一种全自动细菌生长检测系统及其检测方法与流程

本发明涉及生物，特别涉及一种全自动细菌生长检测系统及其检测方法。

背景技术：

1、在微生物工程与发酵生产工艺中，连续、准确地检测细菌生长动态至关重要。当前行业普遍采用od600吸光度值作为评估微生物悬浮液密度的指标，以此间接反映细菌生长进程。细菌生命周期常被分为延迟期、对数生长期、稳定期和衰亡期四个关键阶段。细菌发酵产酶过程中，在对数生长期繁殖迅速，此时酶的合成速度与细菌增长同步，可通过od600值的快速升高预测产酶高峰期。而在稳定期，尽管菌体数量增速放缓，但细胞内积累的酶活性往往达到峰值。因此，了解细菌所处生命周期的阶段对于优化发酵过程参数，具有重要的理论指导意义。

2、然而，现行的od600值检测手段普遍存在局限性。常规的人工定时取样及后续通过分光光度计测定的做法，不仅增加了操作复杂性，同时伴随着较高的污染风险，难以实现对细菌生长过程的自动化、连续监控。另外，尽管市场上已出现集成在小型培养器上的自动化分光光度计检测系统，能够实现整个发酵过程的连续、实时od600值检测，但当od600值超过0.8时，测量结果的准确性显著下降，这是现有技术亟待解决的关键痛点。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是提供一种全自动细菌生长检测系统及其检测方法，该系统包含了集成多仪器的硬件设施和由计算机控制的主控系统，以实现对微生物发酵过程中细菌生长的全程自动化、连续且精准的检测。

2、本发明所要解决的技术问题是通过以下技术方案来实现的：

3、一种全自动细菌生长检测系统，包括：

4、超净工作台，其侧边集成设置有恒温恒湿培养箱和耗材架、前侧边集成有多功能酶标仪；

5、全自动液体处理工作站，其包括自动化物料转移系统，所述自动化物料转移系统集成设置于所述超净工作台的内部，所述自动化物料转移系统包括具有三维移动功能的移板机械臂、8通道移液机械臂及96通道移液机械臂，所述自动化物料转移系统通过控制器控制以确保在检测过程中物料的自动化转运。

6、优选地，所述全自动细菌生长检测系统还包括：用于确保超净工作台无菌条件的紫外灭菌装置、确保观测的照明灯以及用于异常情况警示的声光报警灯以及用于恒温恒湿培养箱振荡培养的振荡装置。

7、优选地，所述移板机械臂用于耗材的自动化转移，所述8通道移液机械臂和96通道移液机械臂用于样本转移、稀释和处理。

8、优选地，所述控制器与主控系统相连，所述主控系统具有逻辑编程功能，所述编程功能包括变量设置、逻辑判断、循环控制以及定时等待。

9、一种利用全自动细菌生长检测系统进行自动化细菌生长检测的方法，包括以下步骤：

10、s1、准备阶段：按照工作站布局，预先放置好已接种种子液的96深孔板、用于od600值检测的96微孔板、枪头盒以及废针站；

11、s2、设置变量：通过主控设定各项变量，包括96深孔板的位置布局、微生物取样体积、稀释用水体积、循环次数(loop循环数)和循环间隔时间；

12、s3、自动化od600值检测：通过控制器控制全自动液体处理工作站执行菌液取样、稀释及od600值检测；

13、s4、数据处理与分析：完成预设循环次数后，进行数据处理，并保留数据。

14、优选地，步骤s3具体包括以下步骤：

15、s31、利用移板机械臂将样品板从超净工作台台面转移至恒温恒湿培养箱；

16、s32、启动振荡培养并同步启动计时；

17、s33、计时结束后，通过自动化物料转移系统依次执行样品板转移回超净工作站台面、打开样品板板盖、样品混匀、定量转移至96微孔板和稀释操作；

18、s34、通过移板机械臂自动执行样品板板盖复位并自动送回恒温恒湿培养箱；

19、s35、再次利用移板机械臂将96微孔板转移至多功能酶标仪进行od600值检测；

20、s36、检测完成后，移板机械臂自动执行96微孔板复位操作；

21、s37、循环执行s32-s36的步骤，实现自动化od600值检测。

22、优选地，步骤s4具体为：当所有预设的循环次数执行完毕后，主控系统自动触发终止培养程序，并保存所采集的全部检测数据。

23、优选地，通过调整菌液取样体积与稀释水量的比例，以保证od600值始终保持在0.8以下的有效测量范围。

24、优选地，利用主控系统进行逻辑判断，当需要更换96微孔板时，自动化物料转移系统自动更换并继续检测流程。

25、本发明上述技术方案，具有如下有益效果：

26、本申请的自动化细菌生长检测系统，其实现高度自动化，连续且精准的细菌生长检测系统及其检测方法，解决高od600值检测不准确的问题，通过整合自动稀释步骤，大幅减少人工参与，降低污染风险，提升整体技术水平和经济效益。

技术特征：

1.一种全自动细菌生长检测系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的全自动细菌生长检测系统，其特征在于，所述全自动细菌生长检测系统还包括：用于确保超净工作台(1)无菌条件的紫外灭菌装置、确保观测的照明灯以及用于异常情况警示的声光报警灯以及用于恒温恒湿培养箱(2)振荡培养的振荡装置。

3.根据权利要求1所述的全自动细菌生长检测系统，其特征在于，所述全自动液体处理工作站还包括驱动装置，所述驱动装置通过控制器与所述自动化物料转移系统(4)相连接。

4.根据权利要求3所述的全自动细菌生长检测系统，其特征在于，所述移板机械臂(41)用于耗材的自动化转移，所述8通道移液机械臂(42)和96通道移液机械臂(43)用于样本转移、稀释和处理。

5.根据权利要求1所述的全自动细菌生长检测系统，其特征在于，所述控制器与主控系统相连，所述主控系统具有逻辑编程功能，所述编程功能包括变量设置、逻辑判断、循环控制以及定时等待。

6.一种利用权利要求1-5任一所述的全自动细菌生长检测系统进行自动化细菌生长检测的方法，其特征在于，包括以下步骤：

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤s3具体包括以下步骤：

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤s4具体为：当所有预设的循环次数执行完毕后，主控系统自动触发终止培养程序，并保存所采集的全部检测数据，绘制微生物生长曲线。

9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，通过调整菌液取样体积与稀释水量的比例，以保证od600值始终保持在0.8以下的有效测量范围。

10.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，利用主控系统进行逻辑判断，当需要更换96微孔板(7)时，自动化物料转移系统自动更换并继续检测流程。

技术总结本发明公开了一种全自动细菌生长检测系统及其检测方法，该系统包括超净工作台，其侧边集成设置有恒温恒湿培养箱和耗材架、前侧边集成有多功能酶标仪；全自动液体处理工作站，其包括自动化物料转移系统，自动化物料转移系统集成设置于超净工作台内部，自动化物料转移系统包括移板机械臂、8通道移液机械臂及96通道移液机械臂，自动化物料转移系统通过控制器控制以确保在检测过程中物料的自动化转运。本申请的自动化细菌生长检测系统，其实现高度自动化，连续且精准的细菌生长检测系统及其检测方法，解决高OD<subgt;600</subgt;值检测不准确的问题，通过整合自动稀释步骤，大幅减少人工参与，降低污染风险，提升整体技术水平和经济效益。技术研发人员：周晴,杨永锋,冯颖杰,杨宗灿,杨金初,王艺璇,魏明杰,张婷婷,刘文召,骆震受保护的技术使用者：河南中烟工业有限责任公司技术研发日：技术公布日：2024/9/29