发光二极管恒流电源，以保证LED亮度的稳定性。优选的是，所述发光二极管选用同型号、同參数、发射中心波长535nm的高亮LED作为激发光源。优选的是，所述滤光片为真空镀膜滤光片。优选的是，所述真空镀膜滤光片的中心波长为590nm，带宽10nm，以有效滤除杂光的干扰。优选的是，所述光电ニ极管安装在光电ニ极管座上，光电ニ极管座放置在检测管座内。更加优选的是，所述检测管座通过螺纹拧紧在内空圆柱体底座上，所述滤光片放置在检测管座上，由检测管盖固定在检测管座上。与现有技术相比，本发明的有益效果是1、实现了对微生物生长的高灵敏度精确检测，从而实现了对血液标本细菌生长和检测的全自动化，解决了手工方式人工静态培养的微生物生长差、培养时间长、阳性率检出低、污染率高、准确性差等缺点。2、提高了检测微生物生长的灵敏度，灵敏度达到< 10CFU，检测结果准确可靠稳定。3、抗干扰能力强，避免假阳性和假阴性，检测过程阳性率稳定、检测时间短、不容易污染，90%阳性标本可在24小时内被检测，使我公司生产的全自动血培养仪各项指标达到国际水平。
图1是采用本发明的微生物生长光学检测传感器的全自动血培养仪的三维透视图；图2是根据本发明的微生物生长光学检测传感器的结构示意图，其中，401为发光ニ极管LED、402为滤光片、404为内空圆柱体底座、405为发光二极管恒流电源；图3是根据本发明的微生物生长光学检测传感器的剖面图。
具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明进ー步说明，但不作为对本发明的限定。现在參阅图1，图1是采用本发明的微生物生长光学检测传感器的全自动血培养仪的三维透视图。在图1中，全自动血培养仪包括由转盘前板101、套筒103和端盖102组成的转盘；旋转轴204、联轴节201、减速机202和步进电机203组成的机械传动系统；定位挡片301、起始位位置传感器302组成的位置控制系统；微生物生长光学检测传感器4以及固定底座5。转盘通过旋转轴204与步进电机 203相连，定位挡片301固定在转盘边缘，起始位位置传感器302固定在转盘下方，定位挡片301、起始位位置传感器302与步进电机203均与全自动血培养仪的信号控制单元(未示出)相连。
继续參考图2和图3，图2是根据本发明的微生物生长光学检测传感器的结构示意图，图3是根据本发明的微生物生长光学检测传感器的剖面图。本发明的微生物生长光学检测传感器包括发光二极管阵列401、滤光片402、光电ニ极管403、内空圆柱体底座404、发光二极管恒流电源405。发光二极管阵列401由3-8只LED串联组成，优选为4只，均匀镶嵌在内空圆柱体底座404的顶部四周，位置略低于内空圆柱体底座404顶部平面，且与顶部平面成45度角倾斜。光电ニ极管403安装在光电ニ极管座406上,光电ニ极管座406放置在检测管座407内，检测管座407通过螺纹拧紧在内空圆柱体底座404上，滤光片402放置在检测管座407上，由检测管盖408固定在检测管座407上。光电ニ极管403固定在滤光片402的下部，受光面面向滤光片402且与滤光片402平面平行，光电ニ极管输出线409接高灵敏度低噪声线性放大电路。所述4只发光二极管串联连接并接至LED的恒流源供电电路，以保证LED亮度的稳定性。4只发光二极管选用同型号、同參数、发射中心波长为535nm的高亮LED，作为激发光源。所述滤光片402为真空镀膜滤光片，中心波长为590nm，带宽10nm，窄带宽能够有效滤除杂光的干扰。发光二极管以45度角照亮特制培养瓶底，为特制培养瓶高分子膜内的电位感受器指示剂提供激发光源，采用4只是为了有足够亮度且亮度均匀，同时也为了保证光电ニ极管处在线性工作区。发光二极管恒流电源保证发光稳定。本发明的微生物生长检测传感器通常配合ー种特制培养瓶，这种培养瓶瓶底有一层高分子膜，膜内均匀混合了一种电位感受器指示剂，细菌在生长过程中会产生氧化还原反应，引起培养基内电位的变化，使感受器指示剂受激发产生荧光和色度变化，这种变化与微生物数量的变化以及氧化还原电位的变化表现出良好的一致性。这种氧化还原电位法较之ニ氧化碳色度法检测，具有更高的稳定性和灵敏度。这种优选的感受器指示剂的激发波长为550nm，荧光发射波长为590nm。
以上所述的实施例，只是本发明优选的具体实施方式
的ー种，本领域的技术人员在本发明技术方案范围内进行的通常变化和替换都应包含在本发明的保护范围内。
权利要求
1.ー种微生物生长光学检测传感器，其包括发光二极管阵列(401)、滤光片(402)、光电ニ极管(403)、内空圆柱体底座(404)、发光二级管恒流电源(405)，其特征在于，所述发光二极管阵列(401)由多个LED组成，所述滤光片(402)位于内空圆柱体中心靠近顶端位置，略低于顶端；所述光电ニ极管(403)位于滤光片(402)的垂直下方,所述光电ニ极管(403)的受光面面向滤光片(402)且与滤光片平面平行。
2.根据权利要求1所述的微生物生长光学检测传感器，其特征在于，所述多个LED的个数为4个。
3.根据权利要求1或2所述的微生物生长光学检测传感器，其特征在于，所述多个LED均匀镶嵌在内空圆柱体底座(404)顶部四周，位置略低于内空圆柱体底座(404)的顶部平面,且与顶部平面成45度角傾斜。
4.根据权利要求3所述的微生物生长光学检测传感器，其特征在干，所述滤光片平面与圆柱体底座(404)中轴线垂直，并由螺纹套件固定。
5.根据权利要求3所述的微生物生长光学检测传感器，其特征在于，所述光电ニ极管(403)的输出线接高灵敏度低噪声线性放大电路。
6.根据权利要求1或2所述的微生物生长光学检测传感器，其特征在于，所述发光二级管阵列(401)串联连接并接至发光二极管恒流电源(405)，以保证LED亮度的稳定性。
7.根据权利要求6所述的微生物生长光学检测传感器，其特征在干，所述发光二级管选用同型号、同參数、发射中心波长535nm的高亮LED作为激发光源。
8.根据权利要求1所述的微生物生长光学检测传感器，其特征在于，所述滤光片(402)为真空镀膜滤光片。
9.根据权利要求8所述的微生物生长光学检测传感器，其特征在干，所述真空镀膜滤光片的中心波长为590nm，带宽10nm，以有效滤除杂光的干扰。
10.根据权利要求1或2所述的微生物生长光学检测传感器，其特征在于，所述光电ニ极管(403)安装在光电ニ极管座(406)上，光电ニ极管座(406)放置在检测管座(407)内。
11.根据权利要求10所述的微生物生长光学检测传感器，其特征在于，所述检测管座(407)通过螺纹拧紧在内空圆柱体底座(404)上，所述滤光片(402)放置在检测管座(407)上，由检测管盖(408)固定在检测管座(407)上。
全文摘要
本发明涉及一种医疗检测仪器，具体而言，公开一种微生物生长光学检测传感器。该微生物生长光学检测传感器包括由4只LED组成的发光二级管阵列(401)、滤光片(402)、光电二极管(403)、内空圆柱体底座(404)、发光二级管恒流电源(405)，滤光片为真空镀膜滤光片。本发明的微生物生长光学检测传感器利用微生物生长过程中的荧光原理和比色原理，实现了对微生物生长的高灵敏度精确检测，从而实现了对血液标本细菌生长和检测的全自动化。
文档编号G01N21/27GK103063639SQ20121058342
公开日2013年4月24日 申请日期2012年12月31日 优先权日2012年12月31日
发明者张敏, 周成刚, 张巍, 赵广明, 何芳, 王雯雯, 宋新华 申请人:山东鑫科生物科技股份有限公司