CN105255715A - 高通量、多用途、可调控微生物接种装置及批量接种菌株的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种高通量、多用途、可调控微生物接种装置及批量接种菌株的方法。本发明旨在解决现有技术中筛选菌株工作量大、污染大、浪费试剂且可视性对比效果差的问题。本发明包括接种器、样品管架及置于该样品管架中的离心管或试管；接种器包括底板及垂直安装于该底板上的接种针阵列，其由以一定方式排列布置的接种针构成，离心管或试管的数量和排列方式与接种针阵列相对应，以使接种针在接种器与样品管架相对接时能没入对应的离心管或试管中。本发明的有益效果在于：单次成批量的培养菌株、结构简单便于实施、节省试剂，能够在培育环境一致的条件状态下进行对比，使试验结果更准确、可靠。

Description

高通量、多用途、可调控微生物接种装置及批量接种菌株的方法

技术领域

本发明涉及微生物试验用具，特别是一种高通量、多用途、可调控微生物接种装置及批量接种菌株的方法。

背景技术

微生物学研究作为一门科学，尤其是对于真菌和细菌的研究，无疑是最为活跃、最为迅速、最为辉煌、影响最大的生命科学之一。在农业方面，微生物可以用于制造菌肥、植物生长激素等、杀死害虫、防治植物病害；在工业方面，微生物广泛应用于食品、皮革、化工等行业，有着不可替代用处；在医药工业方面，有许多抗生素是微生物的代谢产物，也有一些微生物用于制造一些维生素、辅酶、ATP等药物。然而，这些微生物有应用价值的前提是能够从自然界或特定的环境条件下分离、筛选出良好的菌株。众所周知的是，最初原始目的菌株筛选是一个非常繁重的工作，要从众多菌株中筛选、培养驯化自己需要的菌株，快速鉴定出目的菌株是当务之急。而在目前的微生物筛选方法及试验用具还存在以下难题：

1.接种工作量大、接种效率低：所有的微生物育种工作都离不开菌种筛选，而筛选是最为艰难的也是最为重要的步骤。在自然界中，目的菌株占可培养微生物的少数，在大量的微生物中寻找真正需要的菌株，就好比是大海捞针，而目前的接种器一次仅能接种一个菌株，单菌株接种技术严重制约了筛选工作效率的提高；

2.污染几率大：对单个培养皿操作次数越多，则造成污染的几率越大，多数情况下，一次操作仅接种一个菌株，如果在同一个培养平板上接种多个菌株，必须进行多次接种，这种操作容易造成污染；

3.浪费人力、物力和财力；工程微生物筛选、不同药物筛选等微生物接种工作有时一次试验同样的操作需要许多次，接种需要几十个培养皿，多者甚至需要数百个培养皿，单菌株接种实验会造成培养试管、培养平板及试剂利用率不高，造成人力、物力和财力浪费；

4.单株单培养平板的可视性、对比效果差：不同菌株生长存在差异，在进行菌株间进行对比、重复实验或开展其他实验研究过程中，由于微生物遗传因素相对简单，受环境影响相对较大，如果随意安排在不同培养平板上，或同一平板的不同位置，接种微生物菌株或表现出生长差异，造成可视性效果或可比性差。

发明内容

本发明的目的就是为了解决现有技术中筛选菌株工作量大、接种效率低下，污染几率高、浪费试剂且可视性对比效果差的问题。

为解决上述技术问题，本发明所采用的具体技术方案如下：

设计一种高通量、多用途、可调控微生物接种装置，包括接种器、样品管架及置于该样品管架中的离心管或试管；所述接种器包括底板及垂直安装于该底板上的接种针阵列，其由以一定方式排列布置的接种针构成，所述离心管或试管的数量和排列方式与所述接种针阵列相对应，以使所述接种针在所述接种器与样品管架相对接时能没入对应的离心管或试管中。

优选的，所述接种针阵列为网格状阵列或环形阵列。

优选的，所述网格状阵列中网格间的间距为0.8～2cm；或者，所述环形阵列中每相邻接种针的间距为0.8～2cm。

优选的，所述样品管架包括支撑架、安装在支撑架上的支撑板（可由硬质塑料板制成），其上设有与离心管外径相一致的通孔。

作为一种优选实施方式，上述接种装置还包括用于收纳所述样品管架或接种器的接种针阵列的储藏室，所述储藏室用于盛装70%浓度的酒精，所述储藏室上口与样品管架或接种器通过相配合的凸台或凹槽可拆卸的套装于一体。

在所述接种器上端还可以设置便于接种操作的手提柄。

作为另一种优选实施方式，在上述接种装置中，还可以内腔足以容纳所述接种器的接种针阵列培养皿替代储藏室，而起到储藏室的作用，如此则可以就地取材，不必设置单独的储藏室结构，操作使用时也简便，而且材料节省，成本降低。

一种利用上述高通量、多用途、可调控微生物接种装置进行批量接种菌株的方法，包括如下步骤：

①灭菌：采用70%酒精对所述接种器灭菌1～５min，或采用121℃高温湿热灭菌。

②分装培养物：根据培养性状观察需要，取1～30个微生物培养液，分装于对应数量的离心管或试管中，并将各离心管或试管放置在所述样品管架上；

③标注：取一与所述样品管架形状相对应的培养平板或培养皿，并在平板上对应各离心管的位置做出识别标记；

④蘸种：操作所述接种器，将其接种针分别浸入对应的离心管或试管中，蘸取各离心管或试管中所盛放的对应的微生物培养液；

⑤接种：操作上步蘸取微生物培养液后的接种器，同时接种各菌株于培养平板的对应位置处，在20～37℃温度下，12～96小时培养后，观察对比菌落培养性状。

本发明的积极有益技术效果在于：

（1）样品管架与接种器的组合，能够一次性批量的选取多个试管中的不同菌株，接种于相对应的培养皿平板中，能够在最短的时间内取得最大的筛选成效；

（2）多个菌种在一次选取时，同时进入接种试验，避免了多次往复选取带来的污染，同时可进一步节省试验用试剂；

（3）一次操作接种在同一培养皿或培养平板中，各个菌株生长环境条件一致性高，可以更确切判断目的菌株的生长情况，试验结果更加准确、可靠；

（4）进一步的，将储藏室、接种器和样品管架通过凹槽结构的精巧配合，使三者可以作为一个整体的试验器材，便于后期的维护与保存；

（5）多用途，例如，可用于不同细菌菌落培养性状观察，可应用于如：纤维素酶等生物工程菌的筛选，也可用于不同杀菌剂的筛选等。

附图说明

图1是本发明组合状态轴测方向示意图；

图2是本发明另一实施例组合状态轴测方向示意图；

图3是图2所示的爆炸图；

图4是图3中所示的主视方向示意图；

图5是图3中所示的俯视方向示意图；

图6是本发明另一工作状态的轴测方向示意图；

图7是图6中所示的主视方向示意图；

图8是本发明另一实施方式的轴测方向示意图；

图9是本发明另一实施方式的主视方向示意图；

图10是图9中A向剖视图；

图中各部件名称：1.样品管架；2.接种器；3.储藏室；4.离心管；5.接种针；6.手提柄；7.培养皿。

具体实施方式

实施例1：一种高通量、多用途、可调控微生物接种装置，参见图1，包括接种器2、样品管架1及置于该样品管架中的离心管4；接种器2包括底板及垂直安装于该底板上的接种针阵列，其由以一网格状陈列（网格状阵列网格间的间距为0.8～2cm）布置的接种针5构成，离心管4的数量和排列方式与接种针阵列相对应，以使接种针5在接种器与样品管架1相对接时能没入对应的离心管4中。

本实施例中离心管架1由硬质、耐高温、耐腐蚀的塑料制成，是具有一定高度的圆柱体，高度与一般实验室2.0ml的离心管高度大致，相当内部中空，下部无底面，上表面设有与离心管4外径相一致的通孔。材料取材方便，便于制作。

上述微生物接种装置制作方法可参考如下步骤：

取直径为8.5cm的硬质耐腐蚀、耐高温的塑料板作为接种器固定接种针的底板，画2条相互垂直直径线，并把这2条直径线平均分成8段，其中沿边沿2段长度为0.65cm，中间6段长度分别为1.2cm，在分割点处作2条垂直直径线的平行线，选取其中位于培养皿边沿的连续2个交叉点，在每个交叉点安装接种针；同样，取一直径8.5cm的圆柱形塑料桶上端封闭平板，参考接种器画线图画线；取外直径为0.4cm的打孔器在酒精灯上加热，快速垂直打孔；每个孔洞可以放置直径为0.4cm的200μlPCR离心管；如此操作，可保证接种针与离心管位置相对应，当需要沾取试剂时，接种针能置于离心管内，沾取菌液；之后再将接种器接种菌液于培养平板上，随之进行菌株培养、对比观察及其目的研究工作。

若连续接种相同的菌株可以继续沾取菌液，再次进行重复性接种，如“复印式”接种；若接种不同的菌株，可以根据实验需要调节离心管架上的离心管数量和离心管位置，进行接种实验。在调换不同菌株时，接种器应放置到盛有70%的酒精的贮藏室3或其它消毒容器中消毒1-5min，然后，进行接种实验。

上述微生物接种装置的用途广泛：

（1）用于细菌培养性状观察实验，具体操作步骤如下：

①接种器灭菌，采用70%酒精灭菌2min；

②根据培养性状观察需要，取15个细菌液体培养物分装于0.2ml的离心管中，并放置在相应的离心管架上，打开离心管盖，也就是离心管盖；

③实验中15个菌株在培养平板位置与离心管架上离心管位置一一对应，并在平板上做好标记；

④接种针浸入含有对应菌株培养液的离心管中，沾取菌体；

⑤移动接种器接种菌株于培养平板上，37℃过夜培养后，观察菌落培养性状。

（2）用于真菌杀菌剂的筛选：

具体的，真菌杀菌剂筛选原理：在筛选不同杀菌剂杀菌谱、复合杀菌剂、新合成的化学杀菌剂及其杀菌剂杀菌浓度梯度等研究中，药剂对不同真菌作用药物靶点敏感性不同，表现出生长速度的差异，依此鉴定该杀菌剂的杀菌效果。

具体操作步骤如下：

①根据实验要求，按照一定杀菌剂浓度，制作不同杀菌剂培养平板；

②接种器采用70%酒精灭菌5min；

③实验中一次分析杀菌剂对5个菌株的杀菌效果，将不同真菌菌株孢子或者菌丝段液体培养物，分装于1.5ml的离心管中，并放置在相应的离心管架上，打开离心管盖；

④在不同杀菌剂培养平板上，做出5个菌株相应位置标记；

⑤接种针浸入含有对应菌株培养液的离心管中，沾取菌体；

⑥移动接种器接种菌株于不同杀菌剂的培养平板上，28℃培养96h后，观察菌落生长速度、培养性状等。依此判断相应杀菌剂的杀菌效果。

实施例2：与实施例1基本相同，参见图2至图7，具体不同之处在于，还包括起储藏室作用的培养皿7（好处是可以就地取材，不必设置单独的储藏室结构，材料节省，成本降低），在离心管架1上设有与储藏室3或接种器2相互配合的凸起或凹槽；培养皿7和接种器2构成收纳腔室，该收纳腔室的高度与接种针5针头的长度相对应；收纳腔室的高度与离心管架1下方离心管4的长度相对应。

本实施例中，离心管架可以在非试验状态置于接种器和培养皿7中间，便于收纳；在实验状态既可以用于临时放接种器，便于接种针蘸取试剂。

实施例3：与实施例1基本相同，参见图7至图10，具体不同之处在于，还包括用于盛放70%酒精的储藏室3（接种器2可以放置到含有70%酒精的储藏室3上进行接种针5消毒，以便接种不同菌株重复使用，接种针5也可浸入离心管中，沾到离心管内菌体，接种到培养平板上，进行菌株培养）；在接种器上端设有手提柄6；离心管架上接种针5数量、接种针5长度、离心管架通孔大小、离心管4大小和离心管架高度等均有一定程度变化，以适应接菌数量、菌落生长快慢等的变化。

在本实施例中，接种器、离心管架和储藏室均为外直径相同的圆柱体，内部中空，三者均由硬质耐高温、耐腐蚀性的塑料所制成，接种针是耐酸碱腐蚀的金属针状物；本实施例中的离心管架、接种器和储藏室三者在非实验状态下通过凸凹结构配合连接，嵌套成一个内部空间封闭的组合体；而在使用时三者可以便捷的分开；接种器大圆盘下边形成与离心管架上边小一圈相连，离心管架下部大一圈与储藏室上方小一圈，三者形成配合对接，如附图所示；同时接种器下端可以直接放入下方储藏室中；平时三者相套装，防止接种针5、储藏室3和离心管架4暴露于空气中造成灰尘杂菌污染，使用时按照不同的位置顺序相叠放，也可以根据需要增加离心管架种类和数量，以利于开展不同实验研究。

本实施例便于成套安置该设备，便于试验人员后期对试验器材的管理和消毒。

最后需说明的是，以上者仅系本发明部分实施例，并非用以限制本发明，依据本发明的结构及特征，稍加变化修饰而成者，亦应包括在本发明范围之内。

Claims (10)

1.一种高通量、多用途、可调控微生物接种装置，其特征在于：它包括接种器（2）、样品管架（1）及置于该样品管架中的离心管或试管（4）；所述接种器（2）包括底板及垂直安装于该底板上的接种针阵列，其由以一定方式排列布置的接种针（5）构成，所述离心管或试管（4）的数量和排列方式与所述接种针阵列相对应，以使所述接种针（5）在所述接种器与样品管架（1）相对接时能没入对应的离心管或试管（4）中。

2.如权利要求1所述的高通量、多用途、可调控微生物接种装置，其特征在于：所述接种针阵列为网格状阵列或环形阵列。

3.如权利要求2所述的高通量、多用途、可调控微生物接种装置，其特征在于：所述网格状阵列网格间的间距为0.8～2cm，或所述环形阵列中每相邻接种针（5）的间距为0.8～2cm。

4.如权利要求1所述的高通量、多用途、可调控微生物接种装置，其特征在于：所述样品管架（1）包括支撑架、安装在支撑架上的支撑板，其上设有与离心管（4）外径相匹配的通孔。

5.如权利要求1所述的高通量、多用途、可调控微生物接种装置，其特征在于：在所述接种器（2）上端设有手提柄（6）。

6.如权利要求2所述的高通量、多用途、可调控微生物接种装置，其特征在于：该接种装置还包括用于收纳所述样品管架或接种器的接种针阵列的储藏室（3），所述储藏室（3）用于盛装70%浓度的酒精，所述储藏室（3）上口与样品管架（1）或接种器（2）相配合，所述储藏室（3）通过相配合的凸台或凹槽与所述样品管架（1）或接种器（2）可拆卸的套装于一体。

7.如权利要求6所述的高通量、多用途、可调控微生物接种装置，其特征在于：所述储藏室以起收纳储藏作用的培养皿（7）替代，所述培养皿（7）内腔足以容纳所述接种器（2）的接种针阵列。

8.如权利要求7所述的高通量、多用途、可调控微生物接种装置，其特征在于：在所述样品管架（1）上设有与培养皿（7）口径或接种器（2）底板侧壁相契合的凸环或环槽。

9.如权利要求8所述的高通量、多用途、可调控微生物接种装置，其特征在于：在所述培养皿（7）和接种器（2）之间形成收纳腔室，其内腔足以收纳所述接种针阵列或所述样品管架中的离心管或试管所形成的阵列。

10.一种利用权利要求1所述高通量、多用途、可调控微生物接种装置批量接种菌株的方法，包括如下步骤：

①灭菌：采用70%酒精对所述接种器灭菌1～５min，或采用100～130℃高温湿热灭菌；

②分装培养物：根据培养性状观察需要，取1～30个微生物培养液，分装于对应数量的离心管或试管中，并将各离心管或试管放置在所述样品管架上；

③标注：取一与所述样品管架形状相对应的培养平板或培养皿，并在平板上对应各离心管的位置做出识别标记；

④蘸种：操作所述接种器，将其接种针分别浸入对应的离心管或试管中，蘸取各离心管或试管中所盛放对应的微生物培养液；

⑤接种：操作上步蘸取微生物培养液后的接种器，同时接种各菌株于培养平板的对应位置处，在20～37℃温度下，12～96小时培养后，观察对比菌落培养性状。