CN201459137U - 微生物透析培养器 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种微生物透析培养器，包括培养基室、与培养基室连接的培养室，在培养基室和培养室之间设置的透析膜及支撑透析膜的支撑网，培养基室为一个，培养室的数量是培养基室的倍数，培养室装配在培养基室上，培养基室的容积与培养室的总容积之比根据微生物的培养时间在3∶1到1∶6之间选定。本实用新型的培养器分为两种，一种的培养基室为方形，培养室连接在培养基室的侧面。另一种的培养基室为桶状，培养室为囊袋状，培养室放在培养基室中。使用本实用新型培养细菌或者外毒素，可大幅度节约原材料和能源消耗，密封性能好，可以明显提高微生物及其制品的产量与质量。

Description

微生物透析培养器
技术领域
本实用新型涉及一种培养细菌、细菌外毒素或者其它微生物的装置，尤其是指一种透析式的细菌及其外毒素或者其它微生物的培养器。
背景技术
1896年俄国人梅尼契科夫发明了培养细菌的新方法——透析培养法。透析培养是用透析膜将培养基和培养物分开，培养物所在的部分叫培养室，培养基(即养分)所在的部分叫培养基室，培养物通过培养室和培养基室之间的透析膜吸取培养基的养分，而培养物的排泄物又通过透析膜进入培养基室。因此净化了细菌的生长环境，拓宽了微生物的繁殖空间。但是透析法一直束之高阁，只是在实验室内使用，无法工业化生产，主要原因是透析法一直使用囊袋式的透析器，它是将培养物注入囊袋式透析袋内，再将透析袋浸泡于培养基液中，透析囊袋处于自由状态，由于存放培养物的透析囊袋在培养基中浸泡、移动等原因，囊袋容易破裂。而且其要求培养基所占的体积是培养物所在体积的10倍，透析囊袋的体积越大，透析袋越容易破损。因此透析法虽然可以获得高活性高质量的细菌及其衍生物，但由于成本高、成功率低，很少有人使用。
因此现在细菌的培养仍然流行使用的是传统的发酵法。它是将菌种直接接种于培养基中，细菌在培养基中生长繁衍，培养时培养基、细菌及细菌的外毒素混合在一起，细菌在具有养料、排泄物的混合环境中生长。如果需要单纯的细菌或者外毒素就必须采用分离的技术手段将细菌外毒素从混合体中分离出来。这样的培养及提纯方法不但细菌及外毒素的产量低、收获率小，而且提纯工艺复杂。由于细菌的生长环境不好，因此细菌的质量也不高。
虽然后来人们使用过一些其它方法，如透析囊玻璃瓶法、透析囊烧杯震荡法，透析膜覆盖琼脂平皿法.还有一些方法如：中国专利85203531公开的“微生物透析培养装置”和中国专利200810243971.3公开的“开放式循环型管状微生物透析培养系统”.中国专利85203531是用耐酸碱的材料制成的两个扁平箱式容器，其接触平面间用两层无毒橡皮作垫圈，中间夹置透析薄膜，不锈钢丝网固定在培养基贮存箱与微生物培养箱内，同接触平面一致，保证透析膜的位置不变，用螺栓将它们紧固为一体.透析膜把容器的内部空间分隔成培养基贮存室与微生物培养室，并同各自的气体进出管口相通，维持两室的气压平衡.容器的两外侧装有视镜，随时可观察微生物的生长情况.中国专利200810243971.3是在密封的空心圆柱形培养基室的内部设置一密封的空心圆柱形的透析培养室，培养基室的上、下端分别通过连通管与培养基储存室连接，在连接管上串接蠕动泵；微生物透析培养室的上、下端分别通过连通管与培养液储存室连接，在连接管上串接蠕动泵；在培养基室上端、在微生物透析培养室上端分别设置排气孔，在培养基储存室和培养液储存室的上端分别设置排气孔.本发明将平面透析膜改变为管状透析膜，将非循环型透析培养改变为循环型透析培养，将单一批次透析培养方法改变为开放式连续多批次透析培养生产方法.这些方法进步之处仅仅在于将培养物和培养基用透析膜隔离开来，它们没有离开富营养理论，也称为过剩营养，仍然沿用培养基比培养物为10∶1的透析培养比，中国专利200810243971.3中的透析培养比甚至达到12∶1.这使原材料得到极大的浪费，不可能提高培养基的总毒价.以5升培养基为例：使用“发酵法”时，每毫升培养基可生产毒素的数量为106LD50，总产量为5000×106LD50＝5×109LD50；使用上面提到的透析培养法，其产毒数量比发酵法提高10倍，即利用透析法每毫升培养基可生产毒素的数量为107LD50，但是透析法必须遵循10∶1的透析比，即10份培养基培养1份细菌培养液，所以5升培养基只能产出500毫升细菌或者毒素，5升培养基的总产量仍然为5×109LD50，与发酵法相同，但透析法的成本消耗与人力和劳动强度高于发酵法。连续多批次透析培养的循环生产方法还会造成微生物的乱代，影响微生物及其衍生物的质量。而开放性培养有可能造成菌体泄露，危害公共安全。
实用新型内容
本实用新型需要解决的技术问题是提供一种既节约又高效的培养细菌及其外毒素或者其它微生物的透析培养器。
为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案是：
微生物透析培养器，包括培养基室、与培养基室连接的培养室，在培养基室和培养室之间设置的透析膜及支撑透析膜的支撑网，培养基室为一个，培养室装配在培养基室上，培养室为一个或者多个，培养室的数量是培养基室的倍数，所有培养室的总容积和培养基室的容积有一定的比例关系，培养基室的容积与培养室的总容积之比根据微生物的培养时间在3∶1到1∶6之间选定。
本实用新型的培养基室的容积与培养室的总容积之间的关系是：培养基室的容积与培养室的总容积之间的关系是根据微生物的培养时间确定。培养时间越长培养基室的容积与培养室的容积之比越大，反之亦反。培养时间大于120小时时，培养基室的容积与培养室的总容积之比为3∶1；培养时间为96～120小时时，培养基室的容积与培养室的总容积之比为2.5∶1，培养时间为72～96小时时，培养基室的容积与培养室的总容积之比为2∶1，培养时间为48～72小时时，培养基室的容积与培养室的总容积之比为1.5∶1，培养时间为24～48小时时，培养基室的容积与培养室的总容积之比为1∶1～2，培养时间小于24小时时，培养基室的容积与培养室的容积之比为1∶3～6。
本实用新型的进一步改进在于：培养基室底部设置有与给气系统相连的给气管，给气管上开有通气孔。给气系统包括内放纸质滤芯的过滤空气中灰尘的过滤箱和存有消毒液的消毒箱，空气泵、过滤箱、消毒箱和给气管之间依次通过管路相连。
本实用新型的一种具体结构为：培养基室为方形，其一侧面上从上到下依次设置有排气孔、培养基加注管和给气管出孔；培养室连接在培养基室的其它侧面。培养室上端设置排气管，下端设置接种收液管，培养室正面设置视镜。培养室至少为两个，它设置在培养基室的两侧，培养基室与培养室之间通过法兰盘连接，两法兰盘之间设置密封垫、支撑网及透析膜。培养室的容积大小根据微生物的培养时间确定，培养时间越长培养基室的容积与培养室的容积之比越大，反之亦反，可以通过连接不同容积的培养室，变更培养基室的容积与培养室总容积之比。给气管、排气管上都设置截止阀，以保证能够将培养基室和培养室与外界隔离。
本实用新型的另一种具体结构为：培养基室为桶状，其侧面上从上到下依次设置有排气孔、视镜和给气管出孔；其上端设置有法兰盘，法兰盘上设置有放置培养室的孔；培养室为囊袋状，放置在培养基室中，培养室包括内外支撑网和置于内外支撑网之间的透析膜，培养室上端有与法兰盘上的孔搭接配合的凸缘，培养室内连接有接种管和排气管；培养基室上面设置防尘罩.
上述技术方案的进一步改进在于：培养基室的底部还设置有接种收液管。
上述技术方案的进一步改进在于：培养基室的法兰盘上孔有均布的九个。每个孔内可以放置一个培养室。即培养基室内可以放置1到9个培养室。
上述技术方案的进一步改进在于：内支撑网上端设置盖板，内支撑网的盖板下面与外支撑网的凸缘上面设置有对应的定位槽，透析膜置于内外支撑网之间并压在定位槽之间。
由于采用了上述技术方案，本实用新型所取得的技术进步在于：
本实用新型的培养基室为一个，而培养室为多个，可以任意组合透析培养器的透析比，即改变培养基室和培养室的容积比。根据微生物菌种及培养时间的不同选择合适的透析比后，能够加快微生物的生长速度，节约培养基等原材料，并且细菌及其外毒素等微生物的品质也大大提高。本实用新型的微生物透析培养的透析比不再是不变的10∶1，而是可变的，培养室的数量越多，容积越大，透析比就越小。根据培养的微生物的培养时间的不同，本实用新型的透析比从3∶1到1∶6之间可变，用较少的培养基就可以培养出更多的微生物。本实用新型的培养基室和培养室还可以反向使用，即将培养室作为培养基室使用，同时将培养室作为培养基室使用，可以进一步加大其透析比。
培养基室底部设置给气管，给气系统可以为好气菌提供足够的新鲜空气，尤其是培养好气菌时，是必不可少的，它能促进好气菌的快速生长。给气系统的过滤箱、消毒箱可以保护空气的纯净、无菌、无尘、无病毒。给气管上的通气孔则使空气更加均匀的与培养基混合。本实用新型的供气系统不是直接从培养室供给，而是混合到培养基中，从而保证培养室中微生物的生长环境的稳定，更不需要使用消泡剂。
培养基室为方形的微生物透析培养器上的排气孔用于排放微生物培养过程中产生的气体，培养基室下端设置接种收液管，可以在培养基室与培养室反向使用的情况下，用于接种菌体和收取培养完成后培养液。视镜是为了观察检测微生物的生长情况。
培养基室为桶状的微生物透析培养器，其培养室为囊袋状，通过放置到法兰盘上的透析袋的数量的增减而轻易的改变透析比。其培养室的内外支撑网可以保证透析膜不脱落，培养室内的培养液不会泄露到培养基中。培养室上端凸缘，方便培养室与法兰盘上的孔搭接配合。培养基室和培养室内均设置接种管和排气管，是为了方便培养基室和培养室的反向使用，接种管和排气管上都设置截止阀以和外界隔离。培养基室上面设置防尘罩一方面起到防尘、防止微生物受外界环境污染的作用，另一方面将囊袋式的培养室压在法兰盘上。
培养基室的法兰盘上孔有均布的九个，使培养基室与培养室的透析比的范围可以扩大到10∶1到1∶10之间。内外支撑网的凸缘上的对应的定位槽，便于进一步将置于内外支撑网之间即定位槽内的透析膜压紧，使透析膜不向下脱落，从而防止透析袋袋口下滑而使袋内培养基或培养液泄露，造成培养损失。
附图说明
图1是本实用新型的第一种实施例的结构示意图；
图2是第一种实施例的给气管示意图；
图3是第一种实施例的法兰盘示意图；
图4是第一种实施例的囊袋培养室组装后的示意图；
图5是本实用新型的第二种实施例的结构示意图；
图6是第二种实施例的给气管示意图。
其中：1、防尘罩，2、法兰盘，3、培养基室，4、视镜，5、给气管，7、接种收液管，8、培养室，9、排气管，10、排气管，11、接种收液管，
20、孔，50、通气孔，80、盖板，81、凸缘，82、透析膜，83、内支撑网，84、外支撑网，85、定位槽；
201、培养室，202、支撑网，203、培养基室，204、排气孔，205、法兰盘，206、透析膜，207、排气管，208、培养基加注管，209、视镜，210、给气管，211、接种收液管，212、通气孔。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步详细说明：
实施例1
本实施例的培养基室3为圆桶状，其下端封闭，上端设置有法兰盘2，法兰盘2上面设置防尘罩1。培养基室3的侧面从上到下依次设置有排气管9、视镜4、接种收液管7和给气管出孔，培养基室3的内底部设置给气管5，给气管5经过给气管出孔后与给气系统连接。给气系统包括内放纸质滤芯的过滤空气中灰尘的过滤箱和存有消毒液的消毒箱，空气泵、过滤箱、消毒箱和给气管之间依次通过管路相连。给气管5为双层的圆环形，如图2所示，给气管5上钻有通气孔50。
法兰盘2为圆盘状，法兰盘2上设置有放置培养室8的孔20，孔20共均布有九个，培养基室3内可以放置九个培养室8。每个培养室的容积约是培养基室容积的1/10；也可以将培养基室的总容积设计成九个透析袋总容积的两倍。
培养室8为囊袋状，包括内外支撑网83和84，内支撑网83上端设置盖板80，外支撑网上端设置凸缘81，凸缘81与法兰盘上的孔20搭接配合；在内支撑网的盖板80下面与外支撑网的凸缘81上面设置有对应的定位槽85。透析膜82置于内外支撑网83和84之间并压在盖板、凸缘及定位槽之间。内支撑网83上端的盖板80上设有接种收液管11和排气管10。
厌氧菌和一般菌培养时可以不设接种管，好气菌培养时设接种管。培养细菌或者细菌外毒素时，按透析比决定使用透析袋的数量。培养基室的排气管是设置在培养基与培养液的液面以上3厘米。使用时将加注好培养液的透析袋放入主体法兰盘的圆孔中，上面加盖带有排气管的防尘罩即可。
本实用新型的透析袋可用无毒耐高温、高压塑料制成一次性标准件.培养基室的容积与培养室的总容积之间的关系，是根据微生物的培养时间确定，培养时间越长培养基室的容积与培养室的总容积之比越大，反之亦反.培养时间大于120小时时，培养基室的容积与培养室的总容积之比为3∶1；培养时间为96～120小时时，培养基室的容积与培养室的总容积之比为2.5∶1，培养时间为72～96小时时，培养基室的容积与培养室的总容积之比为2∶1，培养时间为48～72小时时，培养基室的容积与培养室的总容积之比为1.5∶1，培养时间为24～48小时时，培养基室的容积与培养室的总容积之比为1∶1～2，培养时间小于24小时时，培养基室的容积与培养室的总容积之比为1∶3～6.培养室和培养基室可以做成不同规格，以组装成不同透析比的透析培养器.如培养基室做成2L、1L、0.5L、0.1L的规格，培养基室可以做成0.2L、0.1L、0.05L、0.01L的规格，使用更便捷.使用本发明可大幅度节约原材料和能源消耗.密封性能好，可以明显提高微生物及其制品的产量与质量.
实施例2
本实施例如图5所述，培养基室203为扁平的方形，其正面一侧从上到下依次设置有排气孔204、培养基加注管208和给气管出孔，培养基室203的内底部设置给气管210，给气管210的形状如图6所示，给气管210伸出培养基室下方的给气管出孔后与除尘消毒的给气系统连接，给气管210上设置有通气孔212。培养好气菌时，加设给气装置，有利于好气细菌的培养。在培养基室203的两端分别通过法兰盘205连接有培养室201，培养基室203和培养室201的两法兰盘之间设置无毒耐高温橡胶板制成的密封垫、不锈钢支撑网202及透析膜206。培养室201上端设置排气管207，下端设置接种收液管211，培养室正面还设置视镜209。培养室的容积大小根据微生物的培养时间确定，可以根据培养时间通过连接不同容积的培养室，从而变更培养基室的容积与培养室容积之比。培养基室两侧通过透析膜隔离出两个培养室，从而将透析面积扩大。两个培养室同时装有排气管和接种、收液管，方便培养液加注、接种收液和产气的排泄，保证透析器正常工作。培养基室装有加注管，用于加注培养基，培养基加注完成后，加注管可作为排气管使用。
本实施例给出了一个培养基室组合两个培养室的结构，本实用新型还可以有一个培养基室组合一个培养室或者多个培养室的结构，其原理和本实施例相同。

Claims (8)

1.微生物透析培养器，包括培养基室、与培养基室连接的培养室，在培养基室和培养室之间设置的透析膜及支撑透析膜的支撑网，其特征在于：培养基室为一个，培养室装配在培养基室上，培养室的数量是培养基室的倍数，培养基室的容积与培养室的总容积之比根据微生物的培养时间在3∶1到1∶6之间选定。
2.根据权利要求1所述的微生物透析培养器，其特征在于所述培养基室的容积与培养室的总容积之间的关系是培养时间越长培养基室的容积与培养室的容积之比越大，反之亦反，培养时间大于120小时时，培养基室的容积与培养室的总容积之比为3∶1；培养时间为96～120小时时，培养基室的容积与培养室的总容积之比为2.5∶1，培养时间为72～96小时时，培养基室的容积与培养室的总容积之比为2∶1，培养时间为48～72小时时，培养基室的容积与培养室的总容积之比为1.5∶1，培养时间为24～48小时时，培养基室的容积与培养室的总容积之比为1∶1～2，培养时间小于24小时时，培养基室的容积与培养室的总容积之比为1∶3～6。
3.根据权利要求1所述的微生物透析培养器，其特征在于所述培养基室底部设置有与给气系统相连的给气管，给气管上开有通气孔。
4.根据权利要求1或者3所述的微生物透析培养器，其特征在于所述培养基室为方形，其一侧面上从上到下依次设置有排气孔、培养基加注管和给气管出孔；培养室连接在培养基室的其它侧面，培养室上端设置排气管，下端设置接种收液管，培养室正面设置视镜。
5.根据权利要求1或者3所述的微生物透析培养器，其特征在于所述培养基室为桶状，其侧面上从上到下依次设置有排气孔、视镜和给气管出孔；其上端设置有法兰盘，法兰盘上设置有放置培养室的孔；培养室为囊袋状，包括内外支撑网和置于内外支撑网之间的透析膜，培养室上端有与法兰盘上的孔搭接配合的凸缘，培养室内连接有接种管和排气管；培养基室上面设置防尘罩。
6.根据权利要求5所述的微生物透析培养器，其特征在于所述培养基室的底部还设置有接种收液管。
7.根据权利要求5所述的微生物透析培养器，其特征在于所述培养基室的法兰盘上的孔有均布的九个。
8.根据权利要求5所述的微生物透析培养器，其特征在于所述内支撑网上端设置盖板，内支撑网的盖板下面与外支撑网的凸缘上面设置有对应的定位槽，透析膜置于内外支撑网之间并压在定位槽之间。
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