CN110093261B - 一种用于沉积物中厌氧菌原位分离的装置及使用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明一种用于沉积物中厌氧菌原位分离的装置及使用方法，所述装置中异位培养仓用于盛装分离厌氧菌的培养基，沉积物取样器为空心结构，设置有用于培养基侵入的扩散孔，填充有亲水性聚醚型聚氨酯泡沫，沉积物取样器设置在异位培养仓中；所述方法包括步骤1，调配与待分离厌氧菌相应的培养基，将其放入异位培养仓中，将填充有亲水性聚醚型聚氨酯泡沫的沉积物取样器置于异位培养仓中设定的时间；步骤2，将含有培养基的沉积物取样器插入沉积物中，停留相应待分离厌氧菌分离所需的时间后，得到含有待分离厌氧菌的沉积物取样器；可在厌氧和缺氧的条件下运行，获取不同深度沉积物中的厌氧菌，能得到高生物量有特异代谢活性的活化菌株。

Description

一种用于沉积物中厌氧菌原位分离的装置及使用方法
技术领域
本发明涉及细菌分离技术领域，具体为一种用于沉积物中厌氧菌原位分离的装置及使用方法。
背景技术
为了分离湖底沉积物和水底沉积物等环境中的厌氧菌，需要获取水下5-15cm的沉积物。现有技术在取样时，空气容易进入取样装置，形成非厌氧环境，无法形成厌氧菌生存所需的环境。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种用于沉积物中厌氧菌原位分离的装置及使用方法，连续性好、收集量大，菌种分离时间相对较短，操作简便易行，得到的厌氧菌生长速度快，可进行针对性分离培养，设备占地小，可实现原位取样分离。
本发明是通过以下技术方案来实现：
一种用于水体沉积物中厌氧菌原位分离的装置，包括亲水性聚醚型聚氨酯泡沫，异位培养仓和沉积物取样器；
所述的异位培养仓用于盛装分离厌氧菌的培养基，沉积物取样器为空心结构，沉积物取样器设置有用于培养基侵入的扩散孔，沉积物取样器内填充有亲水性聚醚型聚氨酯泡沫，沉积物取样器设置在异位培养仓中。
优选的，还包括螺杆、第一固定盖、第二固定盖和第二橡胶垫片；
所述沉积物取样器的开口处设置有第二固定盖，第二固定盖的下表面设置有第二凸台，第二橡胶垫片套设在第二凸台上，第二橡胶垫片用于固定第二固定盖和沉积物取样器；
所述的第一固定盖放置在异位培养仓的开口处，螺杆贯穿第一固定盖设置，螺杆的一端与第二固定盖固定，沉积物取样器位于第一固定盖的下方。
进一步，所述螺杆的另一端固定有手柄，手柄带有弧面。
再进一步，所述的第一固定盖与异位培养仓密封设置，螺杆密封在第一固定盖中，第一固定盖上设置有通孔，通孔的开口处密封有橡胶塞，橡胶塞用于与针管配合，排掉培养基里厌氧菌生存所需环境的多余氧气。
进一步，还包括第一橡胶垫片，所述的第一固定盖的下表面设置有第一凸台，第一橡胶垫片套设在第一凸台上，第一橡胶垫片用于密封第一固定盖与异位培养仓的接触部位。
再进一步，所述螺杆的材质为亚克力，螺杆与第一固定盖的接触部位填充有密封胶。
再进一步，所述的通孔为阶梯孔，阶梯孔通过台阶面轴向承载橡胶塞。
优选的，所述的沉积物取样器由圆柱和圆锥组成，圆柱位于圆锥的上方，圆柱与圆锥接触处的直径相同，圆柱的高度与圆锥的高度比≥5:1。
一种用于水体沉积物中厌氧菌原位分离的装置的使用方法，基于上述任意一项所述的装置，包括如下步骤，
步骤1，调配与待分离厌氧菌相应的培养基，将其放入异位培养仓中，将填充有亲水性聚醚型聚氨酯泡沫的沉积物取样器置于异位培养仓中，培养基通过扩散孔浸入亲水性聚醚型聚氨酯泡沫中，放置设定的时间，得到含有培养基的沉积物取样器；
步骤2，将含有培养基的沉积物取样器插入深度为5-15cm的沉积物中，停留相应待分离厌氧菌分离所需的时间后，得到含有待分离厌氧菌的沉积物取样器。
进一步，还包括步骤3和步骤4；
步骤3，在3分钟以内把含有待分离厌氧菌的沉积物取样器固定在异位培养仓中并使第一固定盖与异位培养仓密闭；
步骤4，在橡胶塞上插入两个针管，在其中一个针管中充入氮气或惰性气体中的一种或多种，该气体通过与培养基中溶解的氧气进行置换，通过另一个针管排掉培养基里厌氧菌生存所需氧气的多余气体，当异位培养仓中培养基溶解的氧气达到厌氧菌生存所需的标准时，拔掉两个针管形成厌氧菌培养所需的厌氧环境。
与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
本发明用于水体沉积物中厌氧菌原位分离的装置，沉积物取样器内填充有亲水性聚醚型聚氨酯泡沫，设置有扩散孔可使培养基侵入其中，这样当含有培养基的沉积物取样器插入到沉积物中，通过液体培养基能富集目标菌群，可在厌氧和缺氧的条件下运行，可获取不同深度的沉积物中的厌氧菌，本发明的装置具有较强的环境耐受性和适用性，具有较好的抗冲击性，能得到高生物量有特异代谢活性的活化菌株。
进一步的，通过第二凸台和第二橡胶垫片的配合可使第二固定盖和沉积物取样器固定，再通过螺杆与第二固定盖的固定设置，这样不仅可使沉积物取样器长时间稳定放置在异位培养仓中，提高培养基的侵入速率，而且实现了第二固定盖与沉积物取样器拆卸的灵活性，方便亲水性聚醚型聚氨酯泡沫的填充和更换。
进一步的，螺杆的另一端固定有手柄，手柄带有弧面，能方便操作者手握。
进一步的，螺杆密封在第一固定盖中，当第一固定盖密封在异位培养仓的开口处时能将整个装置与空气隔绝；通孔开口处密封有橡胶塞，可与针管配合，通过扩散孔的气孔排掉沉积物取样器中培养基里厌氧菌生存所需环境的多余氧气，利用橡胶塞自身的恢复能力又能实现异位培养仓的密封，这样便可模仿原始生存环境长途运输，避免了现有技术样品中的有些厌氧菌在运输过程中可能会因环境的改变而丧失活性或者衰亡。
进一步的，通孔为阶梯孔，可通过阶梯孔的台阶面轴向承载橡胶塞，延长本装置的使用寿命。
进一步的，沉积物取样器的底部为圆锥，方便沉积物取样器插入沉积物中，提高取样效率。
本发明装置的使用方法，待分离厌氧菌相应的培养基通过扩散孔浸入亲水性聚醚型聚氨酯泡沫中，这样当含有培养基的沉积物取样器插入沉积物中后很快消耗掉之前培养基中存留的氧气，使培养基溶解的氧气含量达到厌氧菌生存所需厌氧环境的标准，放置需要的设定时间可使培养基在沉积物取样器中达到一定要求的量，得到了含有厌氧菌的沉积物取样器，完成了厌氧菌原位分离的工作；异位培养仓中储存培养基，根据所筛选的菌种不同可调整培养基组成和各组分含量，不仅可高效分离及驯化各厌氧菌种而且可培养某些特定的厌氧菌群，利用其协同作用，可用于废水处理。
进一步的，取样后快速将含有待分离厌氧菌的沉积物取样器就地固定在异位培养仓中，并将第一固定盖与异位培养仓密封，之后通过氮气或惰性气体中的一种或多种置换氧气，形成厌氧菌培养所需的厌氧环境，保证厌氧菌，如硫细菌在厌氧环境中培养并原位分离，不易产生微生物代谢功能衰退；取样结束后把沉积物取样器插入异位培养仓中置换氧气，达到厌氧菌培养所需的厌氧环境，可模仿原始生存环境长途运输，避免了现有技术样品中的有些厌氧菌在运输过程中可能会因环境的改变而丧失活性或者衰亡。
附图说明
图1为本发明厌氧菌原位分离的装置示意图。
图2为图1的俯视图。
图中：手柄1，螺杆2，第一固定盖3，通孔4，第一橡胶垫片5，第二固定盖6，第二橡胶垫片7，亲水性聚醚型聚氨酯泡沫8，扩散孔9，异位培养仓10，培养基11，沉积物取样器12，第一凸台13，第二凸台14，橡胶塞15。
具体实施方式
下面结合具体的实施例对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。
原位富集分离技术，简称为ISPR，是指在微生物原始生存条件下进行人工的强化富集及后续分离，以防止因样品直接采集过程中对生存环境的破坏所导致的微生物种群的衰亡。
参见图1，本发明一种用于水体沉积物中厌氧菌原位分离的装置包括亲水性聚醚型聚氨酯泡沫8、扩散孔9、培养基11、玻璃材质的异位培养仓10和沉积物取样器12，其中异位培养仓10中的“异位培养”是指在不同环境下培养。
异位培养仓10中装有用于厌氧菌分离的培养基11，培养基11可根据需要分离的厌氧菌的具体菌种按标准进行调配。
沉积物取样器12为空心结构，沉积物取样器12设置有用于培养基11侵入的扩散孔9，沉积物取样器12内填充有亲水性聚醚型聚氨酯泡沫8，沉积物取样器12设置在异位培养仓10中。
在优选方案中，还包括螺杆2、第一固定盖3、第二固定盖6和第二橡胶垫片7；沉积物取样器12的开口处设置有第二固定盖6，第二固定盖6的下表面设置有第二凸台14，第二橡胶垫片7套设在第二凸台14上，沉积物取样器12的开口为空心圆柱结构，第二橡胶垫片7用于固定第二固定盖6和沉积物取样器12；第一固定盖3放置在异位培养仓10的开口处，螺杆2贯穿第一固定盖3设置，螺杆2的一端与第二固定盖6固定，沉积物取样器12位于第一固定盖3的下方；螺杆2的另一端固定有手柄1，手柄1带有弧面，方便操作者手握；如图2所示，第一固定盖3与异位培养仓10密封设置，螺杆2密封在第一固定盖3中，第一固定盖3上设置有通孔4，通孔4的开口处密封有橡胶塞15，橡胶塞15用于与针管配合，排掉培养基11里厌氧菌生存所需环境的多余氧气。
在进一步的优化方案中，还包括第一橡胶垫片5，第一固定盖3的下表面设置有第一凸台13，第一橡胶垫片5套设在第一凸台13上，第一橡胶垫片5用于密封第一固定盖3与异位培养仓10的接触部位；通孔4为阶梯孔，阶梯孔通过台阶面轴向承载橡胶塞15；螺杆2的材质为亚克力，螺杆2与第一固定盖3的接触部位填充有密封胶；沉积物取样器12由圆柱和圆锥组成，圆柱位于圆锥的上方，圆柱与圆锥接触处的直径相同，其中圆柱的高度和圆锥的高度比≥5:1。在本实施例中，橡胶塞15为乙腈橡胶塞。
沉积物取样器12内亲水性聚醚型聚氨酯泡沫8填充的高度不低于圆锥的部分，不高于圆柱的部分；亲水性聚醚型聚氨酯泡沫8的孔径为分布在10-30μm的异型孔径；扩散孔9的孔径为1-2.5mm，取样时湖底沉积物或水体沉积物等沉积物通过扩散孔9进入沉积物取样器12中。
本发明一种用于水体沉积物中厌氧菌原位分离的装置的使用方法，包括如下步骤，
步骤1，调配与待分离厌氧菌相应的培养基11，将其放入异位培养仓10中，将填充有亲水性聚醚型聚氨酯泡沫8的沉积物取样器12置于异位培养仓10中，培养基11通过扩散孔9浸入亲水性聚醚型聚氨酯泡沫8中，放置设定的时间，得到含有培养基11的沉积物取样器12；
步骤2，将含有培养基11的沉积物取样器12插入深度为5-15cm的沉积物中，停留相应待分离厌氧菌分离所需的时间后，得到含有待分离厌氧菌的沉积物取样器12；在此步骤中，步骤1中的培养仓11可以用保鲜膜封口放置，放止杂质引入；
步骤3，在3分钟以内把含有待分离厌氧菌的沉积物取样器12固定在异位培养仓10中并使将第一固定盖3与异位培养仓10密闭；
步骤4，在橡胶塞15上插入两个针管，在其中一个针管中充入氮气或惰性气体中的一种或多种，该气体通过与培养基11中溶解的氧气进行置换，通过另一个针管排掉培养基11里厌氧菌生存所需氧气的多余气体，当异位培养仓10中培养基11溶解的氧气达到厌氧菌生存所需的标准时，拔掉两个针管形成厌氧菌培养所需的厌氧环境。
当需要分离硫细菌时，调配相应分离硫细菌的培养基11，并将其放入异位培养仓10中，取样时，先将填充有10-30μm异型孔径的亲水性聚醚型聚氨酯泡沫8的沉积物取样器12置于异位培养仓10中，使培养基11浸没亲水性聚醚型聚氨酯泡沫8，放置30-60min后，把异位培养仓10移走，用保鲜膜封口放置，手握手柄1将沉积物取样器12插入水体深度为10cm的底泥中36-72h，水体沉积物通过扩散孔9进入沉积物取样器12中，由于沉积物取样器12里面填充有10-30μm异型孔径的亲水性聚醚型聚氨酯泡沫8，因此便于硫细菌附着在亲水性聚醚型聚氨酯泡沫8表面上并依靠培养基11进行生长。
取样结束后把沉积物取样器12插入异位培养仓10中，通过第一橡胶垫片5的作用使第一固定盖3与异位培养仓10形成密闭空间，在固定盖3上的橡胶塞15处插上两个针管，其中一个针管用于充氮气，氮体通过与培养基11中溶解的氧气进行置换，另一个针管排掉培养基11里厌氧菌生存所需氧气的多余气体，所用氮气的纯度为95％-98％，可根据培养基11的体积预估通气的时间，一般若培养基11的体积为10ml，通气1-2min即可，通过氮气置换氧气的方式可排掉培养基11中的部分氧气，使异位培养仓10中培养基11溶解的氧气与培养基11的体积之比≤0.02％，形成硫细菌培养所需的厌氧环境，实现硫细菌的培养分离。

Claims (2)

1.一种用于水体沉积物中厌氧菌原位分离的装置的使用方法，其特征在于，基于一种用于水体沉积物中厌氧菌原位分离的装置，所述装置包括螺杆(2)、第一固定盖(3)、第一橡胶垫片(5)、第二固定盖(6)和第二橡胶垫片(7)、亲水性聚醚型聚氨酯泡沫(8)，异位培养仓(10)和沉积物取样器(12)，所述沉积物取样器(12)为空心结构，由圆柱和圆锥组成，圆柱位于圆锥的上方，圆柱与圆锥接触处的直径相同，圆柱的高度与圆锥的高度比≥5:1，沉积物取样器(12)设置有用于培养基(11)侵入的扩散孔(9)；沉积物取样器(12)的开口处设置有第二固定盖(6)，第二固定盖(6)的下表面设置有第二凸台(14)，第二橡胶垫片(7)套设在第二凸台(14)上，第二橡胶垫片(7)用于固定第二固定盖(6)和沉积物取样器(12)，第一固定盖(3)放置在异位培养仓(10)的开口处，第一固定盖(3)的下表面设置有第一凸台(13)，第一橡胶垫片(5)套设在第一凸台(13)上，第一橡胶垫片(5)用于密封第一固定盖(3)与异位培养仓(10)的接触部位，螺杆(2)的材质为亚克力，螺杆(2)贯穿第一固定盖(3)设置，螺杆(2)与第一固定盖(3)的接触部位填充有密封胶，第一固定盖(3)上设置有阶梯孔，阶梯孔通过台阶面轴向密封有橡胶塞(15)，螺杆(2)的一端与第二固定盖(6)固定，沉积物取样器(12)位于第一固定盖(3)的下方，具体包括如下步骤，
步骤1，调配与待分离厌氧菌相应的培养基(11)，将其放入异位培养仓(10)中，将填充有亲水性聚醚型聚氨酯泡沫(8)的沉积物取样器(12)置于异位培养仓(10)中，培养基(11)通过扩散孔(9)浸入亲水性聚醚型聚氨酯泡沫(8)中，放置设定的时间，得到含有培养基(11)的沉积物取样器(12)；
步骤2，将含有培养基(11)的沉积物取样器(12)插入深度为5-15cm的沉积物中，停留相应待分离厌氧菌分离所需的时间后，得到含有待分离厌氧菌的沉积物取样器(12)；
步骤3，在3分钟以内把含有待分离厌氧菌的沉积物取样器(12)固定在异位培养仓(10)中并使第一固定盖(3)与异位培养仓(10)密闭；
步骤4，在橡胶塞(15)上插入两个针管，在其中一个针管中充入氮气或惰性气体中的一种或多种，该气体通过与培养基(11)中溶解的氧气进行置换，通过另一个针管排掉培养基(11)里厌氧菌生存所需氧气的多余气体，当异位培养仓(10)中培养基(11)溶解的氧气达到厌氧菌生存所需的标准时，拔掉两个针管形成厌氧菌培养所需的厌氧环境。
2.根据权利要求1所述的一种用于水体沉积物中厌氧菌原位分离的装置的使用方法，其特征在于，所述用于水体沉积物中厌氧菌原位分离的装置中螺杆(2)的另一端固定有手柄(1)，手柄(1)带有弧面。
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