CN112094732A - 一种肠道疾病检查用的菌群收集培育装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种肠道疾病检查用的菌群收集培育装置，包括箱体，箱体包括控制箱和培育区，箱体的外壁位于培育区处安装有箱门装置，箱体通过接口与外部电源和通信设备连接，培育区内腔底部固定有底座，底座的上方通过蠕动架和固定架安装有肠道模拟管，箱体的后侧壁安装有驱动蠕动架动作的驱动电机，肠道模拟管的两端分别设有进口和出口，培育区内腔顶部安装有环境模拟装置，通过在箱体的培育区真实模拟菌群生活的环境，并采用真实模拟肠胃蠕动的肠胃模拟管，肠道模拟器的收缩膨胀过程更接近肠道的蠕动状态，模拟更为逼真，能够有效提高对菌群的培育效果，菌群培育操作简便、省时省力，极大地减轻了实验人员的工作难度。
Description
技术领域
本发明涉及微生物学技术领域，具体为一种肠道疾病检查用的菌群收集培育装置。
背景技术
人类体表和体内存在着超过100亿的微生物，这些微生物和人类共生，并在人类健康和疾病中发挥着重要的作用。这些微生物群，特别是肠道菌群，被认为是人体内一个“沉默的器官”。肠道菌群携带的基因数量约为人类自身基因数量的100-150倍。肠道菌群在机体不同肠段中行使着不同的生理功能。肠道菌群可以帮助机体从食物中获得更多的能量，增加营养的获取。肠道菌群可以为机体提供不同的代谢途径，肠道菌群含有比人类更多的代谢功能基因，可以提供一些特异性的酶和生化途径，如进一步降解机体内难消化的碳水化合物(大分子多糖)，参与维生素的生物合成。其次肠道菌群也为机体提供了物理屏障。肠道菌群可以通过竞争性抑制和分泌抗菌物质来保护宿主免受外来病原体的侵害。最后，肠道菌群在宿主肠粘膜和免疫系统发育中也是必不可少的。近年来的研究表明，肠道菌群参与人的整个生理过程，包括调节代谢表型、调节上皮发育和先天性免疫。肥胖、炎症性肠病、糖尿病、代谢综合征、动脉粥样硬化、酒精性肝病、非酒精性脂肪肝病、肝硬化和肝癌等慢性疾病都被认为与肠道菌群有关。
目前主要采用三角瓶等容器在厌氧工作站中进行动物或人体肠道菌群的研究。此方法的缺点是不能有效模拟肠道生态环境，会由于环境因素变化而导致菌群结构发生改变，而且对菌群的培育过程不能够进行环境进行控制和了解。
基于此，本发明设计了一种肠道疾病检查用的菌群收集培育装置，以解决上述提到的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种肠道疾病检查用的菌群收集培育装置，以解决上述提到的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种肠道疾病检查用的菌群收集培育装置，包括箱体，所述箱体包括控制箱和培育区，所述箱体的外壁位于培育区处安装有箱门装置，所述箱体通过接口与外部电源和通信设备连接，所述培育区内腔底部固定有底座，所述底座的上方通过蠕动架和固定架安装有肠道模拟管，所述箱体的后侧壁安装有驱动所述蠕动架动作的驱动电机，所述肠道模拟管的两端分别设有进口和出口，所述培育区内腔顶部安装有环境模拟装置，所述驱动电机和环境模拟装置均与所述控制箱相连接。
优选的，所述箱门装置包括安装于外壁上的观察窗和锁块。
优选的，所述控制箱包括显示屏和控制按钮。
优选的，所述肠道模拟管的两端分别连接于所述箱体内腔顶部，所述箱体的顶部位于所述肠道模拟管的两端均设有取样口和接种口。
优选的，所述肠道模拟管采用可伸缩的波纹管，所述肠道模拟管的内壁设有中空纤维材料或透水膜。
优选的，所述培育区的内腔两侧水平插接有丝杆和光杆，所述驱动电机的输出端与丝杆的一端相连接。
优选的，所述蠕动架包括两个套设在所述肠道模拟管两侧的方形固定架，每段所述肠道模拟管的同一侧均固定套设有固定环，两个所述固定架连接于位于所述肠道模拟管两端的固定环上，两个所述固定架相远离的一侧设有连接块，一组所述连接块内部螺接有丝杆，另一组所述连接块的内部贯穿有光杆。
优选的，所述环境模拟装置包括温度发生器、湿度发生器、压力发生器、PH计、温度传感器、湿度传感器和压力传感器，通过所述温度传感器检测所述箱体内的温度，将监测的温度信号通过控制箱驱动所述温度发生器调节稳定，通过所述湿度传感器检测所述箱体内的湿度，将监测的温度信号通过控制箱驱动所述湿度发生器调节稳定，通过所述压力传感器检测所述箱体内的压力，将监测的温度信号通过控制箱驱动所述压力发生器调节稳定，所述PH计、温度传感器、湿度传感器和压力传感器检测的数值均通过显示屏进行显示，所述温度、湿度和压力通过控制按钮进行预设。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：该种肠道疾病检查用的菌群收集培育装置结构设计新颖，通过在箱体的培育区真实模拟菌群生活的环境，并采用真实模拟肠胃蠕动的肠胃模拟管，肠道模拟器的收缩膨胀过程更接近肠道的蠕动状态，模拟更为逼真，能够有效提高对菌群的培育效果，该收集培育装置可以接种、取样，能够实时对菌群的环境进行控制，菌群培育操作简便、省时省力，极大地减轻了实验人员的工作难度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述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为本发明结构示意图；
图2为本发明俯视图结构示意图；
图3为本发明蠕动架结构示意图；
图4为本发明肠道模拟管安装结构示意图；
图5为本发明环境模拟装置结构示意图。
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1、箱体；2、控制箱；201、显示屏；202、控制按钮；3、箱门装置；301、观察窗；302、锁块；4、接口；5、底座；6、肠道模拟管；7、蠕动架；8、驱动电机；9、固定架；10、进口；11、出口；12、环境模拟装置；121、温度发生器；122、湿度发生器；123、压力发生器；124、PH计；125、温度传感器；126、湿度传感器；127、压力传感器；13、取样口；14、接种口；15、固定环；16、固定架；17、连接块；18、丝杆；19、光杆。
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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
请参阅图1-5，本发明提供一种技术方案：一种肠道疾病检查用的菌群收集培育装置，包括箱体1，所述箱体1包括控制箱2和培育区，控制箱2用于对培育区内的菌群环境进行控制，所述箱体1的外壁位于培育区处安装有箱门装置3，通过箱门装置3有利于方便使用者观察细菌的培养情况。所述箱体1通过接口4与外部电源和通信设备连接，通过接口4可提供该装置的电力，以及将该装置监测的数值与外部通讯设备实现通信，所述培育区内腔底部固定有底座5，所述底座5的上方通过蠕动架7和固定架9安装有肠道模拟管6，所述箱体1的后侧壁安装有驱动所述蠕动架7动作的驱动电机8，固定架9用于固定肠道模拟管6的一端，而蠕动架7则是对肠道模拟器6进行蠕动模拟，可克服现有设备不能长时间工作的缺陷，且肠道模拟器的收缩膨胀过程更接近肠道的蠕动状态，模拟更为逼真，能够有效提高对菌群的培育效果。所述肠道模拟管6的两端分别设有进口10和出口11，通过进口10可在培育菌群之前将厌氧处理和添加培养液等操作，通过出口11可将在进行将进行厌氧处理时，排出空气，以及具有排出培养液的功能，所述培育区内腔顶部安装有环境模拟装置12，通过环境模拟装置12能够让生活在肠道模拟管6内的菌群真实生活合适的环境下，提高实验结果的准确性。所述驱动电机8和环境模拟装置12均与所述控制箱2相连接。
其中，所述箱门装置3包括安装于外壁上的观察窗301和锁块302，通过观察窗301能够实时观察箱体1内的情况，通过锁块302可在箱体1在肠道疾病菌群培育时进行保护。
其中，所述肠道模拟管6的两端分别连接于所述箱体1内腔顶部，所述箱体1的顶部位于所述肠道模拟管6的两端均设有取样口13和接种口14，通过接种口14可用于向发酵装置中接种菌悬液，通过取样口13可用于取样检测。
其中，所述肠道模拟管6采用可伸缩的波纹管，所述肠道模拟管6的内壁设有中空纤维材料或透水膜，中空纤维材料或透水膜用来对管路中的发酵液进行在线浓缩，用来模拟疾病状态下的生理现象。
其中，所述培育区的内腔两侧水平插接有丝杆18和光杆19，所述驱动电机8的输出端与丝杆18的一端相连接，通过驱动电机8带动丝杆18进行旋转，在光杆19的限位下，从而带动蠕动架7带动肠道模拟器6进行蠕动。
其中，所述蠕动架7包括两个套设在所述肠道模拟管6两侧的方形固定架16，每段所述肠道模拟管6的同一侧均固定套设有固定环15，两个所述固定架16连接于位于所述肠道模拟管6两端的固定环15上，两个所述固定架16相远离的一侧设有连接块17，一组所述连接块17内部螺接有丝杆18，另一组所述连接块17的内部贯穿有光杆19。
其中，所述控制箱2包括显示屏201和控制按钮202，所述环境模拟装置12包括温度发生器121、湿度发生器122、压力发生器123、PH计124、温度传感器125、湿度传感器126和压力传感器127，通过所述温度传感器125检测所述箱体1内的温度，将监测的温度信号通过控制箱2驱动所述温度发生器121调节稳定，通过所述湿度传感器126检测所述箱体1内的湿度，将监测的温度信号通过控制箱2驱动所述湿度发生器122调节稳定，通过所述压力传感器127检测所述箱体1内的压力，将监测的温度信号通过控制箱2驱动所述压力发生器123调节稳定，所述PH计124、温度传感器125、湿度传感器126和压力传感器127检测的数值均通过显示屏201进行显示，所述温度、湿度和压力通过控制按钮202进行预设。
还包括收集培育的方法，如下：
(1)灭菌
将肠道模拟管6清洗干净后，加入配置好的培养基，然后在箱体1内将所述肠道模拟管6安装好，同时将进行灭菌处理；
(2)搭建连续厌氧补料系统
先用酒精对装置进行擦拭，然后通过肠道模拟管6上的进口通入氮气，以维持整个系统的厌氧条件，然后驱动外部蠕动泵，相肠道模拟管6内补进培养基，保证肠道模拟管6内充满培养基，
其中，培养基采用小鼠粪便体外发酵培养基(g/L)：牛肉膏10.2、酵母提取物5.0、葡萄糖4.0、胰蛋白胨30.0、L-半胱氨酸盐酸盐5.0、磷酸氢二钾5.0、纤维二糖1.0、麦芽糖1.0、可溶性淀粉1.0、树脂天青0.001、氯化血红素0.005、维生素K10.001，初始pH 6.5；
(3)接种并进行连续发酵
采取火圈接种的方法，取肠道疾病的菌群菌悬液接种到含有培养基的肠道模拟管6内，接种后，关闭箱门装置3，控制箱2通过环境模拟装置12控制培育区的环境，其中，具体环境数值，可通过控制旋钮202进行人为控制，同时启动驱动电机8进行工作，由于肠道模拟管6的一端固定，另一端蠕动架7在丝杆18和光杆19作用下带动肠道模拟管6进行蠕动，真实模拟菌群在肠道生活的环境。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。
Claims (8)
1.一种肠道疾病检查用的菌群收集培育装置，其特征在于：包括箱体(1)，所述箱体(1)包括控制箱(2)和培育区，所述箱体(1)的外壁位于培育区处安装有箱门装置(3)，所述箱体(1)通过接口(4)与外部电源和通信设备连接，所述培育区内腔底部固定有底座(5)，所述底座(5)的上方通过蠕动架(7)和固定架(9)安装有肠道模拟管(6)，所述箱体(1)的后侧壁安装有驱动所述蠕动架(7)动作的驱动电机(8)，所述肠道模拟管(6)的两端分别设有进口(10)和出口(11)，所述培育区内腔顶部安装有环境模拟装置(12)，所述驱动电机(8)和环境模拟装置(12)均与所述控制箱(2)相连接。
2.根据权利要求1所述的一种肠道疾病检查用的菌群收集培育装置，其特征在于：所述箱门装置(3)包括安装于外壁上的观察窗(301)和锁块(302)。
3.根据权利要求1所述的一种肠道疾病检查用的菌群收集培育装置，其特征在于：所述控制箱(2)包括显示屏(201)和控制按钮(202)。
4.根据权利要求1所述的一种肠道疾病检查用的菌群收集培育装置，其特征在于：所述肠道模拟管(6)的两端分别连接于所述箱体(1)内腔顶部，所述箱体(1)的顶部位于所述肠道模拟管(6)的两端均设有取样口(13)和接种口(14)。
5.根据权利要求1所述的一种肠道疾病检查用的菌群收集培育装置，其特征在于：所述肠道模拟管(6)采用可伸缩的波纹管，所述肠道模拟管(6)的内壁设有中空纤维材料或透水膜。
6.根据权利要求1所述的一种肠道疾病检查用的菌群收集培育装置，其特征在于：所述培育区的内腔两侧水平插接有丝杆(18)和光杆(19)，所述驱动电机(8)的输出端与丝杆(18)的一端相连接。
7.根据权利要求1所述的一种肠道疾病检查用的菌群收集培育装置，其特征在于：所述蠕动架(7)包括两个套设在所述肠道模拟管(6)两侧的方形固定架(16)，每段所述肠道模拟管(6)的同一侧均固定套设有固定环(15)，两个所述固定架(16)连接于位于所述肠道模拟管(6)两端的固定环(15)上，两个所述固定架(16)相远离的一侧设有连接块(17)，一组所述连接块(17)内部螺接有丝杆(18)，另一组所述连接块(17)的内部贯穿有光杆(19)。
8.根据权利要求1所述的一种肠道疾病检查用的菌群收集培育装置，其特征在于：所述环境模拟装置(12)包括温度发生器(121)、湿度发生器(122)、压力发生器(123)、PH计(124)、温度传感器(125)、湿度传感器(126)和压力传感器(127)，通过所述温度传感器(125)检测所述箱体(1)内的温度，将监测的温度信号通过控制箱(2)驱动所述温度发生器(121)调节稳定，通过所述湿度传感器(126)检测所述箱体(1)内的湿度，将监测的温度信号通过控制箱(2)驱动所述湿度发生器(122)调节稳定，通过所述压力传感器(127)检测所述箱体(1)内的压力，将监测的温度信号通过控制箱(2)驱动所述压力发生器(123)调节稳定，所述PH计(124)、温度传感器(125)、湿度传感器(126)和压力传感器(127)检测的数值均通过显示屏(201)进行显示，所述温度、湿度和压力通过控制按钮(202)进行预设。
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