CN107779392A - 一种高压微生物接种及取样转样装置和取样方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种高压微生物接种及取样转样装置和取样方法，该装置包括：真空活塞式取样器和手动活塞式恒压控制泵；所述真空活塞式取样器包括：带有活塞的取样器釜体、取样器端盖、三通、真空或放空阀门、取样端阀门和加压端阀门；所述手动活塞式恒压控制泵包括：缸体、活塞头、手柄、活塞杆、带孔端盖及出口阀门；所述缸体的一端与所述出口阀门连接，另一端设有所述带孔端盖，所述活塞杆可穿过所述带孔端盖，并通过手柄控制所述活塞头在缸体内的移动。本发明的高压微生物接种及取样转样装置能够在保持压力恒定情况下满足微生物的接种、取样转样及运输和储存，避免带压微生物样品的污染；该装置的压力可达到35MPa以上。

Description

一种高压微生物接种及取样转样装置和取样方法
技术领域
本发明涉及微生物学研究的实验设备领域，更具体地，涉及一种高压微生物接种及取样转样装置和取样方法。
背景技术
微生物接种是微生物学研究中最常用的基本操作，主要用于微生物的分离、纯化。具体来说就是在无菌条件下用接种工具将微生物从一个培养器皿中转接到另外一个培养器皿或培养环境中进行培养，从而获得更多的微生物群落或对微生物进行分离纯化。微生物接种方法按培养基种类可分为固体培养基接种法、液体培养基接种法及居中的半固体培养基接种法等。固体培养基条件下的接种方法有涂布平板法、倒平板法、平板划线法和稀释摇管法等；液体培养基条件下接种常用稀释法，一般需要重复进行多次，较繁琐。目前微生物的接种工具主要有接种环和接种针等，其中：接种环或接种针主要用于从斜面种子接种到斜面或种子液；移液管或移液器主要用于从种子液到种子液；抽滤瓶则主要用于从摇瓶种子液接种到种子罐或发酵罐中。
近年来，很多嗜压微生物成为微生物学研究的对象，比如深海微生物的研究等。此外，在石油开发领域，利用微生物提高原油采收率也是一个研究的热点和重点发展领域，其中提高采收率所用的微生物需要适应一定温度、压力、矿化度和矿物组成的复杂环境，所以需要在一定温度压力条件下对微生物进行培养、转移和接种，因此需要有在保持压力不变条件下进行微生物接种的装置和方法。另外，在开展生物工程研究中，经常遇到微生物菌液的取样转样问题，尤其一些微生物的培养、实验等需要在一定压力环境下进行，还有一些嗜压微生物或压力环境下的微生物的运输存放都需要一定的压力环境，因此需要有能够满足在一定压力条件下取样转样的装置和方法。
目前，现有的微生物的接种及取样转样多在常压下进行，尚无在保持压力不变条件下进行微生物接种及取样转样的装置和方法。因此，亟需研究一种装置和方法，解决微生物从一个培养器接种或转移到另外一个培养器过程中对压力保持的需要问题，可以满足目前嗜压微生物、驱油用微生物等的研究和评价过程，填补该种装置和方法的空白。
发明内容
为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明的目的是提供一种高压微生物接种及取样转样装置和方法，能够在保证压力条件不变，微生物不受污染的情况下，将微生物从一个培养容器中接种或转移到另一个培养容器中，也可以用于带压条件下微生物样品的长距离运输和长期储存。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种高压微生物接种及取样转样装置，该装置包括：真空活塞式取样器和手动活塞式恒压控制泵，其中，
所述真空活塞式取样器包括：带有活塞的取样器釜体、取样器端盖、三通、真空或放空阀门、取样端阀门和加压端阀门；所述活塞在取样器釜体内可轴向移动，并将取样器釜体分成取样区和加压区，所述取样端阀门和所述真空或放空阀门通过三通与所述取样器釜体连接，所述取样器端盖设置于取样器釜体的至少一端，用于密封所述取样器釜体；
所述手动活塞式恒压控制泵包括：缸体、活塞头、手柄、活塞杆、带孔端盖及出口阀门；所述缸体的一端与所述出口阀门连接，另一端设有所述带孔端盖，所述活塞杆可穿过所述带孔端盖，并通过手柄控制所述活塞头在缸体内的移动。
一种使用所述高压微生物接种及取样转样装置进行取样的方法，该方法包括：
1)从加压端向所述取样器釜体中装满恒压液，并关闭取样器端盖；
2)关闭出口阀门，向所述缸体中加入恒压液，然后打开出口阀门，推动活塞杆排出缸体中的残存气体，再次关闭出口阀门；
3)将连接好的真空活塞式取样器和手动活塞式恒压控制泵在所述取样端与微生物培养器的取样阀连接，所述取样端阀门处于开启状态，所述取样阀处于关闭状态，打开真空或放空阀门并利用抽真空装置抽真空，推动手柄使所述取样器釜体中的活塞至取样端，然后关闭真空或放空阀门；
4)通过手柄控制所述真空活塞式取样器的压力至设定值；
5)打开微生物培养器的取样阀，使微生物培养器与所述高压微生物接种及取样转样装置连通，通过手柄拉动活塞杆后退进行取样，保证取样过程中所述微生物培养器中压力不变。
通过上述技术方案，本发明能够满足嗜压微生物、驱油用微生物等在保持压力恒定的情况下，将微生物从高压微生物培养器接种到其它的培养器，也可以用于接种后微生物样品在压力条件下的运输和储存，还可以避免带压微生物样品接种及取样转样过程中的条件改变和污染；本发明的高压微生物接种及取样转样装置的压力可以达到35MPa以上。
本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
通过结合附图对本发明示例性实施方式进行更详细的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本发明示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。
图1为根据本发明的一种实施方式的真空活塞式取样器的示意图。
图2为本发明实施例1的高压微生物接种及取样转样装置的示意图。
图3为本发明实施例1的高压微生物种子液培养器的示意图。
附图标号说明：
1、取样器釜体；2、活塞；3、活塞密封圈；4、取样器端盖；5、取样器端盖密封圈；6、微生物样品；7、恒压液；8、三通；9、真空或放空阀门；10、取样端阀门；11、加压端阀门；12、缸体；13、手柄；14、活塞杆；15、带孔端盖；16、出口阀门；17、下端取样阀；18、上端取样阀；19、加压口阀门。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本发明的优选实施方式。虽然附图中显示了本发明的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本发明更加透彻和完整，并且能够将本发明的范围完整地传达给本领域的技术人员。
本发明提供了一种高压微生物接种及取样转样装置，该装置包括：真空活塞式取样器和手动活塞式恒压控制泵，其中，
如图1所示，所述真空活塞式取样器(以下简称取样器)包括：带有活塞2的取样器釜体1、取样器端盖4、三通8、真空或放空阀门9、取样端阀门10和加压端阀门11；所述活塞2在取样器釜体1内可轴向移动，并将取样器釜体1分成取样区和加压区，所述取样端阀门10和所述真空或放空阀门9通过三通8与所述取样器釜体1连接，所述取样器端盖4设置于取样器釜体1的至少一端，用于密封所述取样器釜体1；
如图2所示，所述手动活塞式恒压控制泵(以下简称恒压控制泵)包括：缸体12、活塞头、手柄13、活塞杆14、带孔端盖15及出口阀门16；所述缸体12的一端与所述出口阀门16连接，另一端设有所述带孔端盖15，所述活塞杆14可穿过所述带孔端盖15，并通过手柄13控制所述活塞头在缸体12内的移动。
根据本发明，所述取样器釜体1的取样区用于存储微生物样品6，加压区用于盛装恒压液7来控制取样器的压力与微生物培养容器的压力一致；所述真空或放空阀门9上可以连接抽真空装置(例如，真空泵)，对取样器和连接处进行灭菌和抽空。
根据本发明，所述高压微生物接种及取样转样装置还包括压力连接头，用于连接所述取样器和恒压控制泵。
本发明对所述取样器端盖与所述取样器釜体的连接方式没有特别地限定，只要能实现密封目的即可。按照一种具体实施方式，所述取样器端盖4与所述取样器釜体1的外壁带有相匹配的螺纹，在取样前后，将取样器端盖拧在取样器末端进行保护。
另外，为了提高密封性能，所述取样器可以还具有活塞密封圈3及取样器端盖密封圈5。
本发明中，所述取样器端盖4的材质可以为硬质塑料，优选为聚酯材料。
所述恒压控制泵，主要用于平衡和稳定接种以及取样转样操作时取样器内的压力与微生物培养器内的压力。其中，通过手柄13控制活塞杆14上的活塞头在缸体12内的移动具体可以通过以下一种方式实现：
使所述带孔端盖15的孔内与所述活塞杆14带有相匹配的螺纹。通过顺时针或逆时针旋转手柄13来推动活塞头前进或者后退，从而实现加压或降压的目的。
本发明中，所述高压微生物接种及取样转样装置还包括压力检测装置，用于测定所述取样器的压力。具体地，可以在所述恒压控制泵上设计一三通，三通的一端连接在出口阀门16上，另一端连接所述压力测定装置，可以测定压力的数值。
本发明还提供了一种使用所述高压微生物接种及取样转样装置进行取样的方法，该方法包括：
1)从加压端向所述取样器釜体1中装满恒压液7，并关闭取样器端盖4；
2)关闭出口阀门16，向所述缸体12中加入恒压液，然后打开出口阀门16，推动活塞杆14排出缸体12中的残存气体，再次关闭出口阀门16；
3)将连接好的取样器和恒压控制泵在所述取样端与微生物培养器的取样阀连接，所述取样端阀门10处于开启状态，所述取样阀处于关闭状态，打开真空或放空阀门9并利用抽真空装置抽真空，推动手柄13使所述取样器釜体1中的活塞2至取样端，然后关闭真空或放空阀门9；
4)通过手柄13控制所述取样器的压力至设定值；
5)打开微生物培养器的取样阀，使微生物培养器与所述高压微生物接种及取样转样装置连通，通过手柄13拉动活塞杆14后退进行取样，保证取样过程中所述微生物培养器中压力不变。
步骤1)中，为了进一步避免存在污染现象，在使用前，通常需要对所述取样器进行灭菌消毒处理。
步骤2)中，抽真空的时间至少30分钟以上。
本发明中，所述恒压液可以为蒸馏水或去离子水，步骤1)和步骤2)中所述的恒压液通常相同。
如图2所示，步骤3)中，所述的恒压控制泵连接于所述取样器的加压端，连接时，需排出连接部分的气体。
另外，步骤3)中，连接好的取样器和恒压控制泵与微生物培养器可以通过压力连接头连接。
本发明中，可以根据恒压控制泵退出活塞杆14的长度计量取出微生物样品的量
根据本发明，所述方法还包括：
步骤6)达到所需取样量后，依次关闭所述加压端阀门11、取样端阀门10和取样阀，卸掉所述恒压控制泵中的压力，卸下所述取样器。
本发明中，所述高压微生物接种及取样转样装置用于带压转样时，需要对接受样品的装置进行恒压，以保证转样过程中整个系统的压力恒定。
以下将通过实施例对本发明进行详细描述。
实施例1
本实施例用于说明本发明的高压微生物接种及取样转样装置和取样方法。
该实施例所采用的取样器如图1所示，所采用的恒压控制泵及其与取样器的连接关系如图2所示，所述微生物培养器为如图3所示的高压微生物种子液培养器，其包括下端取样阀17、上端取样阀18及加压口阀门19。
以从一个10MPa的高压微生物种子液培养器(以下简称培养器)中取样为例对本发明实施过程进行详细说明，其中取样器无预冲培养液。
(1)将取样器进行灭菌消毒处理；
(2)将取样器充恒压液的加压端的取样器端盖4打开，倒满恒压液体7，拧上取样器端盖4；
(3)打开恒压控制泵的带孔端盖15，拔出活塞杆14和活塞头，关闭出口阀门16，倒入恒压液体，将活塞杆14连接活塞头插入缸体12，将恒压控制泵的出口向上，打开出口阀门16，轻推活塞杆14，排出恒压控制泵中的残存气体，拧紧带孔端盖15，关闭出口阀门16，将恒压控制泵连接到取样器的加压端，暂不拧紧，打开恒压控制泵的出口阀门16，顺时针旋转手柄13，推动活塞杆14，排出连接部分气体后上紧连接处；
(4)将取样器的取样端与培养器下端取样阀17相连，所述下端取样阀17处于关闭状态，打开取样端阀门10，将取样器的真空或放空阀门9与真空泵相连，抽真空，并顺时针旋转恒压控制泵的手柄13，推动取样器活塞2至取样端，抽真空至少30分钟以上，关闭真空或放空阀门9；
(5)顺时针旋转恒压控制泵的手柄13，推动活塞头，通过连接在恒压控制泵的缸体12与出口阀门16之间的压力检测装置来测定压力，使取样器压力至设定的取样压力；
(6)将培养器与恒压装置相连，保证取样过程中培养器中的压力不变。打开下端取样阀17拧紧连接处，使取样器与培养器相连，并且压力平衡；
(7)缓慢逆时针旋转恒压控制泵的手柄13，拉动活塞2后退，此时培养器中的微生物样品进入取样器，保持取样压力不变，根据恒压控制泵退出活塞杆14的长度计量取出微生物样品6的量；
(8)当达到要求的取样量时，依次关闭取样器加压端阀门11、取样器取样端阀门10、培养器下端取样阀17；
(9)逆时针旋转恒压控制泵的手柄13，卸掉恒压控制泵中的压力。从连接处卸下取样器，将取样器两端的端盖盖好，完成取样。
以上已经描述了本发明的实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的实施例。在不偏离所说明实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。

Claims (10)

1.一种高压微生物接种及取样转样装置，其特征在于，该装置包括：真空活塞式取样器和手动活塞式恒压控制泵，其中，
所述真空活塞式取样器包括：带有活塞的取样器釜体、取样器端盖、三通、真空或放空阀门、取样端阀门和加压端阀门；所述活塞在取样器釜体内可轴向移动，并将取样器釜体分成取样区和加压区，所述取样端阀门和所述真空或放空阀门通过三通与所述取样器釜体连接，所述取样器端盖设置于取样器釜体的至少一端，用于密封所述取样器釜体；
所述手动活塞式恒压控制泵包括：缸体、活塞头、手柄、活塞杆、带孔端盖及出口阀门；所述缸体的一端与所述出口阀门连接，另一端设有所述带孔端盖，所述活塞杆可穿过所述带孔端盖，并通过手柄控制所述活塞头在缸体内的移动。
2.根据权利要求1所述的高压微生物接种及取样转样装置，其中，该装置还包括压力连接头，用于连接所述真空活塞式取样器和手动活塞式恒压控制泵。
3.根据权利要求1所述的高压微生物接种及取样转样装置，其中，所述取样器端盖与所述取样器釜体的外壁带有相匹配的螺纹。
4.根据权利要求1所述的高压微生物接种及取样转样装置，其中，该装置还包括压力检测装置，用于测定所述真空活塞式取样器的压力。
5.根据权利要求1所述的高压微生物接种及取样转样装置，其中，所述带孔端盖的孔内与所述活塞杆带有相匹配的螺纹。
6.根据权利要求1-5中任意一项所述的高压微生物接种及取样转样装置，其中，所述取样器端盖的材质为硬质塑料，优选为聚酯材料。
7.一种使用权利要求1-6任意一项所述的高压微生物接种及取样转样装置进行取样的方法，其特征在于，该方法包括：
1)从加压端向所述取样器釜体中装满恒压液，并关闭取样器端盖；
2)关闭出口阀门，向所述缸体中加入恒压液，然后打开出口阀门，推动活塞杆排出缸体中的残存气体，再次关闭出口阀门；
3)将连接好的真空活塞式取样器和手动活塞式恒压控制泵在所述取样端与微生物培养器的取样阀连接，所述取样端阀门处于开启状态，所述取样阀处于关闭状态，打开真空或放空阀门并利用抽真空装置抽真空，推动手柄使所述取样器釜体中的活塞至取样端，然后关闭真空或放空阀门；
4)通过手柄控制所述真空活塞式取样器的压力至设定值；
5)打开微生物培养器的取样阀，使微生物培养器与所述高压微生物接种及取样转样装置连通，通过手柄拉动活塞杆后退进行取样，保证取样过程中所述微生物培养器中压力不变。
8.根据权利要求7所述的取样方法，其中，所述恒压液为蒸馏水或去离子水。
9.根据权利要求7所述的取样方法，其中，步骤3)中，所述的手动活塞式恒压控制泵连接于所述真空活塞式取样器的加压端，并排出连接部分的气体。
10.根据权利要求7所述的取样方法，其中，所述方法还包括：
6)达到所需取样量后，依次关闭所述加压端阀门、取样端阀门和取样阀，卸掉所述手动活塞式恒压控制泵中的压力，再卸下所述真空活塞式取样器。
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