CN1458271A - 微生物及细胞的液体培养方法及其培养装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种封闭式的，利用软体塑料培养器进行微生物及细胞的液体培养方法及其培养装置。它的主要特点是利用外部支撑架及平台来固定及保持软体塑料培养器内的净空间，利于微生物及细胞在生长发酵过程中的气体交换。该培养器的气体交换是以渗透扩散的方式直接通过培养器塑料壁上的微孔薄膜或滤膜进行。本发明选用不透菌的微孔薄膜或滤膜，以防止外界细菌及其他微生物进入培养器。

Description

微生物及细胞的液体培养方法及其培养装置
技术领域
本发明涉及一种微生物及细胞的培养方法及其培养装置，特别是涉及一种利用软体塑料生物培养器进行微生物及细胞液体的培养方法及其培养装置。
背景技术
液体表面培养是一种常用的微生物及细胞培养方法。根据定义，液体表面培养主要是指在液体培养基及空气交界面上生长微生物及细胞。例如，利用液体培养基在培养皿生长微生物就是一种最简单液体表面培养的方法。
由于技术及设备要求简单，液体表面培养在食品和发酵工业上有着广泛及长久的应用历史。Skyta，B.1995.Progress in IndustrialMicrobiology，Vol.31.pp177-185.对多种工业液体表面培养方法作了介绍。一般来说，目前工业上应用的液体表面培养方法绝大多数是开放式的；即是以无盖浅盘方式进行液体发酵。开放式培养方法有一个很大的弱点，容易受外界微生物的侵染，所以很难保持发酵产品的质量及纯度。因此，开放式液体表面培养在医药和其它高纯度产品生产方面一直没有得到广泛应用。
在最近二十几年来，软体塑料培养装置(通称培养袋或培养器)在细胞培养方面有了很大的发展，并且可以用来作为封闭式的培养装置。例如美国专利号4063383；4311477；4939151；4977702；5225346；5659997；5686304；和5736398对很多种软体塑料反应器进行了描述。但是软体塑料反应器在应用时由于壁软而不能自我保持袋内的充气空间(又称净空间)，因此不能应用在液体表面培养上。
为了解决这个问题，Kybal，J.and Vlcek，V.1976.ActaBiotechnology，Vol.18.pp1717-1718.展示了一种半封闭式液体表面培养方法。其方法是先将培养液注入软体塑料袋里，然后将塑料袋用无菌空气给充涨起来，在培养液上面造成一种净空间。所以，微生物及细胞表面培养可以直接在塑料袋里进行。但是为了气体交换及保持塑料袋内的净空间，在整个生长发酵过程中无菌空气必须保持在正压力下充入及排出(因此称为半封闭式)。Kybal，J and Skyta，B.1985.BiotechnologyLetters，Vol.7.pp467-470.及后来的美国专利号6190913将这种半封闭式培养方法应用在摆动平台上以增加袋内的液氧含量。
虽然半封闭式培养方法可以相对地减少外界微生物的侵染机会，但是它不能完全排除外界微生物的侵染。因为其方法是以流动空气来维持塑料袋内的净空间和气体交换，在整个生长发酵过程中大量空气必须在正压力下充入和排出。否则，塑料袋里净空间将会由于其上壁下沉造成撒气而消失，以至破坏液体培养的必要条件。提供大量绝对无菌空气需要复杂设备，不适合普遍应用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种微生物及细胞的液体培养方法及其培养装置，以克服现有技术中所存在的缺陷。
本发明的目的是这样实现的：一种微生物及细胞的液体培养方法，包括下述步骤：
a，将培养液及菌种注入软体塑料培养袋里，
b，将培养袋用无菌空气充起以造成净空间，
c，将培养袋封闭，
d，将培养袋安置在平台上使培养液及净空间可以在袋内均匀分布，
e，用外部支撑架将培养袋的上壁固定，使其不能下沉，以保持培养袋内的净空间的高度。
本发明所提供的微生物及细胞的培养装置，具有平台以及培养袋，其关键是还具有外部支撑。
本发明所述的培养袋最好由透气而不透水的软体塑料薄膜制成，此薄膜以微孔渗透的方式透气，防止外界细菌及其他微生物透过，所以培养袋内外的空气可以无菌交换。
本发明所述的培养袋也可以由不透气也不透水的软体塑料薄膜制成，在这种情况下，此培养袋的上壁必须装有微孔滤膜或滤器，以便培养袋内外空气无菌交换。
本发明所述平台为由硬体材料制成的表面平台，盘式平台，或者盒式平台，此平台可以承载培养袋进行静止悬液培养或者震荡悬液培养，所述硬体材料例如可以是铁板，塑料板，及木板。
本发明所述的外部支撑架，在保证培养袋上壁固定而不下沉的条件下，可以用金属，塑料或其它现有材料制成，并且支撑架和培养袋上壁之间可以用活体或死体的方式联接。
由此可见，为解决以上半封闭式培养方法的缺点，本发明提供了一种封闭式的，利用软体塑料培养袋进行液体培养的方法及其培养装置。本发明的主要特点是利用外部支撑架和平台来固定及保持软体塑料培养袋内的净空间，所以在生长发酵过程中不需充入无菌空气来维持净空间。培养袋内外气体交换是以渗透扩散的方式，直接通过培养袋塑料壁上的微孔薄膜或滤膜进行。本发明选用不透菌的微孔薄膜或滤膜，以防止外界细菌及其他微生物进入培养袋。
以下结合具体实施例及其附图，对本发明的优点，特征以及应用范围作进一步详细描述。
附图说明
图1表示本发明培养装置利用表面平台实施例的俯视图。
图2表示图1培养装置的侧视剖面图，剖面线29-29。
图3表示本发明培养装置利用浅盘平台实施例的俯视图。
图4表示图3培养装置的侧视剖面图，剖面线49-49。
图5表示本发明培养装置利用盒式平台实施例的俯视图。
图6表示图5培养装置的侧视剖面图，剖面线69-69。
参考图1和图2，将装有适量培养液12的软体塑料培养袋8用无菌空气充起以造成适度的净空间14，并将此培养袋8安置在表面平台20上使培养液12及净空间14在培养袋8内均匀分布。在培养袋8的上面安置至少一个拱型的支撑架22把培养袋8的上壁10在外面固定在适当高度上，所以培养袋8的上壁10不能自我下沉。支撑架22和培养袋8的上壁10之间的联接24可以是活体的或者是死体的。例如双面粘胶带就是一种活体联接的方式。在生长发酵过程中培养袋8内的净空间14是由支撑架22来维持，不需要充入无菌空气。培养袋8内外气体交换是以渗透扩散的方式，直接通过培养袋8塑料壁10上的微孔薄膜或滤膜进行。本发明选用不透菌的微孔薄膜或滤膜，以防止外界细菌及其他微生物进入培养袋。
图3和图4展示了本发明应用的另一实施例。将装有培养液12及净空间14软体塑料培养袋8按置在盘式平台40里以使培养液12及净空间14在培养袋8内均匀分布。在盘式平台上40的上面安置至少一个支撑架44把培养袋8的上壁10固定在一定位置上，所以培养袋8的上壁10不能自我下沉。支撑架44的两端可以用夹子46或其它方式固定在盘式平台40的侧壁上。支撑架44和培养袋8的上壁10之间的联接48可以是活体的或者是死体的。在生长发酵过程中培养袋8内的净空间14是由支撑架44来维持，不需要充入无菌空气。培养袋8内外气体交换是以渗透扩散的方式，直接通过培养袋8塑料壁10上不透菌的微孔薄膜或滤膜进行。本发明利用浅盘平台的主要优点是有利于培养袋的搬运及按置，而且适合应用在摆动器上做震荡悬液培养。
本发明另一实施例表示在图5和图6中。按上面描述那样将装有培养液12及净空间14软体塑料培养袋8安置在盒式平台60里。利用盒式平台60的上盖62做支撑架把培养袋8的上壁10固定在一定位置，所以培养袋8的上壁10不能自我下沉。上盖62和培养袋8的上壁10之间的联接64是活体的。在生长发酵过程中培养袋8内的净空间14是由盒式平台60的上盖62来维持，不需要充入无菌空气。培养袋8内外气体交换是以渗透扩散的方式，直接通过培养袋8塑料壁10上不透菌的微孔薄膜或滤膜进行。本发明利用盒式平台的主要优点是提高培养袋的搬运，安置，及使用上的安全性和可靠性，而且适合应用在高速摆动器上做震荡悬液培养。

Claims (7)

1、一种微生物及细胞的液体培养方法，其特征是包括下述步骤：
a，将培养液及菌种注入软体塑料培养袋里，
b，将培养袋用无菌空气充起以造成净空间，
c，将培养袋封闭，
d，将培养袋安置在平台上使培养液及净空间可以在袋内均匀分布，
e，用外部支撑架将培养袋的上壁固定，使其不能下沉，以保持培养袋内的净空间的高度。
2、一种微生物及细胞的培养装置，具有平台以及培养袋，其特征是还具有外部支撑。
3、如权利要求2所述的微生物及细胞的培养装置，其特征是所述的培养袋由透气而不透水的软体塑料薄膜制成。
4、如权利要求2所述的微生物及细胞的培养装置，其特征是所述的培养袋由不透气也不透水的软体塑料薄膜制成，此培养袋的上壁装有微孔滤膜或滤器。
5、如权利要求2、3或4所述的微生物及细胞的培养装置，其特征是所述平台为由硬体材料制成的表面平台，盘式平台，或者盒式平台。
6、如权利要求2、3或4所述的微生物及细胞的培养装置，其特征是所述的外部支撑架用金属，塑料或其它现有材料制成，并且支撑架和培养袋上壁之间采用活体或死体的方式联接。
7、如权利要求5所述的微生物及细胞的培养装置，其特征是所述的外部支撑架用金属，塑料或其它现有材料制成，并且支撑架和培养袋上壁之间采用活体或死体的方式联接。
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