CN110669667A - 氧气浓度可控的多通道培养系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及细菌培养技术领域，提供一种氧气浓度可控的多通道培养系统包括氧气输送通道、辅助气体输送通道以及至少两个培养装置。氧气输送通道具有至少的第一供气分通道，辅助气体输送通道具有至少第二供气分通道，各第二供气分通道与各第一供气分通道一一对应，并且，各第二供气分通道内的辅助气体与对应的第一供气分通道内氧气混合后通入对应的培养装置内。每个第一供气分通道可根据实际情况来调节氧气的气流量，同时，每个第二供气分通道可根据实际情况来调节辅助气体的气流量，这样，可得到多个不同浓度的氧气组分，以满足多个培养对象根据实际的用氧浓度而进行同时培养。

Description

氧气浓度可控的多通道培养系统
技术领域
本发明涉及细菌培养技术领域，尤其提供一种氧气浓度可控的多通道培养系统。
背景技术
在生物实验中，细菌培养环境的氧气浓度能够显著影响其生长状态及产物，因此需要控制氧气浓度来实现对细菌生长过程的控制。
目前，市场上带有氧气浓度控制系统的细胞或细菌培养设备大多为单独通道培养，即仅提供一浓度可调节的供氧通道。当多个培养对象需要同时进行不同氧气浓度培养或是对照培养时，则需要多套上述的培养设备，这样，导致成本高，且不利于统一控制。
发明内容
本发明的目的在于提供一种氧气浓度可调的多通道培养系统，用以解决现有技术中的培养设备无法实现多个培养对象需要同时进行不同氧气浓度培养的问题。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种氧气浓度可控的多通道培养系统，包括氧气输送通道、辅助气体输送通道以及至少两个用于进行培养细胞或细菌的培养装置，所述氧气输送通道具有至少两个供气流量可控的第一供气分通道，所述辅助气体输送通道具有至少两个供气流量可控的第二供气分通道，各所述第二供气分通道与各所述第一供气分通道一一对应，并且，各所述第二供气分通道内的辅助气体与对应的所述第一供气分通道内氧气混合后通入对应的所述培养装置内。
具体地，所述氧气输送通道包括氧气气源、氧气输送主通道、至少两个所述第一供气分通道以及与所述第一供气分通道数量对应的第一流量控制阀，所述氧气输送主通道连通于所述氧气气源，各所述第一供气分通道均连通于所述氧气输送主通道，各所述第一流量控制阀设于对应的所述第一供气分通道的出气口处。
具体地，所述辅助气体输送通道包括辅助气体气源、辅助气体输送主通道、至少两个所述第二供气分通道以及与所述第二供气分通道数量对应的第二流量控制阀，所述辅助气体输送主通道连通于所述辅助气体气源，各所述第二供气分通道均连通于所述辅助气体输送主通道，各所述第二流量控制阀设于对应的所述第二供气分通道的出气口处。
具体地，所述氧气浓度可控的多通道培养系统还包括至少两个气体混合装置，各所述气体混合装置的一端连通于对应的所述第一供气分通道和所述第二供气分通道且另一端连通于对应的所述培养装置。
具体地，所述气体混合装置包括瓶体、输入导管、输出导管以及过滤液，所述过滤液置于所述瓶体内，所述输入导管的一端连通于对应的所述第一供气分通道和所述第二供气分通道且另一端置于所述过滤液内，所述输出导管的一端连通于所述培养装置且另一端悬于所述过滤液的上方。
或者，所述气体混合装置包括进气室、出气室、连接导管、进气管以及出气管，所述进气管的一端连通于对应的所述第一供气分通道和所述第二供气分通道且另一端连通于所述进气室，所述出气管的一端连通于所述培养装置且另一端连通于所述出气室，所述进气室和所述出气室通过所述连接导管相连通，所述连接导管的内径大小由进气方向向出气方向先减小再增大。
进一步地，所述气体混合装置包括隔挡板，所述隔挡板设于所述出气室内且正对所述连接导管的出气口。
优选地，所述出气管的进气口位于所述隔挡板与所述连接导管的延长线上。
具体地，所述氧气浓度可控的多通道培养系统包括氧气浓度控制器以及至少两个氧气浓度传感器，各所述氧气浓度传感器设于对应的所述培养装置内且均与所述氧气浓度控制器电性连接，各所述第一流量控制阀和各所述第二流量控制阀均与所述氧气浓度控制器电性连接。
具体地，所述培养装置包括用于盛放培养液的培养瓶以及出气滤膜，所述出气滤膜设于所述培养瓶的出气口处。
本发明的有益效果：本发明的提供的氧气浓度可控的多通道培养系统，其工作过程如下：氧气由氧气输送通道输出供应，并输出至各第一供气分通道，每个第一供气分通道可根据实际情况来调节氧气的气流量，同时，辅助气体由辅助气体输送通道输出供应，并输出至各第二供气分通道，每个第二供气分通道可根据实际情况来调节辅助气体的气流量，这样，当各第一供气分通道的氧气供气与对应的第二供气分通道的辅助气体混合时，则可得到多个不同浓度的氧气组分，这样，可满足多个培养对象根据实际的用氧浓度而进行同时培养。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的氧气浓度可控的多通道培养系统的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的氧气浓度可控的多通道培养系统的气体混合装置的剖面图。
其中，图中各附图标记如下：
Figure BDA0002218882140000031
Figure BDA0002218882140000041
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
请参考图1，本发明实施例提供的氧气浓度可控的多通道培养系统包括氧气输送通道10、辅助气体输送通道20以及至少两个用于进行培养细胞或细菌的培养装置30，这里，辅助气体输送通道20用于输送与氧气混合的辅助气体，用以调节氧气的输出浓度，同时又不会影响培养装置30内的培养对象，例如，辅助气体可为氮气、二氧化碳。氧气输送通道10具有至少两个供气流量可控的第一供气分通道13，辅助气体输送通道20具有至少两个供气流量可控的第二供气分通道23，各第二供气分通道23与各第一供气分通道13一一对应，并且，各第二供气分通道23内的辅助气体与对应的第一供气分通道13内氧气混合后通入对应的培养装置30内。
本发明实施例提供的氧气浓度可控的多通道培养系统，其工作过程如下：氧气由氧气输送通道10输出供应，并输出至各第一供气分通道13，每个第一供气分通道13可根据实际情况来调节氧气的气流量，同时，辅助气体由辅助气体输送通道20输出供应，并输出至各第二供气分通道23，每个第二供气分通道23可根据实际情况来调节辅助气体的气流量，这样，当各第一供气分通道13的氧气供气与对应的第二供气分通道23的辅助气体混合时，则可得到多个不同浓度的氧气组分，这样，可满足多个培养对象根据实际的用氧浓度而进行同时培养。
具体地，请参考图1，在本实施例中，氧气输送通道10包括氧气气源12、氧气输送主通道11、至少两个第一供气分通道13以及与第一供气分通道13数量对应的第一流量控制阀14。氧气输送主通道11连通于氧气气源12，各第一供气分通道13均连通于氧气输送主通道11，各第一流量控制阀14设于对应的第一供气分通道13的出气口处。这里，第一流量控制阀14与第一供气分通道13一一对应，即保证了每一第一供气分通道13内的供气流量能独立控制，同时，第一流量控制阀14可通过人工调节或电气调节来实现对第一供气分通道13内的氧气气流量进行控制。
具体地，请参考图1，在本实施例中，辅助气体输送通道20包括辅助气体气源22、辅助气体输送主通道21、至少两个第二供气分通道23以及与第二供气分通道23数量对应的第二流量控制阀24，辅助气体输送主通道21连通于辅助气体气源22，各第二供气分通道23均连通于辅助气体输送主通道21，各第二流量控制阀24设于对应的第二供气分通道23的出气口处。同理地，第二流量控制阀24与第二供气分通道23一一对应，即保证了每一第二供气分通道23内的供气流量能独立控制，同时，第一流量控制阀14可通过人工调节或电气调节来实现对第一供气分通道13内的氧气气流量进行控制。
具体地，在本实施例中，氧气浓度可控的多通道培养系统还包括至少两个气体混合装置40，气体混合装置40的作用是将氧气与辅助气体混匀。各气体混合装置40的一端连通于对应的第一供气分通道13和第二供气分通道23且另一端连通于对应的培养装置30。可以理解地，由第一供气分通道13供应的氧气和由第二供气分通道23供应的辅助气体在气体混合装置40内混匀后再进入培养装置30内。
优选地，请参考图1，在本实施例中，气体混合装置40包括瓶体41a、输入导管42a、输出导管43a以及过滤液44a，过滤液44a置于瓶体41a内，输入导管42a的一端连通于对应的第一供气分通道13和第二供气分通道23且另一端置于过滤液44a内，输出导管43a的一端连通于培养装置30且另一端悬于过滤液44a的上方。可以理解，过滤液44a可为不改变氧气性质的中性液体，例如，纯水，或者，也可为能够对氧气进行改性的碱性液体或酸性液体。混合气体通过输入导管42a进入过滤液44a体内进行混合后，再由输出导管43a输出至培养装置30内。
或者，请参考图2，在本实施例中，气体混合装置40包括进气室41b、出气室42b、连接导管43b、进气管44b以及出气管45b，进气管44b的一端连通于对应的第一供气分通道13和第二供气分通道23且另一端连通于进气室41b，出气管45b的一端连通于培养装置30且另一端连通于出气室42b，进气室41b和出气室42b通过连接导管43b相连通，连接导管43b的内径大小由进气方向向出气方向先减小再增大。该气体混合装置40的工作原始是气体或液体在进过管道的最窄处时，其流速达到最大值。即氧气和辅助气体通过进气管44b进入进气室41b，并在进气室41b内进行预混合，预混合的气体再通过连接导管43b时流速达到最大，进而在出气室42b内完成最终的混合，最后完成混合的气体通过出气管45b进入培养装置30内。
进一步地，请参考图2，在本实施例中，气体混合装置40包括隔挡板46b，隔挡板46b设于出气室42b内且正对连接导管43b的出气口。可以理解地，从连接导管43b出气口排出的高速气流被隔挡板46b所阻挡而降速，降速后的混合气体向四周分散，从而进一步达到混匀的目的。优选地，请参考图，在本实施例中，隔挡板46b的相对两端均朝向连接导管43b方向弯折，即隔挡板46b的截面呈弧形。这样，可以利用隔挡板46b边缘的导向作用，进一步延长混合气体在出气室42b内的停留时间，从而达到混匀气体的目的。
优选地，请参考图2，在本实施例中，出气管45b的进气口位于隔挡板46b与连接导管43b的延长线上。可以理解地，隔挡板46b在连接导管43b和出气管45b之间，阻挡混合气体，避免从连接导管43b流出的高速气流直接从出气管45b处排出。
进一步地，请参考图1，在本实施例中，氧气浓度可控的多通道培养系统包括氧气浓度控制器50以及至少两个氧气浓度传感器51，各氧气浓度传感器51设于对应的培养装置30内且均与氧气浓度控制器50电性连接，各第一流量控制阀14和各第二流量控制阀24均与氧气浓度控制器50电性连接。这里，通过氧气浓度控制器50直接对各第一流量控制阀14和各第二流量控制阀24进行电气控制，即当氧气浓度传感器51监测到培养装置30内的氧气浓度低于预设值时，则将低浓度信号传输至氧气浓度控制器50，氧气浓度控制器50则控制对应的第一流量控制阀14和对应的第二流量控制阀24改变氧气和辅助气体的进气量，从而使培养装置30内的氧气浓度恢复至预设值。
具体地，请参考图1，在本实施例中，培养装置30包括用于盛放培养液的培养瓶31以及出气滤膜32，出气滤膜32设于培养瓶31的出气口处。这里，出气滤膜32具有单向导气作用，即培养瓶31内的气体可通过出气滤膜32单向流出，外界的气体则无法通过出气滤膜32流入培养瓶31内，以维持培养瓶31中的气压恒定。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种氧气浓度可控的多通道培养系统，其特征在于：包括氧气输送通道、辅助气体输送通道以及至少两个用于进行培养细胞或细菌的培养装置，所述氧气输送通道具有至少两个供气流量可控的第一供气分通道，所述辅助气体输送通道具有至少两个供气流量可控的第二供气分通道，各所述第二供气分通道与各所述第一供气分通道一一对应，并且，各所述第二供气分通道内的辅助气体与对应的所述第一供气分通道内氧气混合后通入对应的所述培养装置内。
2.根据权利要求1所述的氧气浓度可控的多通道培养系统，其特征在于：所述氧气输送通道包括氧气气源、氧气输送主通道、至少两个所述第一供气分通道以及与所述第一供气分通道数量对应的第一流量控制阀，所述氧气输送主通道连通于所述氧气气源，各所述第一供气分通道均连通于所述氧气输送主通道，各所述第一流量控制阀设于对应的所述第一供气分通道的出气口处。
3.根据权利要求2所述的氧气浓度可控的多通道培养系统，其特征在于：所述辅助气体输送通道包括辅助气体气源、辅助气体输送主通道、至少两个所述第二供气分通道以及与所述第二供气分通道数量对应的第二流量控制阀，所述辅助气体输送主通道连通于所述辅助气体气源，各所述第二供气分通道均连通于所述辅助气体输送主通道，各所述第二流量控制阀设于对应的所述第二供气分通道的出气口处。
4.根据权利要求1至3任一项所述的氧气浓度可控的多通道培养系统，其特征在于：所述氧气浓度可控的多通道培养系统还包括至少两个气体混合装置，各所述气体混合装置的一端连通于对应的所述第一供气分通道和所述第二供气分通道且另一端连通于对应的所述培养装置。
5.根据权利要求4所述的氧气浓度可控的多通道培养系统，其特征在于：所述气体混合装置包括瓶体、输入导管、输出导管以及过滤液，所述过滤液置于所述瓶体内，所述输入导管的一端连通于对应的所述第一供气分通道和所述第二供气分通道且另一端置于所述过滤液内，所述输出导管的一端连通于所述培养装置且另一端悬于所述过滤液的上方。
6.根据权利要求4所述的氧气浓度可控的多通道培养系统，其特征在于：所述气体混合装置包括进气室、出气室、连接导管、进气管以及出气管，所述进气管的一端连通于对应的所述第一供气分通道和所述第二供气分通道且另一端连通于所述进气室，所述出气管的一端连通于所述培养装置且另一端连通于所述出气室，所述进气室和所述出气室通过所述连接导管相连通，所述连接导管的内径大小由进气方向向出气方向先减小再增大。
7.根据权利要求6所述的氧气浓度可控的多通道培养系统，其特征在于：所述气体混合装置包括隔挡板，所述隔挡板设于所述出气室内且正对所述连接导管的出气口。
8.根据权利要求7所述的氧气浓度可控的多通道培养系统，其特征在于：所述出气管的进气口位于所述隔挡板与所述连接导管的延长线上。
9.根据权利要求3所述的氧气浓度可控的多通道培养系统，其特征在于：所述氧气浓度可控的多通道培养系统包括氧气浓度控制器以及至少两个氧气浓度传感器，各所述氧气浓度传感器设于对应的所述培养装置内且均与所述氧气浓度控制器电性连接，各所述第一流量控制阀和各所述第二流量控制阀均与所述氧气浓度控制器电性连接。
10.根据权利要求1至3任一项所述的氧气浓度可控的多通道培养系统，其特征在于：所述培养装置包括用于盛放培养液的培养瓶以及出气滤膜，所述出气滤膜设于所述培养瓶的出气口处。
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