用于发光微生物处理的高压静电仓 技术领域：
本发明专利属于静电处理装置.涉及一种利用高压静电处理发光微生物的装置.
背景技术：
近几年，一些饮用水急性毒性事件屡有发生.如2007年发生在我国哈尔滨市黑龙江省中医研究院的饮用水投毒事件，导致200余人中毒.为了防止水源地污染，特别是二次供水水源污染，确保人民群众的饮用水安全.需对饮用水源进行在线检测.饮用水源检测有许多种方法，主要分为化学分析和生物检测.生物检测法又主要包括：鱼类试验、藻类试验、D.magna试验和微生物传感器(Microtox)法.(1)化学分析法：化学分析是人们较常用的检测手段，但对于综合性样品的处理研究表明，特异性化学分析测定未知样品的毒性仅占毒性检测的20％.化学分析虽然灵敏、准确，但由于时间、费用以及对样品的不可知性以及需在实验室进行使其在毒性的实际筛选中受到很大限制；另外，混合样品中不同的化合物彼此之间存在着协同或拮抗作用，所以最终的毒性作用并非单一物质作用的加减，因此必须使用生物方法对综合的毒性效应(尤其对于未知物)进行测定.从另一方面讲，毒性是一项综合的生物学参数，它是衡量样品对活性生物体所产生的影响，不能以化学分析的方法进行测定.(2)生物检测法：常规哺乳动物实验存在周期长、成本高、方法复杂等局限性，且使用高等生物进行试验，会引起众多的争议.目前所应用的生物检测主要包括：鱼类试验、藻类试验、D.magna试验和微生物(Microtox)法，前三种试验周期长、操作复杂，而微生物法解决了上述问题，并且数据的准确性和重复性也明显提高.发光作用是发光细菌正常生理状态下所具有的性质，它是细胞呼吸作用的副产物，而呼吸作用则是细胞和生物代谢的基本过程，细菌的发光直接和其呼吸相关，当细胞活性受到毒性物质作用后，其活性将受到抑制，从而使呼吸速率下降，进而导致发光降低，样品的毒性越强，发光细菌的光损失越多，以细菌发光法测定样品的毒性已经被证明是一种方便、可靠的生物传感方法.该方法使用冻干的发光细菌制剂，测定发光细菌代谢的抑制情况，从而计算出样品的毒性.发光细菌毒性检测的原理即发光细菌体内的荧光素酶催化荧光素的氧化作用，反应如下：
FMNH2+O2+R-CO-H→FMN+R-COOH+H2O+Light
从而产生生物发光，它直接与细胞的活性及代谢状况相关.毒性物质将改变细胞的状态，包括细胞壁、细胞膜、电子的转移系统、酶及细胞质的结构，这些变化最终将导致生物发光的减弱.通过生物发光光强的测定即可计算得到样品毒性的强弱.该方法以通过工业、研究和政府的试验被证实有效.同时该测试方法已在多个国家被认可为官方标准.虽然微生物已得到了公认，但由于现场应用时发光微生物需在冻干粉状态下保存.使用时需解冻、稀释等工序，因而不能满足实时预警、快速检测等要求，特别是它必须由冻干粉稀释等常用程序完成检测，因而必需要有人现场参与才能完成，要实现快速检测必须解决冻干粉的解冻及稀释问题.本专利主要就是解决这个问题.利用高压静电对微生物的“保鲜及激活”作用，将发光微生物先解冻稀释并保存在适当的高压静电场中以备使用，从而解决了需要等待及必须在检测时需要人工参与，为自动检测打下了良好的基础.自然界通常处于低压正静电场状态，地球上空的电离层对地面有360kv的正电位，地面附近的场强为130vm-1以上.整个地球每秒钟内都有1800库仑的正电荷从大气中流入地球内，而地球内的生物是这1800库仑的大气电流的重要通道，另外.大气表面还存在着正负空气离子.正常情况下，正负空气离子的比例为1.2∶1.总离子数为1500个/cm3.它们是正常大气的成分之一.地球上的生物体，时刻都在自然静电场的作用下生长、繁殖.环境电场的改变，必然对构成生物体细胞内外的电荷分布、排列、运动产生影响.高压静电场作用于生物体，使生物体产生-系列的超常规效应.高压静电场生物效应地作用结果可分为三个方面：(1)新陈代谢功能增强，机体的各项功能在静电场的作用下强于自然静电场作用，即所谓正效应，表观为体内各种酶的活力增强(2)新陈代谢功能减弱.机体的各项功能在静电场的作用下弱于自然静电场作用.即所谓负效应，表观为体内各种酶的活力受到抑制.(3)有害效应：高压静电场辐照生物体超过一定剂量时遗传物质DNA将受到损害，发生DNA畸变现象.高压静电场对发光微生物的作用是一把双刃剑，过高的高压静电可以杀死微生物，因而高压静电场电压值及极性的确定是关键.根据预计需要使用的时间可以调整相应的电压值.为了能够处理多组试管内的发光微生物设计了高压静电仓.高压静电仓主要由高压仓体及静电产生电路组成.高压仓体可以分为12对电极板、试管托架、转轴.12对电极板在单片机的控制下产生相应的高压静电场，试管托架托起装有发光微生物的试管，转轴带动试管托架旋转，转到对准光电倍增管处或取出口(取出后放入弱光检测仪).静电产生电路可以分为单片机、555振荡电路、升压变压器及倍压整流电路组成.其工作原理为单片机控制12路高压产生电路.在单片机的控制下，继电器驱动电路控制继电器接通555振荡电路电源.555振荡电路起振，振荡器输出经变压器升压，并经倍压整流电路进一步升压、整流输出高压直流电压.通过倍压整流电路接地端的不同，可以确定输出电压的极性.通过调节分压端的可变电阻既可调节输出电压的大小.将检测样品加入高压静电场保存的稀释好的发光微生物的试管内，使用时将发光微生物取出分别等量分如两个试管内，其中向一个试管内加入5ml蒸馏水，向另一试管内加入饮用水样品5ml，利用弱光检测仪即可检测出两试管的光强的差值，即急性毒物引起的微生物发光强度的改变，通过同标定的数据比较即可得出急性毒物的定性含量.
发明内容：
本发明专利的目的是提供一种利用高压静电处理发光微生物的装置.
本发明一种利用高压静电处理发光微生物的装置主要由高压仓体及静电产生电路组成.高压仓体可以分为12对电极板、试管托架、转轴.12对电极板在单片机的控制下产生相应的高压静电场，试管托架托起装有发光微生物的试管，转轴带动试管托架旋转，转到对准光电倍增管处或取出口(取出后放入弱光检测仪).静电产生电路可以分为单片机、555振荡电路、升压变压器及倍压整流电路组成.其工作原理为单片机控制4路高压产生电路.在单片机的控制下，继电器驱动电路控制继电器接通555振荡电路电源.555振荡电路起振，振荡器输出经变压器升压，并经倍压整流电路进一步升压、整流输出高压直流电压.通过倍压整流电路接地端的不同，可以确定输出电压的极性.通过调节分压端的可变电阻既可调节输出电压的大小.6小时内的3对电极极间电压为600伏；12-6小时的3对电极极间电压为500伏；18-12小时的3对电极极间电压为400伏；24-18小时的3对电极极间电压为350伏.
附图说明：
图1为用于发光微生物处理的高压静电仓的原理框图.
图2为用于发光微生物处理的高压静电仓的的结构示意图(俯视图)。
图3为用于发光微生物处理的高压静电仓的的结构示意图(侧视图)。
图4为高压产生电路电路图。
图2中：1-高压静电电极2-支柱3-试管托盘4-电线管5-高压电源
6-电极连杆
图3中：1-高压静电电极2-支柱3-试管托盘4-电线管5-高压电源
6-电极连杆7-底座
具体实施方式：
预先将发光微生物解冻并稀释，根据预计要使用的时间调整高压静电值6小时内为600伏；12-6小时为500伏；18-12小时为400伏；24-18小时为350伏.单片机接通相应四个通路。下面结合图4说明接通过程。单片机输出高电平，三极管T1导通，继电器J11，2触点接通，LM555CN1的电源被接通，555电路开始工作，从3脚输出正弦波，正弦波经升压变压器T1升压送往电容C3经D1，D6，C4整流滤波送到限流电阻R16，然后经电阻R21分压调节输出600伏直流电压，直流电压分别送往图1中的3对高压静电电极。其余3路同样连接，500伏、400伏、350伏输出分别连接图1中的9对高压静电电极。这样每3对电极之间的电压是一样的分别为600伏、500伏、400伏、350伏。将解冻稀释后的发光微生物试管放入静电场内保存，使用时直接取出，分别等量装入两个试管，一试管内加入5ml蒸馏水搅拌；另一试管加入5ml饮用水样品搅拌，用弱光仪(或光电倍增管)检测出两试管发光强度的改变，比较标定数据即可测出急性毒性的定性含量.