CN105400688B - 一种海洋微生物原位富集装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种海洋微生物原位富集装置，包括：开式培养舱、闭式培养舱、环境监测传感器。开式培养舱包括开式舱体和上盖，上盖能够在驱动装置带动下垂直向上开启，以打开开式舱体；闭式培养舱包括闭式舱体，所述闭式舱体上设置有进水口和出水口，闭式舱体内设置有蠕动泵，实现闭式舱体内与外部海水交换；环境监测传感器设置有三组，分别位于所述开式培养舱内、闭式培养舱内以及外部环境中，用于检测环境的PH值、溶解氧、浊度、甲烷等环境参数。本发明实现了在海洋原位对微生物进行富集，使微生物富集过程中的环境与微生物生长的环境相同，提高了微生物的生存适应性，避免因环境的改变造成微生物的死亡或活性降低。

Description

一种海洋微生物原位富集装置

技术领域

本发明涉及微生物富集技术领域，特别涉及一种海洋微生物原位富集装置。

背景技术

海洋微生物是以海洋水体为正常栖居环境的一切微生物，包括细菌、真菌及噬菌体等。其中海洋细菌是海洋生态系统中的重要环节。与陆地相比，海洋环境以高盐、高压、低温和稀营养为特征，因此海洋微生物长期适应复杂的海洋环境而生存，因而有其独具的特性。海水中营养物质比较稀薄，部分海洋细菌要求在营养贫乏的培养基上生长。在一般营养较丰富的培养基上，有的细菌于第一次形成菌落后即迅速死亡，有的则根本不能形成菌落。这类海洋细菌在形成菌落过程中因其自身代谢产物积聚过甚而中毒致死。这种现象说明常规的平板法并不是一种最理想的分离海洋微生物方法。

海水中的营养物质虽然稀薄，但海洋环境中各种固体表面或不同性质的界面上吸附积聚着较丰富的营养物。绝大多数海洋细菌都具有运动能力。其中某些细菌还具有沿着某种化合物浓度梯度移动的能力，这一特点称为趋化性。某些专门附着于海洋植物体表而生长的细菌称为植物附生细菌。海洋微生物附着在海洋中生物和非生物固体的表面，形成薄膜，为其他生物的附着造成条件，从而形成特定的附着生物区系。

近几年来，国际上对国际海域遗传资源普遍重视，海洋遗传资源具有重大潜在的应用价值。深海微生物资源不仅依赖深海原位采样获取，也需要针对研究目标利用深海原位环境进行定植培养富集和采样。而现有深海特定微生物富集研究设备不足，因此，开发一种富集培养和回收微生物的深海原位微生物培养装置已经成为迫切的需要。

发明内容

本发明的目的是提供一种海洋微生物原位富集装置，克服现有技术中海洋生物富集困难的缺陷，实现了在海洋环境中富集微生物，并且提供两种富集方式以确保富集过程可靠性。

本发明的另一个目的是使用垂直式的上盖打开方式，减小对培养舱内海水的扰动，从而减小培养舱内微生物的损失。

本发明提供的技术方案为：

一种海洋微生物原位富集装置，包括：

开式培养舱，其包括开式舱体和上盖，所述开式舱体内放置有固体培养基，所述开式舱体上方设置有开口，所述上盖盖合在所述舱体上方开口处，且所述上盖能够在驱动装置带动下垂直向上开启，以打开开式舱体的开口；

闭式培养舱，其包括闭式舱体，所述闭式舱体内放置有固体培养基，所述闭式舱体上设置有进水口和出水口，所述进水口和出水口处均设置有开关阀，所述进水口处还设置有过滤网，以过滤大颗粒物质，所述出水口处设置有过滤膜，以拦截微生物防止微生物从闭式培养舱内流出，所述闭式舱体内设置有蠕动泵，实现闭式舱体内与外部海水交换；

环境监测传感器，其设置有三组，分别位于所述开式培养舱内、闭式培养舱内以及外部环境中，用于检测环境的PH值、溶解氧、浊度、甲烷等环境参数；

其中，所述开式舱体和闭式舱体均采用高透光及高导热率材质制成，以使开式舱体和闭式舱体内的光照度与温度与外部环境的光照度与温度接近。

优选的是，所述开式舱体设置成圆柱状，所述开式舱体上部设置有贯穿的螺旋槽，所述上盖设置成圆片状，所述上盖上设置有圆柱销，所述圆柱销与所述螺旋槽配合，使圆柱销在螺旋槽内滑动，以实现所述上盖垂直上下移动，且所述上盖移动到上方时海水从所述螺旋槽进入到开式舱体内。

优选的是，所述开式舱体和闭式舱体均采用钢化玻璃制成。

优选的是，所述上盖和开式舱体之间设置有密封圈，以实现上盖将开式舱体完全密封。

优选的是，所述螺旋槽外侧设置有过滤网，以过滤大颗粒物质。

优选的是，所述过滤网的网眼密度为50-200目。

优选的是，所述过滤膜采用聚四氟乙烯亲水膜，孔径为0.1-0.25μm。

优选的是，所述过滤膜孔径为0.22μm。

优选的是，所述开关阀为单向进水阀，以使海水只能从进水孔进入所述闭式舱体内从所述出水口流出闭式舱体。

本发明的有益效果是：本发明提供了一种海洋微生物原位富集装置，实现了在海洋原位对微生物进行富集，使微生物富集过程中的环境与微生物生长的环境相同，提高了微生物的生存适应性，避免因环境的改变造成微生物的死亡或活性降低。本发明提供了开式培养舱和闭式培养舱两种不同模式的培养环境，两种培养模式独立运作，提高了微生物原位富集的可靠性，确保了能回收到具有高活性的海洋微生物。此外开式培养舱的上盖为竖直向上打开的，减小了对水流的扰动，从而减小了微生物的损失。

附图说明

图1为本发明所述的海洋微生物原位富集装置总体结构示意图。

图2为本发明所述的开式培养舱结构示意图。

图3为本发明所述的闭式培养舱结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

如图1所示，本发明提供了一种海洋微生物原位富集装置，包括开式培养舱110、闭式培养舱120和环境监测传感器130和固体培养基140。

其中，开式培养舱110包括包括开式舱体111和上盖112，在开式舱体111内放置有固体培养基140，固体培养基140内含有微生物生长所需的营养成分。开式舱体111上方设置有开口，上盖112盖合在所述开式舱体111上方开口处，并且上盖112能够在驱动装置带动下垂直向上开启，从而将开式舱体111上方的开口打开，实现海水自由流入到开式舱体111内。上盖112这种垂直向上的打开方式，相对翻转式的打开方式，能够减小上盖112对水 流的扰动，在打开或这盖合的时候能够减少微生物的流失。

闭式培养舱120包括闭式舱体121，闭式舱体121内放置有固体培养基140，固体培养基140内含有微生物生长所需的营养成分。在闭式舱体121上设置有进水口122和出水口123，进水口122和出水口123处均设置有开关阀124。作为一种优选的，所述开关阀124为单向进水阀，以使海水只能从进水口122进入所述闭式舱体121内从所述出水口123流出闭式舱体121。

所述进水口122处还设置有过滤网125，以过滤大颗粒物质，如泥沙、浮游生物、或者小型的鱼类，防止其进入到闭式舱体121内从而破坏了闭式舱体121内的微生物生存环境。所述出水口123处设置有过滤膜126，其用于拦截闭式舱体121内的微生物，防止微生物从闭式舱体121内流出。在闭式舱体121内设置有蠕动泵127，实现闭式舱体121内与外部海水交换。

所述环境监测传感器130设置有三组，分别位于所述开式培养舱110内、闭式培养舱120内以及外部环境中，用于检测环境的PH值、溶解氧、浊度、甲烷等环境参数，从而监测生物的生长环境。

所述开式舱体111和闭式舱体121均采用高透光及高导热率材质制成，以使开式舱体111和闭式舱体121内的光照度与温度与外部环境的光照度与温度接近，使微生物在更接近自然的光照和温度条件下进行培养富集，更有利于微生物的生长。作为一种优选的，所述开式舱体和闭式舱体均采用钢化玻璃制成，钢化玻璃有良好的透光度，光通过钢化玻璃之后的光照强度损失很小，同时钢化玻璃具有良好的抗压性和耐冲击性，从而保证了培养舱的安全。

在另一实施例中，所述上盖通过如下方式实现了垂直向上开启：所述开式舱体111设置成圆柱状，在开式舱体111上部设置有贯穿的螺旋槽113，螺旋槽113设置有两个，呈左右布置，上盖112设置成圆片状，在上盖112上设置有两个圆柱销114，所述圆柱销114与所述螺旋槽113配合，使圆柱销114在螺旋槽113内滑动，以实现所述上盖112垂直上下移动。开式舱体111内设置有凸台115，当圆柱销114位于螺旋槽113最底部时，上盖112的下表面与凸台115上表面相接触，从而将开式舱体111密封。在需要打开开式舱体111使，使用驱动装置旋转上盖112，圆柱销114会沿着螺旋槽113滑动， 即上盖在旋转的同时垂直向上移动，从而将开式舱体111打开，外部的海水会通过贯穿的螺旋槽113流入到开式舱体111内。螺旋槽113外侧设置有过滤网125，以过滤大颗粒物质。当需要关闭开式舱体111是使用驱动装置反方向旋转上盖112，上盖112就会垂直向下移动，从而将开式舱体111密封。作为一种优选的，所述上盖112和开式舱体111之间设置有密封圈，以实现上盖112将开式舱体111完全密封。

在另一实施例中，所述过滤网125的网眼密度为50-200目，这样的网眼密度能够达到良好的过滤大颗粒杂质的效果。

在另一实施例中，所述过滤膜126采用聚四氟乙烯亲水膜，孔径为0.1-0.25μm，作为一种优选的，所述过滤膜126孔径为0.22μm，以防止微生物从所述闭式培养舱120内流出。

在实施海洋微生物原位富集时，首先将开式培养舱110和闭式培养舱120进行密封，使用水下机器人或者载人潜航器将海洋微生物原位富集装置放置到指定的海底位置，并且保证放置稳固。放置好以后打开开式培养舱110的上盖112，使海水进入到开式舱体内，海水中的微生物会在开式舱体内进行快速繁殖，整个富集过程中上盖112始终处于打开状态。闭式培养舱120通过蠕动泵127将海水从进水口122抽入到闭式舱体121内，使海水中的微生物在封闭的环境中生长繁殖。闭式培养舱120会定周期的启动蠕动泵127，排出一部分的海水，同时吸入一部分的海水，目的是将微生物代谢的有毒物质排出，防止微生物中毒。闭式培养舱120也能够根据环境监测传感器130采集到的环境参数，检测到当闭式培养舱120内环境恶化时，随时启动蠕动泵127，进行海水的循环，从而保证微生物的生长环境。当达到富集所需的时间后，开式培养舱110和闭式培养舱120均保持密封，再次使用水下机器人或者载人潜航器将海洋微生物原位富集装置打捞出水，进行回收。

本发明提供了开式培养舱和闭式培养舱两种不同模式的培养环境，两种培养模式独立运作，提高了微生物原位富集的可靠性，当其中一个培养舱富集效果差时另一个培养舱能够作为补充，确保了能回收到具有高活性的海洋微生物，为海洋微生物的后续科学研究提供了有力的保证。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方 式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (7)

1.一种海洋微生物原位富集装置，其特征在于，包括：

开式培养舱，其包括开式舱体和上盖，所述开式舱体内放置有固体培养基，所述开式舱体上方设置有开口，所述上盖盖合在所述舱体上方开口处，且所述上盖能够在驱动装置带动下垂直向上开启，以打开开式舱体的开口；

闭式培养舱，其包括闭式舱体，所述闭式舱体内放置有固体培养基，所述闭式舱体上设置有进水口和出水口，所述进水口和出水口处均设置有开关阀，所述进水口处还设置有过滤网，以过滤大颗粒物质，所述出水口处设置有过滤膜，以拦截微生物防止微生物从闭式培养舱内流出，所述闭式舱体内设置有蠕动泵，实现闭式舱体内与外部海水交换；

环境监测传感器，其设置有三组，分别位于所述开式培养舱内、闭式培养舱内以及外部环境中，用于检测环境的PH值、溶解氧、浊度和甲烷环境参数；

其中，所述开式舱体和闭式舱体均采用高透光及高导热率材质制成，以使开式舱体和闭式舱体内的光照度与温度与外部环境的光照度与温度接近；

所述开式舱体设置成圆柱状，所述开式舱体上部设置有贯穿的螺旋槽，所述上盖设置成圆片状，所述上盖上设置有圆柱销，所述圆柱销与所述螺旋槽配合，使圆柱销在螺旋槽内滑动，以实现所述上盖旋转的同时垂直上下移动，且所述上盖移动到上方时海水从所述螺旋槽进入到开式舱体内；

所述开式舱体和闭式舱体均采用钢化玻璃制成。

2.根据权利要求1所述的海洋微生物原位富集装置，其特征在于，所述上盖和开式舱体之间设置有密封圈，以实现上盖将开式舱体完全密封。

3.根据权利要求1所述的海洋微生物原位富集装置，其特征在于，所述螺旋槽外侧设置有过滤网，以过滤大颗粒物质。

4.根据权利要求1所述的海洋微生物原位富集装置，其特征在于，所述过滤网的网眼密度为50-200目。

5.根据权利要求1所述的海洋微生物原位富集装置，其特征在于，所述过滤膜采用聚四氟乙烯亲水膜，孔径为0.1-0.25μm。

6.根据权利要求5所述的海洋微生物原位富集装置，其特征在于，所述过滤膜孔径为0.22μm。

7.根据权利要求1所述的海洋微生物原位富集装置，其特征在于，所述开关阀为单向进水阀，以使海水只能从进水孔进入所述闭式舱体内从所述出水口流出闭式舱体。