CN113897274A - 一种微生物富集培养装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及微生物技术领域，具体来说是一种微生物富集培养装置，包括培养箱，培养箱包括贯通连接的准备室和培养室；准备室顶壁上贯通设置有加液管和第一气管；培养室顶壁上贯通设置有基质更换管、驯化液管和第二气管；第一气管、第二气管、加液管和基质更换管共同与高度调节件连接；培养箱上还连接有排气管；培养箱内还设置有滑行件和培养件，培养件设置于滑行件上：培养件包括反应器和培养瓶，培养瓶位于反应器内，反应器设置于滑行件顶部。本发明提供了一种实现方便加样、培养、驯化、更换培养液操作的培养箱；在有效抑制杂菌干扰的同时，实现微生物富集培养和方便对比实验研究；还能够根据目标微生物的生命活动特点进行气体筛选或液体筛选。

Description

一种微生物富集培养装置

技术领域

本发明涉及微生物技术领域，具体来说是一种微生物富集培养装置。

背景技术

富集培养，指从微生物混合群开始，对特定种的数量比例不断增高而引向纯培养的一种培养方法；是一类使混合微生物群体中某特定微生物比例激增的培养方法；其一可用促进某特定微生物生长繁殖的选择性培养基或培养条件，其二可用抑制其他微生物生长繁殖的选择性培养基或培养条件，其三可用连续培养法，在一定稀释率下，使比生长速率小的细胞溢出培养器，而比生长速率大的细胞留在培养器中。

因此其是在适于目标微生物而不适于其他微生物的生长条件下继续培养，目标微生物将成为优势种而得到纯培养；它的原理是利用不同微生物间生命活动特点的不同制定特定的培养基环境条件使得仅适用于该条件的微生物旺盛生长。

现有技术的富集培养均是采用简易的培养瓶，将培养瓶内的微生物于一定条件下培养；因此现有技术的富集培养方法需要人工进行大量且繁琐的操作，并且在实操时还需格外注重灭菌、控制条件等操作；首先往往因操作不当导致杂菌污染，或者造成原料浪费；其次，无法实现相同加样条件和驯化条件的控制，尤其在进行对比实验时，往往因条件的不同步导致误差明显；再次，进行驯化培养过程中操作更加复杂，且筛选条件的把控以及营养液的更换于简易培养瓶来说操作均造成不便，尤其是气体筛选目标微生物，很容易导致气体无法进入至培养液中，同时使得筛选气体逸散，因此需要一种培养装置能够克服上述技术缺陷。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种微生物富集培养装置，本发明提供了一种实现方便加样、培养、驯化、更换培养液操作的培养箱；在有效抑制杂菌干扰的同时，实现微生物富集培养和方便对比实验研究；还能够根据目标微生物的生命活动特点进行气体筛选或液体筛选。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种微生物富集培养装置，包括培养箱，所述培养箱包括贯通连接的准备室和培养室；

所述准备室顶壁上贯通设置有加液管和若干第一气管；

所述培养室顶壁上贯通设置有基质更换管、驯化液管和若干第二气管；

所述第一气管、所述第二气管、所述加液管和所述基质更换管共同与高度调节件连接；所述培养箱上还连接有排气管；

所述培养箱内还设置有滑行件和培养件，所述培养件设置于所述滑行件上：

所述培养件包括反应器和培养瓶，所述培养瓶位于所述反应器内，所述反应器设置于所述滑行件顶部。

优选的，所述第一气管和所述第二气管上共同连接有用于微生物筛选的功能气体气源，所述加液管上分别贯通连接有培养液箱和接种液箱；所述驯化液管上共同贯通连接有驯化液箱。

优选的，所述滑行件包括：

往复电机，其设置于所述培养箱侧壁上；

水平设置的丝杆，其一端与所述往复电机输出轴固接，另一端与所述培养箱内壁转动连接；

基底，其螺接于所述丝杆上，且所述基底与所述培养箱侧壁之间设置有限位件；

所述反应器位于所述基底顶部。

优选的，所述限位件为限位杆，其一端与所述基底固接，另一端与所述培养箱侧壁滑动连接。

优选的，所述高度调节件包括：

电动伸缩杆，其设置于所述培养箱上；

所述第一气管与所述第二气管贯通连接，所述第一气管、所述第二气管、所述加液管和所述基质更换管分别连接在所述电动伸缩杆上。

优选的，所述驯化液管上设置有流量计，所述加液管上设置有电磁阀，所述培养箱上设置有控制器和操作面板，所述操作面板、所述流量计、所述电磁阀、所述电动伸缩杆、所述反应器、所述往复电机分别与控制器电性连接。

优选的，所述反应器为气升反应器、生物膜反应器、序批式反应器、摇床培养器中的一种或几种。

优选的，所述排气管内设置有微生物滤膜，所述微生物滤膜和培养箱之间的所述排气管内还设置有单向气阀。

优选的，所述培养箱的侧壁上开设有开口，位于所述准备室的开口内铰接有密封操作门，位于所述培养室的开口上嵌设有密封玻璃。

优选的，所述第一气管、所述第二气管、所述驯化液管、所述加液管和所述基质更换管与所述培养箱连通处均设置有密封胶条。

与现有技术相比，本发明具有的有益效果是：

1、本发明设置有准备室，准备室用于培养液和接种液的加样，同时便于每个培养瓶中均加入等量的培养液和接种液；于加样时，根据目标微生物的生命活动特点采用不同的气体进行筛选，例如，筛选好氧菌的话则需向培养液中补充氧气，筛选厌氧菌的话则需向培养液中补充惰性气体，因此于准备室内，首先密闭的环境不易于受到外界环境杂菌的污染，无需在操作时多次进行灭菌操作；其次，仅需通过加液管将培养液和接种液加入至培养瓶中即可，操作简便，大大减少了加样误差和加样污染问题。

2、本发明还设置有培养室，培养室用于目标微生物的富集培养，根据目标微生物的生长繁殖条件人为控制环境条件；例如，若对微生物驯化的话，则经由驯化管向培养瓶中加入一定量的驯化液，以使得耐受微生物生长，而其他微生物的生长发育受到抑制；

同时，第二气管通入至培养液中，还可以通过气体进行目标微生物的筛选；例如采用甲烷气体进行NC10门细菌的反硝化型甲烷厌氧氧化反应来筛选NC10门细菌，实现了多种筛选要求，且由于微生物培养的环境抑制，使得对比实验的结果准确性大大提升；同时富集培养的话，也有效提升了微生物的繁殖效率。

3、本发明设置有基质更换管，便于更换营养液，从而为微生物的长期生长繁殖提供充足的养分，且更换方便，不易于杂菌污染。

4、本发明还设置有滑行件，滑行件便于将培养瓶于准备室和培养室之间移动，并使的培养瓶位于加液管、第一气管、基质更换管、驯化液管和第二气管的正下方，继而实现了在无菌的环境中实现位移操作的目的。

附图说明

图1为本发明一种微生物富集培养装置的培养件于培养室内的内部结构剖视图；

图2为本发明一种微生物富集培养装置的培养件于准备室内的内部结构剖视图；

图3为本发明一种微生物富集培养装置的外部结构示意图。

附图标记说明：

1、培养箱；2、反应器；3、培养瓶；4、准备室；5、培养室；6、加液管；7、第一气管；8、基质更换管；9、驯化液管；10、第二气管；11、排气管；12、往复电机；13、丝杆；14、基底；15、电动伸缩杆；16、流量计；17、电磁阀；18、操作面板；19、微生物滤膜；20、单向气阀；21、密封操作门；22、密封玻璃。

具体实施方式

下面对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。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的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。本发明各实施例中实验方法，如无特殊说明，均为常规方法。

实施例1

一种微生物富集培养装置，包括培养箱1，于培养箱1内进行微生物富集培养或进行对比实验研究，所述培养箱1包括贯通连接的准备室4和培养室5，准备室4用于进行培养液和接种液的加样，此时仅需将培养瓶3和加液管6进行有效的清洗和灭菌，就无需人工进行大量且繁琐的试验操作和灭菌操作，培养室5用于进行微生物富集培养或进行对比实验研究；

所述准备室4顶壁上贯通设置有加液管6和若干第一气管7，加液管6用于向培养瓶3内添加培养液和接种液，第一气管7用于在加样操作时根据微生物生长条件控制培养箱1内的气体条件；

所述培养室5顶壁上贯通设置有基质更换管8、驯化液管9和若干第二气管10，基质更换管8用于对营养物被大量消耗的基质进行更换，将其中的低浓度营养物排出并向培养瓶3内补充高浓度营养物，促进微生物的富集培养；驯化液管9用于添加驯化液，以使得耐受微生物生长，而其他微生物的生长发育受到抑制；一部分第二气管10用于调节培养瓶3内的气体补充，另一部分第二气管10用于调节培养箱1内的气体条件；

所述第一气管7、所述第二气管10、所述加液管6和所述基质更换管8共同与高度调节件连接，高度调节件用于调节管道的高度，继而便于反应器2的滑动，所述高度调节件包括：

电动伸缩杆15，其设置于所述培养箱1上；

所述第一气管7与所述第二气管10贯通连接，方便将整个培养箱1内的气体排出，所述第一气管7、所述第二气管10、所述加液管6和所述基质更换管8分别通过连杆连接在所述电动伸缩杆15上，电动伸缩杆15带动第一气管7、第二气管10、加液管6和基质更换管8升降，当电动伸缩杆15拉伸时，第一气管7、第二气管10、加液管6和基质更换管8上升，此时便于滑行件上基底14的滑动；当电动伸缩杆15收缩时，管道伸入至培养瓶3内并调节反应条件；

所述培养箱1上还连接有排气管11，排气管11用于将培养箱1内的气体排出，所述排气管11上还设置有端盖，端盖便于对气体的排放控制，例如采用甲烷气体进行NC10门细菌的反硝化型甲烷厌氧氧化反应来筛选NC10门细菌时，因甲烷具有易燃性，因此当甲烷气体将培养箱1内的空气排出并充满培养箱1后，采用端盖将排气管11密封，并进行筛选培养即可；

所述培养箱1内还设置有滑行件和培养件，滑行件便于培养瓶3的滑动，带动培养瓶3先于准备室4内实现加样，再于培养室5内实现微生物富集培养目的，所述培养件设置于所述滑行件上：

所述培养件包括反应器2和培养瓶3，反应器2提供微生物生长的条件，培养瓶3内实现微生物的富集培养，所述培养瓶3位于所述反应器2内，所述反应器2设置于所述滑行件顶部。

进一步的，所述第一气管7和所述第二气管10上共同连接有用于微生物筛选的功能气体气源，气源为可更换气源，例如气源包括但不限于氮气、氧气、甲烷气体；所述加液管6上分别贯通连接有培养液箱和接种液箱，培养液箱内置有培养液，接种液箱内置有接种液，培养瓶3内先流入培养液再流入接种液，实现了加样目的；所述驯化液管9上共同贯通连接有驯化液箱，驯化液箱内置有驯化液。

进一步的，所述滑行件包括：

往复电机12，其设置于所述培养箱1侧壁上；

水平设置的丝杆13，其一端与所述往复电机12输出轴固接，另一端与所述培养箱1内壁通过轴承转动连接；

基底14，其螺接于所述丝杆13上，且所述基底14与所述培养箱1侧壁之间设置有限位件；

所述反应器2位于所述基底14顶部，在往复电机12运行后带动丝杆13发生转动，此时丝杆13带动基底14运行，在限位件的作用下，基底14沿着丝杆13发生水平移动，并便于培养瓶3位于第一气管7、第二气管10、加液管6和基质更换管8的正下方。

进一步的，所述限位件为限位杆，其一端与所述基底14固接，另一端与所述培养箱1侧壁滑动连接，培养箱1侧壁设置有滑槽，限位杆的另一端位于滑槽内，并于滑槽内内滑动，限位杆避免了基底14随丝杆13的转动而发生转动，此时在限位杆的作用下，基底14仅能够沿着丝杆13发生水平移动。

进一步的，所述驯化液管9上设置有流量计16，流量计16便于确定驯化液的加液量，所述加液管6上设置有电磁阀17，电磁阀17用于控制不同培养瓶3内等量加液，便于做对比研究，所述培养箱1上设置有控制器和操作面板18，所述操作面板18、所述流量计16、所述电磁阀17、所述电动伸缩杆15、所述反应器2、所述往复电机12分别与控制器电性连接，控制器与外接电源电性连接，控制器控制用电器的运行。

进一步的，所述反应器2为气升反应器、生物膜反应器、序批式反应器、摇床培养器中的一种或几种，根据微生物的不同进行不同反应器的选择，继而提升富集培养的效果。

进一步的，所述排气管11内设置有微生物滤膜19，所述微生物滤膜19和培养箱1之间的所述排气管11内还设置有单向气阀20，微生物滤膜19用于过滤杂菌，单向气阀20便于气体仅能够由培养箱1内向外界排气，外界的气体不能经由排气管11进入至培养箱1内，实现了气体的单向流动，便于提供最佳的生长条件，也降低条件产生的误差。

进一步的，所述培养箱1的侧壁上开设有开口，位于所述准备室4的开口内铰接有密封操作门21，位于所述培养室5的开口上嵌设有密封玻璃22，密封操作门21便于更换培养瓶3，以采用富集培养装置对不同的微生物进行筛选和富集培养；密封玻璃22便于观察富集培养情况。

进一步的，所述第一气管7、所述第二气管10、所述驯化液管9、所述加液管6和所述基质更换管8与所述培养箱1连通处均设置有密封胶条，密封胶条避免空气中的杂菌经由连通处进入至培养箱1内，继而影响培养箱1内微生物的筛选和富集培养。

使用原理：

本发明在进行富集培养时，先通过控制往复电机12的运行将基底14位于准备室4内，此时打开密封操作门21，将已灭菌的培养瓶3置入反应器2内，并根据富集培养的微生物种类进行反应器2温度调控，调节至富集培养微生物最适宜生长温度范围，再控制往复电机12运行并调节至培养瓶3位于第一气管7和加液管6的正下方；关闭密封操作门21后控制电动伸缩杆15开关，并使得第一气管7和加液管6分别位于培养瓶3内，经由第一气管7向培养箱1内通入气体，经由加液管6先向培养瓶3内置入定量培养液再向培养瓶3内置入定量接种液，此时完成了接种操作，接种结束后，先控制电动伸缩杆15运行并使得第一气管7和加液管6经由培养瓶3脱离，然后控制往复电机12的运行并将基底14位于培养室5内；

于培养室5内，调节至培养瓶3位于驯化液管9、基质更换管8和第二气管10的正下方，并控制电动伸缩杆15开关使得驯化液管9、基质更换管8和第二气管10分别位于培养瓶3内，此时进行富集培养即可，若需进行微生物驯化的话，则经由驯化液管9向培养瓶3内置入驯化液进行培养，驯化液的添加频率和添加量由操作人员控制；若需更换基质的话，则将反应器2停止运行，并进行一定时间的沉淀处理，待沉淀结束后，采用基质更换管8将位于上层的、一定量的基质排出，并将含高浓度营养物的营养液再经由基质更换管8排入至培养瓶3内继续培养即可，实现微生物长期培养，尤其适用于生长缓慢的微生物；采用第二气管10向培养瓶3内通入用于微生物筛选的气体。

本发明在进行对比实验研究时，向不同的培养瓶3内置入等量的培养液和接种液，然后进行相同条件的培养即可。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种微生物富集培养装置，其特征在于，包括培养箱(1)，所述培养箱(1)包括贯通连接的准备室(4)和培养室(5)；

所述准备室(4)顶壁上贯通设置有加液管(6)和若干第一气管(7)；

所述培养室(5)顶壁上贯通设置有基质更换管(8)、驯化液管(9)和若干第二气管(10)；

所述第一气管(7)、所述第二气管(10)、所述加液管(6)和所述基质更换管(8)共同与高度调节件连接；所述培养箱(1)上还连接有排气管(11)；

所述培养箱(1)内还设置有滑行件和培养件，所述培养件设置于所述滑行件上：

所述培养件包括反应器(2)和培养瓶(3)，所述培养瓶(3)位于所述反应器(2)内，所述反应器(2)设置于所述滑行件顶部。

2.根据权利要求1所述的一种微生物富集培养装置，其特征在于，所述第一气管(7)和所述第二气管(10)上共同连接有用于微生物筛选的功能气体气源，所述加液管(6)上分别贯通连接有培养液箱和接种液箱；所述驯化液管(9)上共同贯通连接有驯化液箱。

3.根据权利要求2所述的一种微生物富集培养装置，其特征在于，所述滑行件包括：

往复电机(12)，其设置于所述培养箱(1)侧壁上；

水平设置的丝杆(13)，其一端与所述往复电机(12)输出轴固接，另一端与所述培养箱(1)内壁转动连接；

基底(14)，其螺接于所述丝杆(13)上，且所述基底(14)与所述培养箱(1)侧壁之间设置有限位件；

所述反应器(2)位于所述基底(14)顶部。

4.根据权利要求3所述的一种微生物富集培养装置，其特征在于，所述限位件为限位杆，其一端与所述基底(14)固接，另一端与所述培养箱(1)侧壁滑动连接。

5.根据权利要求4所述的一种微生物富集培养装置，其特征在于，所述高度调节件包括：

电动伸缩杆(15)，其设置于所述培养箱(1)上；

所述第一气管(7)与所述第二气管(10)贯通连接，所述第一气管(7)、所述第二气管(10)、所述加液管(6)和所述基质更换管(8)分别连接在所述电动伸缩杆(15)上。

6.根据权利要求5所述的一种微生物富集培养装置，其特征在于，所述驯化液管(9)上设置有流量计(16)，所述加液管(6)上设置有电磁阀(17)，所述培养箱(1)上设置有控制器和操作面板(18)，所述操作面板(18)、所述流量计(16)、所述电磁阀(17)、所述电动伸缩杆(15)、所述反应器(2)、所述往复电机(12)分别与控制器电性连接。

7.根据权利要求1所述的一种微生物富集培养装置，其特征在于，所述反应器(2)为气升反应器、生物膜反应器、序批式反应器、摇床培养器中的一种或几种。

8.根据权利要求1所述的一种微生物富集培养装置，其特征在于，所述排气管(11)内设置有微生物滤膜(19)，所述微生物滤膜(19)和培养箱(1)之间的所述排气管(11)内还设置有单向气阀(20)。

9.根据权利要求1所述的一种微生物富集培养装置，其特征在于，所述培养箱(1)的侧壁上开设有开口，位于所述准备室(4)的开口内铰接有密封操作门(21)，位于所述培养室(5)的开口上嵌设有密封玻璃(22)。

10.根据权利要求1所述的一种微生物富集培养装置，其特征在于，所述第一气管(7)、所述第二气管(10)、所述驯化液管(9)、所述加液管(6)和所述基质更换管(8)与所述培养箱(1)连通处均设置有密封胶条。

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