CN115433660A - 一种肠道菌群离体培养装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种肠道菌群离体培养装置，包括培养箱：所述培养箱内设置有循环水浴加热组件，且水浴循环加热组件内设置有发酵罐，所述培养箱上设置有延伸至发酵罐内且用于菌群样本不同高度位置培养的培养组件，所述培养箱内设置有与发酵罐连通的培养液循环流动组件，所述培养箱内设置有与发酵罐连通的PH调节组件，所述培养箱内设置有与发酵罐连通的排氧组件。本发明中，该培养装置采用集成式的结构设计，方便培养装置的携带和运输使用，并采用分体式的培养组件，便于培养样本的取放处理，也能够满足多组不通过高度位置的培养样本的对照实验需求，从而在同一培养环境下能够获得培养样本的对比数据，提高了培养装置的使用效果。

Description

一种肠道菌群离体培养装置
技术领域
本发明涉及菌群培养技术领域，尤其涉及一种肠道菌群离体培养装置。
背景技术
肠道菌群是一个平衡的生态系统，它对保持人和动物的健康起着非常重要的作用。抗菌药物在抑制病原菌生长的同时也会对肠道正常菌群产生影响，破坏其平衡状态，引起二重感染等。近年来研究发现，残留在动物性食品中的抗菌药物也会对人体的肠道菌群产生不利影响，而一些功能性食品如微生态制剂等则有调节人和动物肠道菌群的作用，据估计，人肠道中的细菌细胞总数达10个，每克肠内容物含10个细菌，种数在400～500种，互相作用极为复杂。直接在体内研究观察外来药物或食物对这一复杂群体的影响，在目前尚有许多困难，因而应用体外模型或实验动物是目前采用的主要手段。
中国专利公告号：CN101113408B公开了《一种肠道菌群离体培养装置》，包括发酵罐的控温系统、自动输送新鲜培养基及输出废液系统和肠道菌群生长所需环境保障系统；发酵罐的控温系统是由带水浴夹套的发酵罐、微型潜水泵和恒温水浴锅所组成，自动输送新鲜培养基及输出废液系统是由培养系统磁力搅拌器、新鲜培养基贮存罐、新鲜培养基磁力搅拌器、废液收集装置、废气收集装置、新鲜培养基输送蠕动泵、废液输送蠕动泵所组成，肠道菌群生长所需环境保障系统是由氮气导入系统、pH自动控制系统所组成；其连接方式为：新鲜培养基贮存罐通过装有新鲜培养基输送蠕动泵的管子与发酵罐连通，高压氮气钢瓶通过装有细菌滤器的管子与发酵罐连通，发酵罐通过装有废液输送蠕动泵的管子与废液收集装置连通，发酵罐通过管子与废气收集装置连通；pH控制器电极与发酵罐内的培养液接触，并与pH控制器相连接，pH控制器与碱泵连接，碱贮存液罐通过装有碱泵的管子与发酵罐连通，发酵罐的水浴夹套上端设有出水口、下端设有进水口，它们分别与微型潜水泵和恒温水浴锅相连，微型潜水泵放置在恒温水浴锅内。
现有的肠道菌群离体培养装置通常将菌群样本直接导入发酵罐内进行统一培养，使得单次培养之后只能够获得单一的菌群样本数据，导致试验数据存在较大的局限性，无法实现多组同步培养且对照的效果。
发明内容
本发明的目的是提供采用集成式的结构设计，同时实现多组不同菌群样本培养对照数据的一种肠道菌群离体培养装置。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种肠道菌群离体培养装置，包括培养箱：
所述培养箱内设置有循环水浴加热组件，且水浴循环加热组件内设置有发酵罐；
所述培养箱上设置有延伸至发酵罐内且用于菌群样本不同高度位置培养的培养组件；
所述培养箱内设置有与发酵罐连通的培养液循环流动组件；
所述培养箱内设置有与发酵罐连通的PH调节组件；
所述培养箱内设置有与发酵罐连通的排氧组件。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述培养组件包括贯穿培养箱且延伸至发酵罐内腔的挂杆，挂杆上螺旋连接有若干个螺环，且螺环上设置有镂空的培养皿。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述挂杆上分别设置有与培养箱开口和发酵罐开口相适配的第一密封盖和第二密封盖。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述水浴循环加热组件包括设置在发酵罐外的加热池以及设置在培养箱外的恒温加热器，恒温加热器通过进水管与加热池的进水口连接，恒温加热器通过回水管与加热池的出水口连接，且回水管上设置有循环泵。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述培养液循环流动组件包括培养液添加箱和培养液收集箱，培养液添加箱通过培养液添加管与发酵罐连接，且培养液添加管上设置有进液蠕动泵，培养液收集箱通过培养液收集管与发酵罐连接，且培养液收集管上设置有出液蠕动泵。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述PH调节组件包括碱液添加箱，碱液添加箱通过碱液添加管与发酵罐连接，且碱液添加管上设置有碱泵。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述发酵罐内设置有PH计。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述排氧组件包括氮气罐和出气管，氮气罐通过氮气添加管与发酵罐连接，且氮气添加管上设置有单向阀，出气管的出气口设置有紫外消毒箱。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述发酵罐内设置有氧气传感器。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述加热池的底部设置有磁力搅拌器。
在上述技术方案中，本发明提供的一种肠道菌群离体培养装置，具有以下有益效果：
(1)、该培养装置采用集成式的结构设计，可以将各部件统一集成在一个箱体内，在满足模拟人体真实肠道环境的同时，尽可能的缩小培养装置的整体体积，方便培养装置的携带和运输使用。
(2)、该培养装置采用分体式的培养组件，能够实现培养组件从发酵罐内自由灵活的移入和移出，便于培养样本的取放处理，并能够满足多组不通过高度位置的培养样本的对照实验需求，从而在同一培养环境下能够获得培养样本的对比数据，提高了培养装置的使用效果。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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一种肠道菌群离体培养装置的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的培养组件的结构示意图。
附图标记说明：
1、培养箱；2、发酵罐；3、氧气传感器；4、PH计；5、培养组件；51、第一密封盖；52、第二密封盖；53、螺环；54、培养皿；55、挂杆；6、培养液添加箱；7、培养液添加管；8、进液蠕动泵；9、培养液收集箱；10、培养液收集管；11、出液蠕动泵；12、氮气罐；13、氮气添加管；14、单向阀；15、出气管；16、紫外消毒箱；17、加热池；18、磁力搅拌器；19、恒温加热器；20、回水管；21、循环泵；22、进水管；23、碱液添加箱；24、碱液添加管；25、碱泵。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面将结合附图对本发明作进一步的详细介绍。
如图1-图2所示，一种肠道菌群离体培养装置，包括培养箱1：
培养箱1内设置有循环水浴加热组件，且水浴循环加热组件内设置有发酵罐2；
培养箱1上设置有延伸至发酵罐2内且用于菌群样本不同高度位置培养的培养组件5；
培养箱1内设置有与发酵罐2连通的培养液循环流动组件；
培养箱1内设置有与发酵罐2连通的PH调节组件；
培养箱1内设置有与发酵罐2连通的排氧组件。
在本实施方式中，将多个菌群样本逐一放置在培养组件5上，并调节每个菌群样本的高度位置，使得每个菌群样本能够处于不同的培养高度位置，然后将培养组件5贯穿培养箱1进入到发酵罐2内，使得培养装置处于相对密封的状态，通过水浴循环加热组件可以对发酵罐2的外侧起到水浴加热的效果，即可对发酵罐2内的培养温度起到恒定作用，通过培养液循环流动组件可以将培养液循环且连续的导入导出发酵罐2，实现培养液浓度的动态平衡，通过PH调节组件可以对发酵罐2内的培养环境酸碱度进行调节，确保发酵罐2内的培养环境处于弱碱性状态，通过排氧组件可以实现发酵罐2内氧气的导出，实现培养环境的无氧状态，从而能够在发酵罐2内模拟出真实的人体肠道生态环境，并能够满足多组不通过高度位置的培养样本的对照实验需求，从而在同一培养环境下能够获得培养样本的对比数据，提高了培养装置的使用效果，另一方面，采用集成式的结构设计，可以将各部件统一集成在一个培养箱1内，在满足模拟人体真实肠道环境的同时，尽可能的缩小培养装置的整体体积，方便培养装置的携带和运输使用。
培养组件5包括贯穿培养箱1且延伸至发酵罐2内腔的挂杆55，挂杆55上螺旋连接有若干个螺环53，且螺环53上设置有镂空的培养皿54，挂杆55上分别设置有与培养箱1开口和发酵罐2开口相适配的第一密封盖51和第二密封盖52，将菌群样本逐一放置在培养皿54上，然后将挂杆55贯穿培养箱1后插入到发酵罐2内，使得培养皿54停留在发酵罐2内培养液的不同深度，即可实现多组菌群培养的对照培养，此时第一密封盖51和第二密封盖52分别将培养箱1的开口和发酵罐2的开口闭合，即可实现培养装置的整体密封效果。
水浴循环加热组件包括设置在发酵罐2外的加热池17以及设置在培养箱1外的恒温加热器19，恒温加热器19通过进水管22与加热池17的进水口连接，恒温加热器19通过回水管20与加热池17的出水口连接，且回水管20上设置有循环泵21，循环泵21工作通过回水管20抽取加热池17内的水流进入恒温加热器19内，并使得恒温加热后的水流通过进水管22再次进入加热池17内，即可实现加热池17内水流的循环恒温流动效果，从而对发酵罐2起到恒温加热的效果。
培养液循环流动组件包括培养液添加箱6和培养液收集箱9，培养液添加箱6通过培养液添加管7与发酵罐2连接，且培养液添加管7上设置有进液蠕动泵8，培养液收集箱9通过培养液收集管10与发酵罐2连接，且培养液收集管10上设置有出液蠕动泵11，培养液添加箱6内的新鲜培养液在进液蠕动泵8的作用下，通过培养液添加管7进入到发酵罐2内，而发酵罐2后被污染或浓度降低的废气培养液进入培养液收集管10内，并且在出液蠕动泵11的作用下进入培养液收集箱9内，即可实现发酵罐2内培养液的循环流动效果，确保发酵罐2内培养液浓度的恒定。
PH调节组件包括碱液添加箱23，碱液添加箱23通过碱液添加管24与发酵罐2连接，且碱液添加管24上设置有碱泵25，发酵罐2内设置有PH计4，通过PH计4能够实时监测发酵罐2内的酸碱度，并通过碱泵25的作用，将碱液添加箱23内的碱液通过碱液添加管24导入到发酵罐2内，确保发酵罐2内的培养环境处于弱碱性状态。
排氧组件包括氮气罐12和出气管15，氮气罐12通过氮气添加管13与发酵罐2连接，且氮气添加管13上设置有单向阀14，出气管15的出气口设置有紫外消毒箱16，发酵罐2内设置有氧气传感器3，氧气传感器3实时监测发酵罐2内的氧气浓度含量，并且在单向阀14的控制下，使得氮气罐12内的氮气通过氮气添加管13进入到发酵罐2内，将发酵罐2内的氧气基础，并通过出气管15向外导出，经由紫外消毒箱16的紫外消毒后向外排出，确保发酵罐2内处于无氧环境。
加热池17的底部设置有磁力搅拌器18，磁力搅拌器18的磁棒插入到发酵罐2内，可以对发酵罐2内的培养液起到磁力搅拌作用，使得培养液能够与菌群样本全面均匀接触。
以上只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例，毋庸置疑，对于本领域的普通技术人员，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，上述附图和描述在本质上是说明性的，不应理解为对本发明权利要求保护范围的限制。

Claims (10)

1.一种肠道菌群离体培养装置，包括培养箱（1），其特征在于：
所述培养箱（1）内设置有循环水浴加热组件，且水浴循环加热组件内设置有发酵罐（2）；
所述培养箱（1）上设置有延伸至发酵罐（2）内且用于菌群样本不同高度位置培养的培养组件（5）；
所述培养箱（1）内设置有与发酵罐（2）连通的培养液循环流动组件；
所述培养箱（1）内设置有与发酵罐（2）连通的PH调节组件；
所述培养箱（1）内设置有与发酵罐（2）连通的排氧组件。
2.根据权利要求1所述的一种肠道菌群离体培养装置，其特征在于：所述培养组件（5）包括贯穿培养箱（1）且延伸至发酵罐（2）内腔的挂杆（55），挂杆（55）上螺旋连接有若干个螺环（53），且螺环（53）上设置有镂空的培养皿（54）。
3.根据权利要求2所述的一种肠道菌群离体培养装置，其特征在于：所述挂杆（55）上分别设置有与培养箱（1）开口和发酵罐（2）开口相适配的第一密封盖（51）和第二密封盖（52）。
4.根据权利要求1所述的一种肠道菌群离体培养装置，其特征在于：所述水浴循环加热组件包括设置在发酵罐（2）外的加热池（17）以及设置在培养箱（1）外的恒温加热器（19），恒温加热器（19）通过进水管（22）与加热池（17）的进水口连接，恒温加热器（19）通过回水管（20）与加热池（17）的出水口连接，且回水管（20）上设置有循环泵（21）。
5.根据权利要求1所述的一种肠道菌群离体培养装置，其特征在于：所述培养液循环流动组件包括培养液添加箱（6）和培养液收集箱（9），培养液添加箱（6）通过培养液添加管（7）与发酵罐（2）连接，且培养液添加管（7）上设置有进液蠕动泵（8），培养液收集箱（9）通过培养液收集管（10）与发酵罐（2）连接，且培养液收集管（10）上设置有出液蠕动泵（11）。
6.根据权利要求1所述的一种肠道菌群离体培养装置，其特征在于：所述PH调节组件包括碱液添加箱（23），碱液添加箱（23）通过碱液添加管（24）与发酵罐（2）连接，且碱液添加管（24）上设置有碱泵（25）。
7.根据权利要求6所述的一种肠道菌群离体培养装置，其特征在于：所述发酵罐（2）内设置有PH计（4）。
8.根据权利要求1所述的一种肠道菌群离体培养装置，其特征在于：所述排氧组件包括氮气罐（12）和出气管（15），氮气罐（12）通过氮气添加管（13）与发酵罐（2）连接，且氮气添加管（13）上设置有单向阀（14），出气管（15）的出气口设置有紫外消毒箱（16）。
9.根据权利要求8所述的一种肠道菌群离体培养装置，其特征在于：所述发酵罐（2）内设置有氧气传感器（3）。
10.根据权利要求4所述的一种肠道菌群离体培养装置，其特征在于：所述加热池（17）的底部设置有磁力搅拌器（18）。
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