CN102559491A - 一种用于百合籽球培养的鼓泡式生物反应器 - Google Patents

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Abstract

一种用于百合组培球根培养的鼓泡式生物反应器A kind of bubble bioreactor for tissue culture of Lily bulbs本发明为一套适用于百合脱毒组培种球材料快速、大规模培养的制作简单、价格低廉、培养效率高的小规模可控光、温的鼓泡式生物反应器，属于植物组培快繁技术领域和植物细胞工领域设备。反应器包括供气装置、控温装置、光照装置和反应器主体三部分组成。为大规模培养百合脱毒种球液体培养提供了借鉴和参考，与现有技术相比，本发明既能有效提高反应器中培养材料的培养效率和培养液的利用效率，又可降低植物组培快繁过程中的能耗和人工，同时减少了废弃物的排放。

Description

一种用于百合籽球培养的鼓泡式生物反应器
技术领域
本发明公开了一套适用于百合组培脱毒籽球快速膨大培养的鼓泡式生物反应器。该反应器具有制作简单、价格低廉、培养效率高的特点，可实现对反应器的光、温控制。属于植物组培快繁技术领域和植物细胞工程的技术领域。 
背景技术
百合组培脱毒快繁技术已广泛的应用在百合花卉生产上，采用该技术生产的脱病毒种球是保证百合切花质量的最基础、最关键的环节。几十年来，百合组培脱毒快繁技术一直采用人工在无菌条件下将培养材料接种在培养瓶中进行半固态培养基表面培养，这种方法存在培养基营养成分不均一、培养基利用率低、耗费大量人工、培养空间大、耗能高的缺点，而且使用过的废弃培养基处理困难。 
尽管利用液体培养的方法可以解决上述缺陷，但用于液体培养的生物反应器价格昂贵、结构复杂、操作繁琐。为解决这一现状，本发明公布的鼓泡式生物反应器具有制作简单、价格低廉、培养效率高、节省能源、培养物相对生长状态一致的特点。 
发明内容
本发明公开了一种生物反应器，旨在提供一种适用于百合组培脱毒籽球膨大培养的制作简单、价格低廉、培养效率高的小规模可控光、温的鼓泡式生物反应器，弥补现有传统组培快繁技术的缺陷，为高密度液体培养百合脱毒籽球提供了借鉴和参考. 
它包括：供气装置、可控光照装置、控温装置和反应器主体四部分组成。 
本发明既能有效提高反应器中培养材料的培养效率和培养液的利用效率，又可降低培养过程中的耗能和人工，同时减少了废弃物的排放。 
反应器中鼓泡带动液体培养基充分流动，使营养成分均一，且培养物与培养基接触充分，因此，细胞生长与增殖状态相对一致。使用反应器培养植物材料具有培养物增殖速度快、材料重复性好、培养条件易于控制 
具体实施方式
(a)供气装置：装置由一个空气压缩机、一个空气缓冲罐和空气过滤器组成；所述空气压缩机通过第一连接管与空气缓冲罐相连；第二连接管一端与空气缓冲罐连接另一端通过一个装有流量计与一个0.2μ孔径 
Figure BSA00000302122800021
(PTFE)滤膜的针头滤器相连，并与反应器主体底板的气体分布器接孔相连； 
(b)控温系统：由温度感受器、电热毯和控温仪组成，可提供高于室温5摄氏度以上的温度控制； 
(c)光照系统：由光强控制器和LED制成的柔性发光带，可调节光照强度使反应器罐体内中心光照强度在1000-5000Lx之间。 
(d)光温控制组件：控温系统的电热丝和光照系统的LED柔性发光带间隔固定在一面敷有反光铝箔的软毡上，软毡上有一直径100mm的圆孔，供观察生物反应器罐体内培养物生长情况。该软毡一边长度为反应器罐体周长，另一边长度为反应器罐体高度，软毡边缘有粘扣带用来固定组件在反应器主体的玻璃罐体上。 
(e)生物反应器主体：该反应器主体从下至上依次由包括有上盖板、玻璃筒体、气体分布器、底板组成，所述玻璃筒体的上下两端分别设置有环形的上法兰和下法兰，上、下法兰之间通过位于边缘的4个长连接杆将玻璃筒体玻璃筒体固定，连接杆间有2等间距环形防护圈保护玻璃罐体。上、下法兰通过螺栓与上、下盖板连接，上、下盖板与玻璃罐体之间有模具成型硅胶密封垫，旋紧法兰螺栓可保证罐体实现密封效果。 
上盖板有培养材料样品加样孔、补料孔(1个)、通气孔(2个)、测量电极插孔(2-4个)；下盖板板有培养液取样孔(1个)、过滤空气导入孔(1个)。气体导入孔与反应器主体内气体分布器想连接。 
反应器气体分布器由培养材料重力收集部件和过滤空气喷嘴两部分构成。培养材料重力收集器是一中心开孔用于连接过滤空气喷嘴的不锈钢倒伞型部件，该部件与玻璃罐体之间间隙小于1mm。 
过滤空气喷嘴直径是反应器直径的1/20，过滤空气喷嘴上安装有一个0.2μ孔径不锈钢微球烧结板，从下盖板导入的过滤空气通过该烧结板实现对过滤空气的二次过滤，保证过滤空气为无菌气体；过滤空气喷嘴安装在倒伞型培养材料重力收集器中央的开孔处，安装后过滤空气喷嘴顶部位于重力收集器的底部。 
气体分布器浸没在反应器中的培养液底部，过滤空气气泡沿反应器主体中央上升，培养材料在重力作用下进入重力收集部件并由过滤空气气泡带动在培养液中循环。 
附图说明
图1是鼓泡式生物反应器主体结构图：反应器主体从下至上依次由包括有上盖板、玻璃筒体、气体分布器、底板组成。上盖板有培养材料样品加样孔、通气孔、测量电极插孔；下盖板板有培养液导出孔、过滤空气导入孔，罐体底部装有气体分布器。 
图2是鼓泡式生物反应器主体剖面图：罐体底部的反应器气体分布器由不锈钢倒伞型收集部件和过滤空气喷嘴两部分构成。过滤空气喷嘴部件上安装有一0.2μ孔径不锈钢微球烧结板。 

Claims (4)

1.一种结构简单、价格低廉、培养效率高的小规模可控光、温百合球根培养生物反应器。
由(1)供气装置、(2)可控光照装置、(3)控温装置和(4)反应器主体四部分组成。反应器主体分别与供气装置、光照控制装置和控温装置配合联接。
2.如权利要求书1所述的生物反应器，其特征是所述的(1)供气装置由一个小型空气压缩机、一个空气缓冲罐和空气过滤器组成。空气过滤器为一个0.2μ孔径
Figure FSA00000302122700011
(PTFE)针头滤膜滤器，过滤空气由硅胶软管与反应器主体上的气体分布器相连。
3.如权利要求书1所述的生物反应器，其特征是所述的(2)可控光照装置和(3)控温装置共同组成光温控制组件，LED柔性发光带和电热丝间隔固定在一面敷有反光铝箔的软毡上，软毡上有一圆孔，供观察反应器罐体内培养物生长情况。该软毡一边长度为反应器罐体周长，另一边长度为反应器罐体高度，软毡边缘有粘扣带用来固定组件在反应器主体的玻璃罐体上。
4.如权利要求书1所述的生物反应器，其特征是：反应器主体内安装有重力收集培养物的气体分布器，该气体分布器的过滤空气喷嘴为一0.2μ孔径不锈钢微球烧结板。
(a)供气装置：装置由一个空气压缩机、一个空气缓冲罐和空气过滤器组成；所述空气压缩机通过第一连接管与空气缓冲罐相连；第二连接管一端与空气缓冲罐连接另一端通过一个装有流量计与一个0.2μ孔径
Figure FSA00000302122700012
(PTFE)滤膜的针头滤器相连，并与反应器主体底板的气体分布器接孔相连；
(b)控温系统：由温度感受器、电热毯和控温仪组成，可提供高于室温5摄氏度以上的温度控制；
(c)光照系统：由光强控制器和LED制成的柔性发光带，可调节光照强度使反应器罐体内中心光照强度在1000-5000Lx之间。
(d)光温控制组件：控温系统的电热丝和光照系统的LED柔性发光带间隔固定在一面敷有反光铝箔的软毡上，软毡上有一直径100mm的圆孔，供观察生物反应器罐体内培养物生长情况。该软毡一边长度为反应器罐体周长，另一边长度为反应器罐体高度，软毡边缘有粘扣带用来固定组件在反应器主体的玻璃罐体上。
(e)生物反应器主体：该反应器主体从下至上依次由包括有上盖板、玻璃筒体、气体分布器、底板组成，所述玻璃筒体的上下两端分别设置有环形的上法兰和下法兰，上、下法兰之间通过位于边缘的4个长连接杆将玻璃筒体玻璃筒体固定，连接杆间有2等间距环形防护圈保护玻璃罐体。上、下法兰通过螺栓与上、下盖板连接，上、下盖板与玻璃罐体之间有模具成型硅胶密封垫，旋紧法兰螺栓可保证罐体实现密封效果。上盖板有培养材料样品加样孔、补料孔(1个)、通气孔(2个)、测量电极插孔(2-4个)；下盖板有培养液取样孔(1个)、过滤空气导入孔(1个)。气体导入孔与反应器主体内气体分布器想连接。
反应器气体分布器由培养材料重力收集部件和过滤空气喷嘴两部分构成。培养材料重力收集器是一中心开孔用于连接过滤空气喷嘴的不锈钢倒伞型部件，该部件与玻璃罐体之间间隙小于1mm。过滤空气喷嘴直径是反应器直径的1/20，过滤空气喷嘴上安装有一个0.2μ孔径不锈钢微球烧结板，从下盖板导入的过滤空气通过该烧结板实现对过滤空气的二次过滤，保证过滤空气为无菌气体；过滤空气喷嘴安装在倒伞型培养材料重力收集器中央的开孔处，安装后过滤空气喷嘴顶部位于重力收集器的底部。
气体分布器浸没在反应器中的培养液底部，过滤空气气泡沿反应器主体中央上升，培养材料在重力作用下进入重力收集部件并由过滤空气气泡带动在培养液中循环。
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