CN110331082A - 一种厌氧微生物分离装置 - Google Patents

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周明
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Abstract

本发明涉及一种厌氧微生物分离装置，包括外壳、转动装配于外壳中的若干个试管旋转组件、与试管旋转组件适配的用于支撑厌氧试管的试管支撑架、能够发生相对转动以驱使试管旋转组件旋转的相对旋转组件、用于驱动相对旋转组件中的部件发生相对运动的驱动电机以及设置在外壳内的冰室；所述试管旋转组件包括用于夹持厌氧试管底部的“凹”型的试管托、与试管托同轴设置的组件转轮以及用于将试管托同轴安装于组件转轮上的组件转轴，所述相对旋转组件通过组件转轮驱动试管旋转组件旋转；本发明替代了人工滚管，可以同时滚管多个厌氧试管，避免了培养基涂布不均匀的问题，同时冰室有利于带菌的融化培养基的快速凝结，提高了滚管效率。

Description

一种厌氧微生物分离装置
技术领域
本发明属于微生物分离装置，具体涉及一种厌氧微生物分离装置。
背景技术
厌氧微生物分离通常指在厌氧条件下，利用无菌操作的方法将特定的厌氧微生物个体从混杂的微生物群体中分离出来的过程。主要分为平板培养法和亨盖特厌氧滚管法。
平板培养法包括稀释倒平板法和平板划线法，由于通过平板培养方法获得的微生物多数分布在培养基表面，因此必须在厌氧手套箱、Gas-pak厌氧罐等专用设备中操作和培养，平板培养法需要使用设备去除或隔离氧气或使用还原剂反应去除密封容器内的氧气，但前者设备的结构复杂，后者加入培养基中的还原剂可能会对某些厌氧微生物具有抑制作用，且需要消耗还原剂。
亨盖特Hungate厌氧滚管技术是美国微生物学家亨盖特(Hungate)于1950年首次提出并应用于瘤胃厌氧微生物研究的一种厌氧培养技术。以后这项技术又经历了几十年的不断改进，从而使亨盖特厌氧技术日趋完善，并逐渐发展成为研究厌氧微生物的一整套完整技术。而且多年来的实践已经证明它是研究严格、专性厌氧菌的一种极为有效的技术，其操作流程如下：将盛有融化的无菌无氧琼脂培养基试管放置于50℃-55℃左右的恒温水浴中，用1ml无菌注射器分别吸取不同稀释度的稀释液各0.1ml于融化了的琼脂培养基螺口厌氧试管中，而后将其平放于盛有冰块的盘中或特制的滚管机上迅速滚动，这样带菌的融化培养基在螺口厌氧试管内壁立即凝固成一薄层。这样，不同的这样，不同的菌种将以单菌落的形式在试管内表面生长。然而，市场中并没有一种专门用于分离纯化厌氧微生物的滚管装置，只能人工滚管或者使用类似型号为DM RL 60的滚轴混匀器/滚管混匀器来进行滚管，但人工滚管费时费力，而且由于个人转动速率的差异，含有菌液的培养基很难均匀的涂布于试管的内表面，进而会导致菌落堆叠，影响厌氧微生物的分离效果；而滚轴混匀器多为水平式占用空间大且没有降温功能。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足而提供一种占地空间小的厌氧微生物分离装置。
本发明的技术方案如下：
一种厌氧微生物分离装置，包括外壳、转动装配于外壳中的若干个试管旋转组件、与试管旋转组件适配的用于支撑厌氧试管的试管支撑架、能够发生相对转动以驱使试管旋转组件旋转的相对旋转组件、用于驱动相对旋转组件中的部件发生相对运动的驱动电机以及设置在外壳内的冰室；
所述试管旋转组件包括用于夹持厌氧试管底部的“凹”型的试管托、与试管托同轴设置的组件转轮以及用于将试管托同轴安装于组件转轮上的组件转轴，所述相对旋转组件通过组件转轮驱动试管旋转组件旋转；
所述试管托的内壁具有弹性且所述试管托的内壁上突出设置有若干个卡牙；所述相对旋转组件包括设置在外壳内的驱动部件，所述驱动电机带动驱动部件转动进而带动所述组件转轮转动。
进一步的，所述驱动部件为第一驱动转轮，所述第一驱动转轮通过轴承转动装配于外壳内，所述相对旋转组件还包括固定设置在第一驱动转轮外周的第二驱动齿环；
所述组件转轴通过轴承转动安装于所述第一驱动转轮上且以组件转轴为圆心环形阵列布设，所述组件转轮与所述第二驱动齿环啮合。
进一步的，所述驱动部件为第二驱动齿环，所述第二驱动齿环通过轴承转动装配于外壳中，所述相对旋转组件还包括设置在第二驱动齿环内周的第一驱动转轮，所述组件转轴以第二驱动齿环的转动轴线为圆心环形阵列布设且均与所述第二驱动齿环啮合。
进一步的，所述试管支撑架通过支撑架连接杆固定连接在所述第一驱动转轮的前侧；
所述试管支撑架包括与所述厌氧试管的外周壁形状吻合的支撑弧面，所述支撑弧面上均匀设置有至少3个小滚辊，所述小滚辊与所述厌氧试管滚动接触，所述试管支撑架的中部具有带盖的中空腔，所述中空腔作为冰室。
进一步的，所述组件转轴穿设在第一驱动转轮中且仅有组件转轴的前部与所述第一驱动转轮啮合，所述组件转轴的后部杆体为光滑部，所述光滑部的长度均大于第一驱动转轮、第二驱动齿环的厚度。
进一步的，所述驱动部件为第三驱动蜗杆，所述第三驱动蜗杆通过蜗杆轴承转动装配于所述外壳的一侧，所述试管旋转组件呈单列状布置在所述外壳的后板上，所述组件转轮为蜗轮且与所述第三驱动蜗杆啮合，所述冰室设置于所述试管旋转组件的一侧。
进一步的，所述组件转轮的前侧设置有试管托插杆，所述组件转轴的后端能够紧凑的套设在所述试管托插杆上，所述组件转轴的后端沿径向突出设置有限位沿，所述组件转轴的外侧相对于试管托插杆的前方设置有限位板，所述限位板上开设有可供组件转轴的杆体穿过而不允许限位沿通过的挡止孔。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
在本发明中，每一个试管托卡持住一个厌氧试管，通过试管托自身的摩擦力来卡持住厌氧试管的底部，与此同时，支撑弧面支撑着厌氧试管的中部以保持厌氧试管在旋转过程中的平衡，驱动电机提供动力供厌氧试管转动，从而使带菌的融化培养基能够均匀的凝固在厌氧试管的内壁上，冰室降低了壳体内部的温度，有利于带菌培养基的快速凝结；本发明替代了人工滚管，可以同时滚管多个厌氧试管，避免了培养基涂布不均匀的问题，提高了滚管效率；冰室单独设置，冰室不与厌氧试管直接接触，不会造成厌氧试管表面沾上水滴，不需要额外的擦拭，有利于后续厌氧试管转移操作的进行；本发明分离厌氧微生物的效果好、易于实施；相比于现有技术中水平式的滚管机，本发明采用的是紧凑型的立式结构，减小了底部面积，能够减少实验台的台面的占用空间，为实验室其他设备或实验器材腾出更多的台面。
附图说明
图1为本发明实施例的主视结构示意图。
图2为本发明实施例的试管支撑架的主视结构示意图。
图3为本发明实施例2的侧视结构示意图。
图4为本发明实施例3的局部侧视结构示意图。
图5为本发明实施例4的主视结构示意图。
图6为本发明实施例的试管旋转组件的结构示意图。
图7为本发明实施例的试管托的结构示意图。
图中，外壳1、第一驱动转轮2、试管支撑架3、支撑主体31、支撑弧面32、小滚辊33、第一冰室34、支撑架连接杆35、第二冰室36、单试管支撑架37、试管旋转组件4、组件转轴41、组件转轮42、试管托43、托主体431、托固定孔432、孔盖板433、卡牙434、第一试管托卡轴44、进入限位件45、驱动电机51、第一转轴52、第二转轴53、厌氧试管6、第二驱动齿环7、传动轮81、限位板82、第二试管托卡轴83、试管托插杆84、第三驱动蜗杆85、蜗杆轴承86、限位沿87。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
如图1、图2、图7所示，一种厌氧微生物分离装置，包括外壳1、转动装配于外壳1中的若干个试管旋转组件4、与试管旋转组件4适配的用于支撑厌氧试管6的试管支撑架3、能够发生相对转动以驱使试管旋转组件4旋转的相对旋转组件、用于驱动相对旋转组件中的部件发生相对运动的驱动电机51以及设置在外壳1内的冰室；
试管旋转组件4包括用于夹持厌氧试管6底部的“凹”型的试管托43、与试管托43同轴设置的组件转轮42以及用于将试管托43同轴安装于组件转轮42上的组件转轴41，相对旋转组件通过组件转轮42驱动试管旋转组件4旋转；
试管托43的内壁具有弹性且试管托43的内壁上突出设置有若干个卡牙434；相对旋转组件包括设置在外壳1内的驱动部件，驱动电机51带动驱动部件转动进而带动组件转轮42转动。
具体的，试管托43包括托主体431，卡牙434与托主体431的内壁一体成型，托主体431的底部中心设置有托固定孔432，试管托43通过托固定孔432螺钉或螺栓固定在组件转轴41的一端；试管托43的内壁的材质为硅胶或橡胶从而能够在外力的作用下形变，试管托43的作用是利用自身的摩擦力卡持住厌氧试管。
优选的，托固定孔432的孔口处盖设有与试管托43的内壁同样材质的孔盖板433，优选的，孔盖板433的一侧与托固定孔432搭连，以防止孔盖板433意外丢失。
相对旋转组件驱使试管旋转组件4转动，进而驱动厌氧试管6转动，当然，相对旋转组件可以有多种形式，从而使带菌的融化培养基在厌氧试管6内壁凝固成一薄层，同时由于冰室的存在，冰室降低了外壳内部的温度，利于带菌融化培养基的快速凝固。
实施例2
本实施例为基于实施例1的另一种实施方式，对于实施例1相同的技术方案描述将省略，仅对与实施例1不同的技术方案进行说明。
本实施例中，具体说明了一种厌氧试管的旋转方式。
如图1至图3所示，相对旋转组件包括第一驱动转轮2和第二驱动齿环7，其中，第一驱动转轮2在驱动电机51的驱动下转动，第二驱动齿环7固定连接在外壳1的一侧；第一驱动转轮2作为驱动部件，具体的，第一驱动转轮2为齿轮，第一驱动转轮2通过轴承转动装配于外壳1内，第二驱动齿环7设置在第一驱动转轮2的外周且与第一驱动转轮2啮合；组件转轴41通过轴承转动安装于第一驱动转轮2上且以组件转轴41为圆心环形阵列布设，组件转轮42为齿轮且与第二驱动齿环7啮合。
驱动电机51驱动第一驱动转轮2转动，第一驱动转轮2带动试管旋转组件4做圆周运动，在试管旋转组件4做圆周运动的同时，组件转轮42在第二驱动齿环7的啮合作用下自转，进而试管托43以及试管托43夹持住的厌氧试管6旋转。
由于试管托43仅仅是夹住并支撑了厌氧试管6的后部，为了使厌氧试管6在转动的过程中保持平衡，设置有用于支撑厌氧试管6的中部或前部的试管支撑架3，具体的，如图1、图2所示，试管支撑架3通过支撑架连接杆35固定连接在第一驱动转轮2的前侧，由此，试管支撑架3能够与第一驱动转轮2同步转动；试管支撑架3包括与厌氧试管6的外周壁形状吻合的支撑弧面32，支撑弧面32上均匀设置有至少3个小滚辊33，小滚辊33与厌氧试管6滚动接触，将滑动摩擦变为混动摩擦以降低摩擦力，试管支撑架3的中部具有带盖的中空腔，中空腔作为冰室。
为了与其他部位设置的冰室区分，在本实施例中，将设置在试管支撑架3中的冰室作为第一冰室34，如图1至图3所示，第一冰室34为隔开支撑弧面32的圆形腔室，第一冰室34的盖口开设在第一冰室34的前室壁上，第一冰室34的盖口的面积大致为第一冰室34主视轮廓的二分之一，以便于向冰室34中放入冰袋，其中，这个冰袋可以是有制冰机中的冰块装在塑料袋中密封制成，也可以是购买的生物冰袋，在装入冰袋后盖上第一冰室34的盖，避免冰袋在第一冰室34旋转的时候掉出。
实施例3
本实施例为基于实施例1的另一种实施方式，对于实施例1相同的技术方案描述将省略；本实施例中，具体列举了一种与实施例2中不同的厌氧试管的旋转方式。
如图1、图2和图4所示，相对旋转组件包括第一驱动转轮2和第二驱动齿环7，其中，不同于实施例2，本实施例3中，驱动电机51驱动第二驱动齿环转动，即第二驱动齿环作为驱动部件，第一驱动转轮2固定不动；具体的，第二驱动齿环7通过轴承转动装配于外壳1中，相对旋转组件还包括设置在第二驱动齿环7内周的第一驱动转轮2，组件转轴41以第二驱动齿环7的转动轴线为圆心环形阵列布设且均与第二驱动齿环7啮合。
在本实施例中，第一驱动转轮2的作用仅仅是作为一个安装板安装试管旋转组件，因此，并不要求必须是齿轮，也不要求必须是圆形的板，也可以直接将试管旋转组件4安装在外壳1的背板上。
驱动电机51驱动第二驱动齿环7转动，与第二驱动齿环7啮合的组件转轮42在第二驱动齿环的带动下原地自转，进而试管托43以及试管托43夹持住的厌氧试管6旋转。
若试管托43为空载，为了避免试管托43空转浪费能源，优选的，如图4所示，将逐渐转轴41伸长形成第一试管托卡轴44，第一试管托卡轴44设在第一驱动转轮2中且仅有第一试管托卡轴44的前部与第一驱动转轮2啮合，第一试管托卡轴44的后部杆体为光滑部，光滑部的长度均大于第一驱动转轮2、第二驱动齿环7的厚度，光滑部的两端分别设置有拔出限位件和进入限位件45，进入限位件45设置在光滑部和第一试管托卡轴44的齿状前部之间；具体的，第一驱动转轮2的中心设置有与第一试管托卡轴44啮合的第一转孔，第一转孔的孔径大于第一试管托卡轴44光滑部的外周尺寸；在从前向后向试管托43中插入厌氧试管6的过程中，厌氧试管6抵着试管托43的前部进入到第一转孔中并与之配合，第一试管托卡轴44进入第一转孔的深度由进入限位件45进行限定，组件转轮42与第二驱动齿环7啮合，此时，第二驱动齿环7才能够驱动组件转动42自转；在从试管托43中拔出厌氧试管6的过程中，由于摩擦力的存在，首先厌氧试管43带着试管托43、第一试管托卡轴44以及组件转轮42向远离第一驱动转轮2的方向运动，直至拔出限位件与第一驱动转轮2相抵，此时，组件转轮42与第二驱动齿环脱离，第二驱动齿环就不能再驱动空载的试管托43自转了，从而节约了能源。
实施例4
本实施例为基于实施例1的另一种实施方式，对于实施例1相同的技术方案描述将省略，本实施例中，具体列举了一种与实施例2和实施例3均不同的厌氧试管的驱动方式。
如图5所示，驱动组件包括第三驱动蜗杆85，第三驱动蜗杆85作为驱动部件，第三驱动蜗杆85通过蜗杆轴承86转动装配于外壳1的一侧，试管旋转组件4呈单列状布置在外壳1的后板上，组件转轮42为蜗轮且与第三驱动蜗杆85啮合，冰室设置于试管旋转组件4的一侧；具体的，为了易于区分，将本实施例中的冰室记为第二冰室36，第二冰室36和第三驱动蜗杆85分别位于组件转轮42阵列的两侧，当然，也可以外壳1内再设一个冰室，第二冰室36的使用方法与第一冰室34的使用方法相同，不同之处在于，第二冰室36可以是外壳1上单出隔出的一个空间，因而第二冰室36的出入口可以直接设置在外壳1上。
类似实施例3中的第一试管托卡轴44的作用，组件转轮42的前侧设置有试管托插杆84，组件转轴41的后端能够紧凑的套设在试管托插杆84上，为了易于区分，将本实施例中的组件转轴41即为第二试管托卡轴83，第二试管托卡轴83的后端沿径向突出设置有限位沿87，第二试管托卡轴83的外侧相对于试管托插杆84的前方设置有限位板82，限位板82上开设有可供第二试管托卡轴83的杆体穿过而不允许限位沿通过的挡止孔；在从前向后向试管托43中插入厌氧试管6的过程中，厌氧试管6抵着试管托43向后运动，并带动第二试管托卡轴83向后运动直至第二试管托卡轴83的后端套设在试管托插杆84上，这样，组件转轮42就能够带动试管托43转动了；在从试管托43中拔出厌氧试管6的过程中，由于摩擦力的存在，首先厌氧试管43带着试管托43、第二试管托卡轴83以及组件转轮42向远离第三驱动蜗杆85的方向运动，直至限位沿87与限位板82相抵，由于第二试管托卡轴83向外伸出的距离大于试管托插杆84的长度，即在厌氧试管6拔出后，第二试管托卡轴83与试管托插杆84脱离，这样，第三驱动蜗杆85就不能驱动空载的试管托43自转了，从而节约了能源。
相应的，为了与本实施例4中的试管旋转组件4的阵列方式相适配，试管支撑架3变形为单试管支撑架37，单试管支撑架37的一端固定在外壳1上，支撑弧面32设置在单试管支撑架37上对应厌氧试管6的中部或前部的位置处。
优选的，第二试管托卡轴83的插口处从内向外微微扩张以利于试管托插杆84的顺利插入。
可选的，除了上述蜗杆驱动的方式外，也可以另外设置用于带动组件转轮42转动的传动轮81，通过驱动传动轮81转动而带动组件转轮42转动。
尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种厌氧微生物分离装置，其特征在于：包括外壳(1)、转动装配于外壳(1)中的若干个试管旋转组件(4)、与试管旋转组件(4)适配的用于支撑厌氧试管(6)的试管支撑架(3)、能够发生相对转动以驱使试管旋转组件(4)旋转的相对旋转组件、用于驱动相对旋转组件中的部件发生相对运动的驱动电机(51)以及设置在外壳(1)内的冰室；
所述试管旋转组件(4)包括用于夹持厌氧试管(6)底部的“凹”型的试管托(43)、与试管托(43)同轴设置的组件转轮(42)以及用于将试管托(43)同轴安装于组件转轮(42)上的组件转轴(41)，所述相对旋转组件通过组件转轮(42)驱动试管旋转组件(4)旋转；
所述试管托(43)的内壁具有弹性且所述试管托(43)的内壁上突出设置有若干个卡牙(434)；所述相对旋转组件包括设置在外壳(1)内的驱动部件，所述驱动电机(51)带动驱动部件转动进而带动所述组件转轮(42)转动。
2.根据权利要求1所述的厌氧微生物分离装置，其特征在于：所述驱动部件为第一驱动转轮(2)，所述第一驱动转轮(2)通过轴承转动装配于外壳(1)内，所述相对旋转组件还包括固定设置在第一驱动转轮(2)外周的第二驱动齿环(7)；
所述组件转轴(41)通过轴承转动安装于所述第一驱动转轮(2)上且以组件转轴(41)为圆心环形阵列布设，所述组件转轮(42)与所述第二驱动齿环(7)啮合。
3.根据权利要求1所述的厌氧微生物分离装置，其特征在于：所述驱动部件为第二驱动齿环(7)，所述第二驱动齿环(7)通过轴承转动装配于外壳(1)中，所述相对旋转组件还包括设置在第二驱动齿环(7)内周的第一驱动转轮(2)，所述组件转轴(41)以第二驱动齿环(7)的转动轴线为圆心环形阵列布设且均与所述第二驱动齿环(7)啮合。
4.根据权利要求2或3所述的厌氧微生物分离装置，其特征在于：所述试管支撑架通过支撑架连接杆(35)固定连接在所述第一驱动转轮(2)的前侧；
所述试管支撑架(3)包括与所述厌氧试管(6)的外周壁形状吻合的支撑弧面(32)，所述支撑弧面(32)上均匀设置有至少3个小滚辊(33)，所述小滚辊(33)与所述厌氧试管(6)滚动接触，所述试管支撑架(3)的中部具有带盖的中空腔，所述中空腔作为冰室。
5.根据权利要求2或3所述的厌氧微生物分离装置，其特征在于：所述组件转轴(41)穿设在第一驱动转轮(2)中且仅有组件转轴(41)的前部与所述第一驱动转轮(2)啮合，所述组件转轴(41)的后部杆体为光滑部，所述光滑部的长度均大于第一驱动转轮(2)、第二驱动齿环(7)的厚度。
6.根据权利要求1所述的厌氧微生物分离装置，其特征在于：所述驱动部件为第三驱动蜗杆(85)，所述第三驱动蜗杆(85)通过蜗杆轴承(86)转动装配于所述外壳(1)的一侧，所述试管旋转组件(4)呈单列状布置在所述外壳(1)的后板上，所述组件转轮(42)为蜗轮且与所述第三驱动蜗杆(85)啮合，所述冰室设置于所述试管旋转组件(4)的一侧。
7.根据权利要求6所述的厌氧微生物分离装置，其特征在于：所述组件转轮(42)的前侧设置有试管托插杆(84)，所述组件转轴(41)的后端能够紧凑的套设在所述试管托插杆(84)上，所述组件转轴(41)的后端沿径向突出设置有限位沿(87)，所述组件转轴(41)的外侧相对于试管托插杆(84)的前方设置有限位板(82)，所述限位板(82)上开设有可供组件转轴(41)的杆体穿过而不允许限位沿通过的挡止孔。
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