详情

原文传递一种滚筒式液体中病菌含量检测装置及其检测方法

专利名称：	一种滚筒式液体中病菌含量检测装置及其检测方法
摘要：	一种滚筒式液体中病菌含量检测装置及其检测方法，属于磁致伸缩检测装置及检测方法技术领域，解决待测液体中病菌含量的快速检测的技术问题，解决方案为：本检测装置包括壳体，托盘设置于壳体的底部，壳体的上端面可拆卸地设置有端盖，升降电机设置于端盖的上端面上，托盘的上方固定安装有套筒，套筒内侧壁的中部安装有套管，亥姆霍兹线圈安装于套筒内侧壁上并位于套管的两端端面处。本发通过调节可调恒（交）流源，提供交变电流和直流偏置，通过调节恒流大小及交流频率，调节磁致伸缩体的频率及振幅，通过材料本身的物理特性与生物学知识的结合，采用套筒旋转增大传感器和待测液体中病菌特异性结合效率，快速实现待测液体中病菌的定量检测。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	山西;14
申请人：	太原科技大学
发明人：	张克维;郭琦;姜勇;陈峰华;宗朔通;吴佩萱
专利状态：	有效
申请日期：	2019-03-15T00:00:00+0800
发布日期：	2019-06-14T00:00:00+0800
申请号：	CN201910197269.6
公开号：	CN109884298A
代理机构：	太原市科瑞达专利代理有限公司
代理人：	赵禛
分类号：	G01N33/569(2006.01);G;G01;G01N;G01N33
申请人地址：	030024 山西省太原市万柏林区瓦流路66号
主权项：	1.一种滚筒式液体中病菌含量检测装置，它包括亥姆霍兹线圈（5）、升降电机（10）、旋转电机（1）、壳体（2）和托盘（3），其特征在于：所述托盘（3）的上方固定安装有套筒（4），套筒（4）侧壁的底部设置有排水孔，套筒（4）内侧壁的中部安装有套管（7），所述亥姆霍兹线圈（5）安装于套筒（4）内侧壁上并位于套管（7）的两端端面处，套管（7）的内侧壁上设置有用于增大液体流动的若干凸起（12），套管（7）与凸起（12）的材质均为磁致伸缩材料，套管（7）与凸起（12）的表面上溅射铬元素层（15），铬元素层（15）的外侧面上溅射金元素层（16），金元素层（16）的外侧面上固定有抗体层（17）；所述壳体（2）为空心桶体，所述托盘（3）设置于壳体（2）的底部，所述旋转电机（1）设置于壳体（2）的下方，旋转电子（1）的转子贯穿壳体（2）的底面与托盘（3）固定连接，旋转电机（1）驱动托盘（3）正负180°周期性转动；所述壳体（2）的上端面可拆卸地设置有端盖（8），所述升降电机（10）设置于端盖（8）的上端面上，升降杆（11）的一端安装于升降电机（10）上，升降杆（11）的另一端贯穿端盖（8）延伸至套管（7）中，升降杆（11）的下端部固定安装有喷头（9），端盖（8）的下端面上设置有用于存放喷头（9）的凹槽，升降电机（10）通过升降杆（11）驱动喷头（9）沿竖直方向往复运动；所述壳体（2）内壁的中部设置有用于卡装套筒的台阶孔，壳体（2）的侧壁中设置有用于加热的电阻丝；所述壳体（2）侧壁下部与排水孔位置对应处设置有排水通道（13），贯穿排水孔和排水通道（13）设置有顶杆（14），顶杆（14）的外侧端部延伸至壳体（2）的外部，顶杆（14）的内侧端部安装有塞体；所述壳体（2）的外侧壁上还安装有电气控制箱（6），电气控制箱（6）中安装有示波器、交流电源和直流电源，示波器通过信号线与套管（7）的两个端面电性连接，交流电源分别与亥姆霍兹线圈（5）的外圈和旋转电机（1）电性连接，直流电源分别与亥姆霍兹线圈（5）的内圈、电阻丝和升降电机（10）电性连接，壳体（2）和套筒（4）的侧壁上设置有用于安装电器元件连接线的线槽。 2.根据权利要求1所述的一种滚筒式液体中病菌含量检测装置，其特征在于：所述端盖（8）与壳体（2）的内壁螺纹连接，端盖（8）的下端面上还设置有用于卡装套筒（4）的台阶端面。 3.根据权利要求1所述的一种滚筒式液体中病菌含量检测装置，其特征在于：所述升降电机（10）设置于端盖上端面的心部。 4.根据权利要求1所述的一种滚筒式液体中病菌含量检测装置，其特征在于：所述升降杆（11）为空心管体，升降杆（11）中安装有用于给喷头（9）供液的管道。 5.根据权利要求1所述的一种滚筒式液体中病菌含量检测装置，其特征在于：所述套管（7）的磁致伸缩系数大于20ppm(10-6)，套管（7）内壁与铬元素层（15）之间还涂覆有材质为铜或铝的保护层，所述铬元素层（15）和金元素层（16）的厚度均为60~150nm。 6.根据权利要求1所述的一种滚筒式液体中病菌含量检测装置，其特征在于：所述旋转电机（1）的转子与壳体（2）接触面之间设置有轴承。 7.一种如权利要求1所述的滚筒式液体中病菌含量检测装置的检测方法，其特征在于包括以下步骤： S1、在磁致伸缩材质套管（7）的内壁上溅射铬元素层（15），再在铬元素层（15）的外侧面上溅射金元素层（16），然后将若干种能够与待测液体中病菌携带的抗原发生特异性结合的抗体种植于金元素层（16）的外侧面上，形成抗体层（17），将种植有抗体层（17）的套管（7）放置于培养液中，保持抗体层（17）的生物活性留待后步使用； S2、将步骤S1中种植有抗体层（17）的套管（7）安装于套筒（4）中，将套筒（4）安装在托盘（3）上，将套筒（4）和托盘（3）一起安装在壳体（2）中；直流电源与亥姆霍兹线圈（5）的内圈导通，提供水平方向不大于200奥斯特磁场强度的稳恒磁场；交流电源与亥姆霍兹线圈（5）的外圈导通，提供水平方向不大于5奥斯特磁场强度的交变磁场，通过示波器检测套管（7）的固有频率并记录，然后断开直流电源、交流电源与亥姆霍兹线圈（5）； S3、直流电源与电阻丝连通，调节电阻丝的加热温度为25~40℃，操作顶杆（14）将塞体从套筒（4）中抽离至壳体（2）中，向套筒（4）内添加待测液体，然后将端盖（8）安装在壳体（2）的上端面上，并使喷头（9）回收至用于存放喷头（9）的凹槽中； S4、旋转电机（1）启动，旋转电机（1）驱动托盘（3）带动套筒（4）正负180°周期性转动，待测液体中病菌携带的抗原与抗体层（17）上的抗体发生特异性结合，待测液体中的病菌吸附在抗体层（17）上，套管（7）的重量增加； S5、操作顶杆（14）将塞体从壳体（2）中推动至套筒（4）内部，套筒（4）中的待测液由排液孔和排液通道（13）排放至壳体（2）外部；直流电源与电阻丝断开，升降电机（10）驱动升降杆（11）下降，喷头（9）喷出清洗液对套管（7）内壁和凸起（12）进行清洗，将抗体层（17）上残留的未发生特异性结合的病菌和杂物清洗；升降杆（11）下降至套筒（4）的底部后，升降电机（10）反向转动驱动升降杆（11）上升至所述凹槽中，再次对抗体层（17）上残留的未发生特异性结合的病菌和杂物进行清洗，两次清洗后的液体均由排液孔和排液通道（13）排放至壳体（2）外部； S6、直流电源与亥姆霍兹线圈（5）的内圈再次导通，交流电源与亥姆霍兹线圈（5）的外圈再次导通，同样条件下通过示波器再次检测套管（7）的振幅和谐振频率并记录，通过套管（7）振幅和固有频率的变化定量获得待测液体中病菌的含量； S7、断开直流电源、交流电源与亥姆霍兹线圈（5），取下端盖（8），分别取出套筒（4）与套管（7），清除金元素层（16）外的抗体层（17），留待下一次在金元素层（16）外再次种植能够与待测液体中病菌携带的抗原发生特异性结合的抗体层（17）。 8.根据权利要求1所述的一种滚筒式液体中病菌含量检测装置的检测方法，其特征在于：在所述步骤S2中，套管（7）的中部与套筒（4）的内壁铆接。
所属类别：	发明专利