[实用新型]一种基于米氏散射的微生物快速检测装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及生物检测技术领域，特别是一种利用光照射微粒的米氏散射 快速检测微生物的检测装置。

背景技术

微生物是一切肉眼看不见或看不清的微小生物，个体微小，结构简单，通常 要用光学显微镜和电子显微镜才能看清楚的生物，统称为微生物。微生物包括细 菌、病毒、霉菌、酵母菌等。微生物的检测在食品安全、疾病诊断和控制、生物 科学研究等方面有着重要的意义。微生物的快速检测要求在尽可能短的时间内检 测出目标微生物，同时灵敏度和特异性高，操作尽可能简单。

传统的微生物检测方法主要有培养膜法、螺旋平板计数法、滤膜法以及新兴 的ATP生物荧光法、电阻抗法、颜色变化、流式细胞技术及激光扫描技术。这些 方法通常成本比较高，需要预先对微生物进行一定数量的培养并在培养过程中加 入特定的培养试剂，同时培养过程需要耗费较多的时间，并且检测结果出现假阳 性的可能性较高。因此，需要一种不需要额外引入化学试剂、通用性好且检测快 速的微生物检测装置。

发明内容

本实用新型的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种基于米氏散射的 微生物快速检测装置，使用该装置相比于传统的微生物检测方法可以大大提高检 测的速度和精度，且操作简单，通用性强。

本实用新型的技术方案为：

一种基于米氏散射的微生物快速检测装置，包括激光器、光学聚焦系统、样 品池、探测器阵列框架和多个光电探测器，所述光学聚焦系统位于所述激光器与 所述样品池之间，激光器发出的激光光束经光学聚焦系统聚焦于样品池中；所述 探测器阵列框架是由多根半径相等的半圆形框架臂组成的球状笼结构，所述框架 臂为笼条，样品池位于探测器阵列框架中心；每条框架臂上设置有若干探测孔， 每个探测孔中安装有一个探测方向向内的所述光电探测器。

优选的，所述框架臂在其所在球面等角度间隔均匀分布，所述探测孔在每条 框架臂上等间距均匀分布。

进一步优选的，所述框架臂共4条，构成2个所在平面相互垂直的圆环，其 中每个圆环由相对的2条框架臂组成。

更进一步优选的，每条框架臂上分布有7个探测孔，4条框架臂总计有28个 探测孔，可安装28个光电探测器。

优选的，所述激光器为功率可调的单波长激光器。

优选的，所述样品池为一透明材质的空心球体，样品池球心与探测器阵列框 架的球心重合。

进一步优选的，所述激光器出射光为准直的平行激光束，所述光学聚焦系统 的焦点与样品池的球心重合，激光束平行入射光学聚焦系统时聚焦于样品池中待 测溶液的中心。

另一进一步优选的，所述样品池的材质为玻璃。

优选的，安装在探测孔中的所有光电探测器的光轴延长线会聚于探测器阵列 框架的球心。

优选的，所述光电探测器为光电二极管。

本实用新型技术方案基于米氏散射理论进行微生物检测。米氏散射理论是研 究透明介质中，单色光波照射到任意直径和成分的球形颗粒上时，光波发生散射 的特性及解的理论，在环保、能源、天文、气象、医学等领域得到了广泛应用。 透明液体中的微生物，经过激光的照射后，会向周围空间发出散射光，且不同角 度空间的散射光强度与颗粒直径存在相关性，不同形状的粒子在空间的散射光强 度分布有不同的规律，通过收集周围空间的散射光，基于米氏散射理论即可解出 微生物的形态结构参数。为实现基于米氏散射的快速微生物检测，需要将一定能 量的单色光照射到微生物上，本实用新型采用了激光器作为照射光源，激光具有 单色性好、能量集中、光束质量高的特点；光电二极管具有响应速度快、噪声低 的特点，是光电检测装置中的常用器件。同时为了收集空间散射光，需要在微生 物周围安放光电探测器，本实用新型采用了光电二极管，具有响应速度快、噪声 低的特点。

本实用新型技术方案具有以下优点：

1.光电探测器分布在球形笼状的框架上，待检测微生物位于框架中心，使 得光电探测器可以充分且均匀的收集空间散射光，保证了检测精度；根据不同的 检测目标和要求，框架臂还可以扩展为不同结构，满足不同探测的结构要求；

2.本实用新型检测装置检测不同的微生物时无需引入额外的检测试剂，一 套装置可检测多种目标微生物，检测装置通用性强；