CN114315993B - 一种细菌鞭毛提纯装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种细菌鞭毛提纯装置，包括用于细菌破碎的涨破部、用于将涨破细胞碎片再次粉碎的超声部，以及促进细菌碎片沉降和涨破的离心部。本发明的优势在于可以在固定无菌环境下持续的产出细菌鞭毛蛋白，并对获取的细菌鞭毛蛋白进行一定的粗提纯。整个装置相比较化学方式具有体积小的优点，产量稳定且有保障。
Description
技术领域
本发明涉及细菌提纯领域，具体涉及一种细菌鞭毛提纯装置。
背景技术
作为微生生物的细菌广泛的存在我们生活周围，有很多细菌长有鞭毛，用于维持自身的生命运动等。目前对于细菌鞭毛的提取大多是在实验室内通过多个步骤人工实现获得。虽然工业上有很多的获得方法，但是在实验室、少量化需求等情况下，依然采用人工方法获得，对细菌鞭毛的获取就具有以下的缺陷：1.产量低；2流程复杂，人工操作容易有其他细菌混入；3.鞭毛提纯的产品质量不能得到保证。
发明内容
为了解决在实验室等小型场所中，细菌鞭毛提纯环节中遇到的1、产量低、2人工操作流程复杂，容易混入其他细菌；3鞭毛蛋白的质量不能得到保证等问题，本发明提供一种细菌鞭毛提纯装置。
为了实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：
一种细菌鞭毛提纯装置，包括，涨破部、离心部、超声部；
所述离心部为顶部敞口的缩口容器，所述容器边沿设置一圆形的超声罩，所述圆形的中部直径大于所述圆形上端和下端的直径；所述圆形下端与所述容器底部的空间构成了喇叭口状的分离室，所述容器底部设有多根贯穿分离室的回收管，所述圆形下端在分离室侧壁上延伸出多根棱，且每根棱对应延伸至每个回收管的通道中；所述容器底部的外壁通过离心传动部与外部传动装置连接；
所述涨破部包括：通过凸壳在分离室底部中心构成的空腔、所述凸壳和所述容器的中心位置同时被补液管、调节管和回液管贯穿；补液管、调节管和回液管裸露端设有阀门；补液管顶端可拆卸连接密封塞，所述补液管外表面设有若干个浓度感应器，并通过电信号线引至分离室外部；所述空腔内的补液管设有交换口，所有的交换口均被弹性的涨破囊密封，将适合细菌涨破的溶液和细菌混合后，从补液管下端加压灌进涨破囊，然后将补液管的下端密封住，分离室进入离心，让细菌在涨破溶液中涨破且辅助以离心配合，实现快速涨破；
所述超声部包括：自由旋转且上下直线运动的基盘；伸至所述圆形中部的超声发生装置固定在基盘上，基盘中心设有用于装卸密封塞的装卸装置；
所述回收管可拆卸连接收集仓，且收集仓内设有铰接的离心阀门板。
进一步地，所述回收管的中心线与离心部的旋转轴线呈45度角。
进一步地，所述涨破囊的内壁设有若干个点状的凸起物。
进一步地，所述基盘上设有导电圈，导电圈与外接电源的相通连接。
进一步地，所述基盘顶表面的中心固定连杆，所述连杆贯穿固定座，在固定座两侧的连杆分别串联两个弹簧，且每个弹簧通过轴承与连杆连接。
进一步地，所述回液管的出液口低于所述调节管的出液口。
进一步地，所述离心传动部为圆形凸台，通过链条与扭矩输出端传动连接。
进一步地，所述密封塞的两侧设有吊耳；所述装卸装置的端部设有两个中心对称的挂钩，所述挂钩与密封塞的两个吊耳可拆卸连接。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：本发明的优势在于可以在固定无菌环境下持续的产出细菌鞭毛蛋白，并对获取的细菌鞭毛蛋白进行一定的粗提纯。整个装置相比较化学方式具有体积小的优点，产量稳定且有保障。
附图说明
图1为本发明结构的外部示意图；
图2为本发明结构的剖视图；
图3为实现基盘自由旋转且上下直线运动的一种实施方式；
图4为收集仓中离心阀门板打开的状态示意图；
图5为收集仓中离心阀门板关闭的状态示意图：
图6为装卸装置拆装密封塞的一种实施方式。
图中，11超声罩、12分离室、13棱、21凸壳、22补液管、221交换口、222密封塞、23调节管、24回液管、25涨破囊、31基盘、311导电圈、32超声发生装置、33装卸装置、4连杆、41固定座、42轴承、43弹簧、5离心传动部、6回收管、71收集仓、72离心阀门板、73合页、81浓度传感器、82信号线。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。为了更好的说明本发明的结构，对于本说明书中采用的“上”、“下”、“左”、“右”均基于本说明书附图的方向而言的。
本发明的具体结构可以参考图1至图6所示，公开的一种细菌鞭毛提纯装置，具体来说包括，通过合适浓度的溶液将细菌涨破的涨破部、起到离心作用的离心部、用于提供超声波的超声部。
如图1所示，所述离心部为顶部敞口的缩口容器，所述容器边沿设置一圆形的超声罩11，所述圆形的中部直径大于所述圆形上端和下端的直径。超声罩11的横截面可以是如图1中所示的折弯角度，也可以是弧形的结构。
超声罩11中圆形下端与所述容器底部的空间构成了喇叭口状的分离室12，整个分离室12的小口径端是圆形，大口径端是非圆形的结构，大口径端可以是正多边形或者由多个弧形板组成的结构。所述容器底部设有多根贯穿分离室12的回收管6，所述回收管6的中心线与离心部的旋转轴线呈45度角。所述圆形下端在分离室12侧壁上延伸出多根棱13，每根棱13可以是由多边形折弯或者弧形板折弯形成的类似加强筋结构的棱柱，且每根棱13对应延伸至每个回收管6的通道中；所述容器底部的外壁通过离心传动部5与外部传动装置连接。具体来说，离心传动部5为圆形凸台，通过链条与扭矩输出端传动连接。也可以是齿轮传动结构。
所述涨破部包括：通过凸壳21在分离室12底部中心构成的空腔，凸壳21的结构可以是锥形的；所述凸壳21和所述容器的中心位置同时被补液管22、调节管23和回液管24贯穿；补液管22、调节管23和回液管24的裸露端设有阀门；回液管24的出液口低于所述调节管23的出液口。补液管22顶端可拆卸连接密封塞222，所述补液管22外表面设有若干个浓度感应器，并通过信号线82引至分离室12外部；所述空腔内的补液管22设有交换口221，所有的交换口221均被弹性的涨破囊25密封；涨破囊25的内壁可以设有若干个点状的凸起物。
所述超声部包括：自由旋转且上下直线运动的基盘31，基盘31不仅可以实现自由旋转，还可以实现自由旋转，具体的结构可以参考图3所示：固定座41为相对地面固定的支架，基盘31顶表面的中心固定连杆4，所述连杆4贯穿固定座41，连杆4与固定座41为非接触状态，在固定座41两侧的连杆4分别串联两个弹簧43，最好是塔型弹簧，且每个弹簧43通过轴承42与连杆4连接，轴承的选择最好是推力轴承。伸至所述圆形中部的超声发生装置32固定在基盘31上，基盘31中心设有用于装卸密封塞222的装卸装置33。所述密封塞222的两侧设有吊耳；所述装卸装置33的端部设有两个中心对称的挂钩，所述挂钩与密封塞222的两个吊耳可拆卸连接。
在基盘31上设有导电圈311，导电圈311与外接电源的相通连接，而导电圈311与超声发生装置32电路连接，导电圈311是间断的导电环，用于旋转时候给超声发生装置32供电的。
如图4和图5所示，在回收管6可拆卸连接收集仓71，且收集仓71内设有铰接的离心阀门板72。离心阀门板72通过合页73固定在收集仓71内壁。为了让离心阀门板72可以与收集仓71闭合，可以让离心阀门板72的侧壁上切出横向的凹槽。
本发明的结构部件还有以下的好处，分离室12敞口是圆形，内部带有棱13的目的在于：当旋转后不仅可以快速让液体形成离心，还可以让重量较大的物质始终在棱13附近集聚，并随着离心的增强，快速的沉积到分离式12的底部，再通过进入回收管6。在这个过程中，离心的半径逐渐变大，离心力会越来越大，这对于细菌碎片的大质量细菌鞭毛而言是有利的。当鞭毛蛋白进入回收管6后，最终在收集仓71沉积。鞭毛碎片的取出可以通过突然提高离心转速，让离心阀门板72在离心作用下实现自动密封收集仓71。
在分离室12离心旋转的时候，涨破囊25也会随之变形，这种变形的变化有利于细菌在涨破浓度下的溶液内实现涨破。在细菌需要涨破的时候，需要密封塞将222将补液管22的一端封孔。这样涨破囊25内是一定高压的涨破液。而密封塞222的装卸需要超声发生装置32在停机的情况下，手动控制基盘31的上下和旋转，通过控制装卸装置33让密封塞222密封和拆卸。
当分离室12离心时，新鲜的细菌碎片会立即被离心的方式甩到超声罩11内，而超声罩11中间的大径会让没有得到涨破的细胞或者较大的细菌碎片在大径处集聚，由于超声发生装置32是可以自由旋转的，因此超声发生装置32也会随着离心的液体旋转而被动的旋转，利用这种旋转可以不仅可以进一步粉碎细菌，更兼顾散热均匀等特点。
本发明的具体使用方法可以是如下方式：
1、通过调节管23在分离室12内充入一定浓度的液体。
2、用密封塞222密封住补液管22，将适合细菌涨破的溶液和细菌混合后，从补液管22下端加压灌进涨破囊25，然后将补液管22的下端密封住。
3、分离室12进入离心，让细菌在涨破溶液中涨破且辅助以离心配合，实现快速涨破。
4、控制装卸装置33把密封塞222取下，涨破囊25会挤压涨破的细菌从补液管22流出，然后对涨破囊25再次执行步骤2。
5、浓度传感器81与外部的检测装置电连接，检测分离室12内的浓度，然后从调节管23定量的补充液体将分离室12内的浓度调节成沉降浓度。
启动超声发生装置32，让分离室12处在离心状态，让细菌被超声再次破坏。
6、停止超声发生装置32，将分离室12静置，直至破碎的细菌沉降至超声罩11的下方。
7、再次让分离室12转动，进入离心状态，让细菌鞭毛在棱13的作用下快速沉降至收集仓71内。
8、停止分离室12的转动，并通过回液管24将处在悬浮或尚未彻底沉降的小质量细菌碎片排出分离室12。
9、再次循环步骤4至步骤8，直至在收集仓71内沉积足够多的细菌鞭毛蛋白。
10、让分离室12以超高速进入离心状态，以确保离心阀门板72在离心的状态下利用合页73旋转，进而隔离收集仓71。
11、在静止状态下，将收集仓71取下，即获取了细菌鞭毛蛋白。
从上述的步骤可以看出，本装置在细菌鞭毛提纯的过程中，可以放在固定的无菌环境内操作，并不需要人员裸露操作，避免了暴露操作导致的细菌混入。本装置最大的优点是可以循环操作，通过不断的循环操作让细菌鞭毛持续的收集，直至将收集仓71内装满为止。由于本装置和使用步骤中均可以实现定量化操作，并且可以严格的控制浓度，因此对细菌的筛分可以实现定量、循环、批量化生产。
Claims (8)
1.一种细菌鞭毛提纯装置，其特征在于：包括，涨破部、超声部、离心部；
所述离心部为顶部敞口的缩口容器，所述容器边沿设置一圆形的超声罩(11)，所述圆形的中部直径大于所述圆形上端和下端的直径；所述圆形下端与所述容器底部的空间构成了喇叭口状的分离室(12)，所述容器底部设有多根贯穿分离室(12)的回收管(6)，所述圆形下端在分离室(12)侧壁上延伸出多根棱(13)，且每根棱(13)对应延伸至每个回收管(6)的通道中；所述容器底部的外壁通过离心传动部(5)与外部传动装置连接；
所述涨破部包括：通过凸壳(21)在分离室(12)底部中心构成的空腔、所述凸壳(21)和所述容器的中心位置同时被补液管(22)、调节管(23)和回液管(24)贯穿；补液管(22)、调节管(23)和回液管(24)裸露端设有阀门；补液管(22)顶端可拆卸连接密封塞(222)，所述补液管(22)外表面设有若干个浓度感应器，并通过电信号线(82)引至分离室(12)外部；所述空腔内的补液管(22)设有交换口(221)，所有的交换口(221)均被弹性的涨破囊(25)密封，将适合细菌涨破的溶液和细菌混合后，从补液管(22)下端加压灌进涨破囊(25)，然后将补液管(22)的下端密封住，分离室(12)进入离心，让细菌在涨破溶液中涨破且辅助以离心配合，实现快速涨破；
所述超声部包括：自由旋转且上下直线运动的基盘(31)；伸至所述圆形中部的超声发生装置(32)固定在基盘(31)上，基盘(31)中心设有用于装卸密封塞(222)的装卸装置(33)；
所述回收管(6)可拆卸连接收集仓(71)，且收集仓(71)内设有铰接的离心阀门板(72)。
2.根据权利要求1所述的细菌鞭毛提纯装置，其特征在于：所述回收管(6)的中心线与离心部的旋转轴线呈45度角。
3.根据权利要求1所述的细菌鞭毛提纯装置，其特征在于：所述涨破囊(25)的内壁设有若干个点状的凸起物。
4.根据权利要求1所述的细菌鞭毛提纯装置，其特征在于：所述基盘(31)上设有导电圈(311)，导电圈(311)与外接电源的相通连接。
5.根据权利要求1所述的细菌鞭毛提纯装置，其特征在于：所述基盘(31)顶表面的中心固定连杆(4)，所述连杆(4)贯穿固定座(41)，在固定座(41)两侧的连杆(4)分别串联两个弹簧(43)，且每个弹簧(43)通过轴承(42)与连杆(4)连接。
6.根据权利要求1所述的细菌鞭毛提纯装置，其特征在于：所述回液管(24)的出液口低于所述调节管(23)的出液口。
7.根据权利要求1所述的细菌鞭毛提纯装置，其特征在于：所述离心传动部(5)为圆形凸台，通过链条与扭矩输出端传动连接。
8.根据权利要求1所述的细菌鞭毛提纯装置，其特征在于：所述密封塞(222)的两侧设有吊耳；所述装卸装置(33)的端部设有两个中心对称的挂钩，所述挂钩与密封塞(222)的两个吊耳可拆卸连接。
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