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专利名称：双光源检测摇床发酵液体的装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种检测液体发酵过程的装置。
背景技术：
目前检测摇床上的发酵液体，都是透过玻璃三角瓶目测直接观察或是取出发酵液体进行菌体计数，或是过滤离心，称取固形物的重量，确定生物量等手段，分析过程复杂，时间长，而且误差较大。本

发明内容
为了解决上述发酵分析存在的问题，本发明提供一种双光源检测摇床发酵液体的装置，包括摇床设备，置于摇床上的液体发酵三角瓶，盛有发酵液体并涂有黑色涂层的玻璃三角瓶，固定于硅胶架上，硅胶架固定于摇床托盘上，硅胶架内侧设置两根相互成90度角的光发射电极和对应的光接收电极，并与中间装有发酵液体的三角瓶上的透光孔位置相吻合，同时另一端硅胶架内侧也设置两根相互成90度角的光发射电极和对应的光接收电极， 并与中间装有发酵液体的三角瓶上的另个二个透孔相吻合；光接收电极将接收的光信号转换为电信号，随三角瓶内生物菌体量逐渐增多，发酵液体浓度增大，使透过的光发生变化， 光接收电极的电信号也随之发生变化，从而判定三角瓶内发酵液菌体的生长程度。所述三角瓶，除了互成90度角的四个透光孔，以及三角瓶底部外，其余全部涂有黑色遮光材料，透光孔均在发酵液面的下方。所述两个发射光源为红外线或选定波长的紫外线，两个发射光是相同的波长或是不同波长。所述两个光接收电极连接有光电传感器，将接收的光信号转换为电信号，通过无线传送到显示屏，或手机，或媒体播放器上，即时显示摇床三角瓶内发酵液菌体的生长程度。本发明的优点是1)采用光电作为检测手段，光电传播距离远，可达数km，而用于瓶内超短距离传播误差极小。2)双光源可同时检测发酵液体内两个样品，如红外光可辨别溶液与胶体、紫外光波可确认基团分子，菌体增长会改变液体浓度，对吸光值有直接影响， 因此双光源探测发酵液体，灵敏度高，易推广应用。3)利用固体中性滤光片获取光源，方法简单，经济耐用，技术成熟，易于实现工业化生产。4)与传统玻璃三角烧瓶相比，采用遮光三角瓶，有许多优点首先黑色涂层遮光性好，可避免衍射光线干扰，保证光电工作精度；其次，镀铬材料遮光三角瓶传导性好，能有效利用摇床提供的温度，也为开发底部变温摇床托盘提供有利条件；5)硅胶固定架有弹性，坚固耐用，防止三角瓶移位与脱落，还可以在内部放置光发射与光吸收电器元件。6)双光源检测摇床发酵液体的装置，可通过重复试验绘制光电吸收曲线，根据曲线编程，智能控制摇床，重复发酵各个阶段，为工业大罐发酵提供准确的操作生产程序。7)不需要取样检测即可通过显示屏、和(或)手机，和(或)多媒体等显示发酵液各项条件及相关信息，特别是可提供摇床发酵正交实验设计，提供精确实验参数， 提高科研效率和实验精度。


图1为本发明双光源检测摇床发酵液体安装结构图； 图2双光源三角瓶结构图。图中代号说明
1、三角摇瓶；2、透光孔；
3、硅胶架；4，7、发射电极；
5、9接收电极(9在4的背面)；8，10光电传感器(10在4的背面)； 6、摇床托盘，11、遮光涂层；12、13、14、15透光孔(15在14的背面)。
具体实施例方式本发明包括摇床设备，置于摇床上的液体发酵三角瓶1，盛有发酵液体并涂有黑色涂层的玻璃三角瓶，固定于硅胶架3上，硅胶架3固定于摇床托盘6上，硅胶架3内侧设置两根相互成90度角的光发射电极4和光接收电极5，并与中间装有发酵液体的三角瓶1上的透光孔14、12位置相吻合，同时另一端硅胶架3内侧也设置两根相互成90度角的光发射电极7和光接收电极9 (9在4的背面)，并与中间装有发酵液体的三角瓶上的另个二个透孔13、15相吻合；光接收电极5、9将接收的光信号转换为电信号，随三角瓶内生物菌体量逐渐增多，发酵液体浓度增大，使透过的光发生变化，光接收电极的电信号也随之发生变化， 从而判定三角瓶内发酵液菌体的生长程度。所述三角瓶，除了互成90度角的四个透光孔12、13、14、15，以及三角瓶底部外，其余全部涂有黑色遮光材料11，透光孔均在发酵液面的下方。所述两个发射光源为红外线或选定波长的紫外线，两个发射光是相同的波长或是不同波长。所述两个光接收电极5、9连接有光电传感器8、10，将接收的光信号转换为电信号，通过无线传送到显示屏，或手机，或媒体播放器上，即时显示摇床三角瓶内发酵液菌体的生长程度。实施例1
菌种取三种不同乳酸菌菌种，L1, L2和L3,分别制成含菌量为105~6个/ml悬浮菌液备用；灭菌取250ml遮光三角瓶，编号后各加入牛肉汁马玲薯培养液IOOml < 士0. 1% (取 10%的牛肉汁营养液20ml加入PDA马玲薯培养液中)，灭菌冷却后为营养发酵液体备用；接种用移液器量取不同菌种的菌悬液5ml，加入含有营养发酵液体的遮光三角瓶中，以上每一菌种装三瓶(即重复三次)，仅一只发酵液体三角瓶不加菌种，用于对照，以上共10瓶；安装将遮光三角瓶固定于硅胶架上，旋紧旋扭，使光电极与三角瓶透光孔相吻合。打开控制面板上光电电源开关，使硅胶架上双光源发光电极的光，透过三角瓶营养液体，至另一侧的光接收电极所接收；开机操作打开摇床控制面板光电总开关，通过微调，使所有三角瓶的光吸收数置均为零；调整摇床温度为32°C，转数为250转/分，启动摇床；观察每隔30分钟测定一次光吸收值，直到光吸收值出现高峰后呈下降趋势时止。比较双光源所得结果，以时间为横坐标，以光吸收值为纵坐标，绘制光吸收曲线，以光吸收峰值最高时为该菌类型的最佳发酵时间；以光吸收峰值最大者，为最佳的优势菌株。以上可为智能检测摇床发酵液体生物质量的基本操作规范。实施例2:
取实施例1中的优势乳酸菌菌株，制成含菌量为105~6个/ml悬浮菌液备用；灭菌、接种、安装与开机操作同实施例1 ；其中双光源波长1设定为红外光，检测发酵液体胶体浓度； 波长2设定为紫外光，检测发酵液体中的葡萄糖残余量，初始吸光值设为零，随发酵菌体的增长，葡萄糖含量下降，波长2吸光值会呈现负值；摇床工作后每隔30分钟检测一次吸光度、取样分析菌体含量、葡萄糖残量，根据分析结果，适当补加营养液与调整ph，数据贮存， 连续重复实验三次，取平均值，以时间为横坐标，以吸光度值、菌体含量和葡萄糖残量为纵坐标做图，绘制该菌株双光源光电检测摇床工作曲线。工作曲线使用方法是按本摇床提供的营养配方，进行装瓶、灭菌、冷却接种，安装调试、设定波长1与波长2，进行开机等，密切观察发酵时间内光吸收值与光吸收值所对应的标准曲线结果，数值相近则表明发酵系统工作正常，并按标准曲线操作提示，及时补加营养液与调整ph，直至结束，最终获得理想的发酵结果；若在线数值与标准曲线相差很大，会自动报警并提示可能出现的异常，必要时停机检查，避免损失。双光源光电检测摇床的两个电极可发出相同波长或不同波长的光，有利于同时检测发酵液中两种以上的被检测物，如发酵液体中的胶体浓度或某种生物制剂；随菌体培养时间延长，菌液浓度出现变化，而菌液浓度高，表明菌体含量多，与吸光度值增加成正比；通过观察双光源吸光度值的变化，有利于更准确、更快速的分析发酵条件对发酵液体菌体活性的影响和确定发酵液体的产品质量，不再需要取样检测。双光源光电检测摇床发酵液体， 所用三角瓶除采用黑色遮光涂膜与具有感光部位以外，其他与普通三角瓶完全相同；双光源检测摇床发酵液体的工作过程是1)准备液体菌种根据不同实验需要，准备液体菌种， 制备悬浮菌液备用；2)配制营养发酵液体根据不同菌种生长需要，精确配制适宜生长的营养基质；使用250ml遮光三角瓶时，加入营养液体100和(或)120ml，装量误差< 士0. 1% ； 3)灭菌将所加有营养液体的遮光三角瓶进行高温蒸汽灭菌，于121°C，压力0. 15Mpa保持 15分钟，冷却至23 26°C时可以接入菌种；4)接种菌液悬浮浓度控制在106~7f/ml，用移液器精确加入5和(或)10ml菌液/每瓶；接种丝状菌体时，用0. 5cm2打孔器取菌膜5和(或) 10片，接入含有营养发酵液体的遮光三角瓶中；接种时其中至少一只三角瓶的营养液体不加菌种，为对照；5)开机调试打开总电源，调整发光灯，使发光灯发出的光源透过三角瓶营养液体，被三角瓶另一侧光接收电极所接收，转变为电信号，再经过倍增放大电路处理获得明显的数值信号；6)双光电极的波长设定根据不同检测样品需要设定双光电极发出相同波长或不同波长的光，如同时测量发酵液体中菌体的浓度和葡萄糖残余的浓度，可分别设定一个电极光源发出IOOnm红外波长和另一个发出260nm紫外波长；为满足L9 (3) 4 正交试验需要，通常以10只为一组，可检测三个不同样品，其中9只接入菌种，1只不接菌种作为对照。通常重复三次，取平均值并做回归分析。硅胶固定架紧固于摇床托盘上，而光发射电极、光吸收光电转换器置于硅胶架内，以无线发射，通过显示屏，和(或)手机，和(或) 多媒体等显示。双光源检测摇床液体发酵工作原理将装有发酵液体并接入菌种的遮光三角瓶，固定于摇床硅胶架上，旋紧固定架旋扭，使双光发射电极和双光接收电极与三角瓶四个透光孔自动吻合；打开光电开关使双发射电极均发光，并通过滤光片发出特定光波，透过营养液体直至三角瓶另一侧，被双光接收电极接收，初始通过微调旋扭，将光电接收显示器数置均调至为零，设定转数(150^160转/分)、温度(25l8°C )后开动摇床，随摇床工作时间延长，发酵液体浓度变化，光电感受器上的数值出现变化，直到数值不变时为止，这时数值大的，对应的三角瓶内菌体含量最多，生化代谢指标也明显变化，而对照三角瓶数值仍为零。由此，可确定摇床发酵液体的产品质量。
权利要求
1.一种双光源检测摇床发酵液体的装置，包括摇床设备，置于摇床上的液体发酵三角瓶，其特征在于盛有发酵液体并涂有黑色涂层的玻璃三角瓶，固定于硅胶架上，硅胶架固定于摇床托盘上，硅胶架内侧设置两根相互成90度角的光发射电极和对应的光接收电极， 并与中间装有发酵液体的三角瓶上的透光孔位置相吻合，同时另一端硅胶架内侧也设置两根相互成90度角的光发射电极和对应的光接收电极，并与中间装有发酵液体的三角瓶上的另个二个透光孔相吻合；光接收电极将接收的光信号转换为电信号，随三角瓶内生物菌体量逐渐增多，发酵液体浓度增大，使透过的光发生变化，光接收电极的电信号也随之发生变化，从而判定三角瓶内发酵液菌体的生长程度。
2.根据权利要求1所述的双光源检测摇床发酵液体的装置，其特征在于，所述三角瓶， 除了互成90度角的四个透光孔，以及三角瓶底部外，其余全部涂有黑色遮光材料，透光孔均在发酵液面的下方。
3.根据权利要求1所述的双光源检测摇床发酵液体的装置，其特征在于，所述两个发射光源为红外线或选定波长的紫外线，两个发射光是相同的波长或是不同波长。
4.根据权利要求1所述的双光源检测摇床发酵液体的装置，其特征在于，所述两个光接收电极连接有光电传感器，将接收的光信号转换为电信号，通过无线传送到显示屏，或手机，或媒体播放器上，即时显示摇床三角瓶内发酵液菌体的生长程度。
全文摘要
本发明提供一种双光源检测摇床发酵液体的装置，包括摇床设备，置于摇床上的液体发酵三角瓶，盛有发酵液体并涂有黑色涂层的玻璃三角瓶，固定于硅胶架上，硅胶架固定于摇床托盘上，硅胶架内侧设置两根相互成90度角的光发射电极和对应的光接收电极，并与中间装有发酵液体的三角瓶上的透光孔位置相吻合，同时另一端硅胶架内侧也设置两根相互成90度角的光发射电极和对应的光接收电极，并与中间装有发酵液体的三角瓶上的另个二个透孔相吻合；光接收电极将接收的光信号转换为电信号，随三角瓶内生物菌体量逐渐增多，发酵液体浓度增大，使透过的光发生变化，光接收电极的电信号也随之发生变化，从而判定三角瓶内发酵液菌体的生长程度。双光源的不但能够提高检测灵敏度，同时还适合检测工业各种发酵的液体工作状态。
文档编号G01N21/33GK102539366SQ20111044918
公开日2012年7月4日 申请日期2011年12月29日 优先权日2011年12月29日
发明者刘志强, 沈水兴 申请人:上海智城分析仪器制造有限公司