CN202857471U

CN202857471U - 一种可自动换液的间歇浸润式植物微扩繁器

Info

Publication number: CN202857471U
Application number: CN 201220470675
Authority: CN
Inventors: 郑彩霞; 石琨; 张转转
Original assignee: Beijing Forestry University
Current assignee: Beijing Forestry University
Priority date: 2012-09-14
Filing date: 2012-09-14
Publication date: 2013-04-10
Anticipated expiration: 2022-09-14

Abstract

本实用新型涉及一种可自动换液的间歇浸润式植物微扩繁器，其特征在于包括：一液泵、一真空泵及若干组植物生长器单元，新液池及废液池分别通过一电磁阀连接所述液泵，进而通过一四通管再经过液体管路连接各所述植物生长器单元，所述真空泵通过一电磁阀及气体管路连接各所述植物生长器单元，由预设程序电性控制所述液泵、真空泵及各所述电磁阀的动作。本实用新型既可实现自动更换营养液又可防止交叉污染，大大提高了装置的自动化和灵活性，更适于工业生产的应用。

Description

一种可自动换液的间歇浸润式植物微扩繁器

技术领域

本实用新型涉及植物培养装置，特别是指一种用于植物微扩繁（micropropagation）的、能自动更换营养液的间歇浸润式植物微扩繁器。

背景技术

针对植物组织培养的特点，经过多年来的改进和完善，人们已经研发出了几种植物生物反应器，主要用于细胞、组织及胚、茎和小植株培养等。常见的类型有：1.机械搅拌式反应器：主要包括通气搅拌式反应器和转鼓式反应器。机械搅拌式反应器的特点是操作范围大，供氧能力强，混合效果好。借用微生物培养的经验对植物组织或细胞生长条件进行控制，因此在次生代谢产物大规模生产中有一定应用。但其应用于植物组织培养，特别是小植株生长是不利的。2.气体驱动式反应器：主要包括简单气升式反应器、鼓泡式反应器、气升内环流和外环流反应器四种，与机械搅拌式反应器相比，气体驱动式反应器的优点在于其结构简单、剪切力小、运行成本和造价低，另外，由于其没有搅拌装置，容易长期保持无菌操作。其中的气升式反应器适用于植物细胞、器官悬浮和固定化培养，尚不能用于植物扩繁。3.无搅动反应器，主要包括灌注式反应器、喷雾式反应器，此类反应器可以用于植物扩繁。由于是液体培养，具有植物生长快，节省劳动力的优点，可进行半自动控制，有利于商业化生产。但此类反应器在培养后期由于培养液分布不均匀，严重制约植物的正常生长。

针对上述问题，人们又研制了一种能满足植物生长需求的间歇浸没式生物反应器，主要由植物培养容器和营养液储存容器两部分连接组成，利用气泵或者水泵将营养液输送到植物培养容器中，自动控制营养液与培养物的接触时间。主要特点是能使培养物与营养液及气体进行间歇式大面积接触，既保证了足够的养分吸收，又能提供充分的氧气供应。目前已有的技术有，申请号为98101451.8的“气动压差式淹没生物反应器”、申请号为200920116327.X的“间歇浸没植物组织器官的培养反应器”、申请号为201010111087.1的“一种间歇浸漫式生物反应器”和申请号为201020288879.1的“间歇浸没的开合式植物生物反应器”。但上述专利所公开的技术内容只涉及了植物培养容器和营养液储存容器的单一串联技术，没有涉及自动换液技术，对植物培养中出现的染菌情况处理灵活性低，工厂化生产的自动化程度较低。

发明内容

针对上述问题，本实用新型的主要目的在于提供一种可自动换液的间歇浸润式植物微扩繁器，其通过多个生长器单元并联在一起的结构，既可实现自动更换营养液又可防止交叉污染，大大提高了装置的自动化和灵活性，更适于工业生产的应用。

为达到上述目的，本实用新型所提供的一种可自动换液的间歇浸润式植物微扩繁器，其特征在于包括：一液泵、一真空泵及若干组植物生长器单元，新液池及废液池分别通过一电磁阀连接所述液泵，进而通过一四通管再经过液体管路连接各所述植物生长器单元，所述真空泵通过一电磁阀及气体管路连接各所述植物生长器单元，由预设程序电性控制所述液泵、真空泵及各所述电磁阀的动作。

每一组所述植物生长器单元均包括一植物培养瓶、一液体瓶、一截止阀、两个滤菌器及若干三通管，所述植物培养瓶、液体瓶及截止阀通过液体管路密闭连接，所述截止阀与连接所述液泵的二电磁阀连接；所述真空泵的气体管路分别密闭连接所述植物培养瓶及所述液体瓶；每一生长器单元通过三通管以并联的方式扩展连接。

连接所述真空泵的电磁阀的二输出气体管路上分别设置有一缓冲瓶，连接在所述电磁阀的二输出端的气体管路分别接入各所述缓冲瓶，各所述缓冲瓶再通过气体管路连接所述植物生长器单元的植物培养瓶、液体瓶。

在所述新液池、废液池连接外部的液体管路上及进入每一所述缓冲瓶、植物培养瓶、液体瓶的气体管路上均设置有滤菌器。

采用上述技术方案，本实用新型的技术优势在于：1.实现了在植物培养过程中能灵活更换培养液，同时可终止染菌的生长器单元，防止了对整个系统的交叉污染；2.可根据植株大小调节培养液的多少，实现全程的间歇浸润式培养，有利于小植株的正常生长。3.本发明适用于植物组织培养研究及扩繁的需要，如器官发生（芽及根的分化）、丛芽及植株的增殖等。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

为了详细说明本实用新型的结构、特点及功效，现举例并配合附图说明如下。

该自动换液的间歇浸润式植物微扩繁器主要由若干组并联连接的植物生长器单元100、电性控制的液泵2、真空泵3及多个电磁阀组成。该扩繁器的营养液进出量、浸润时间和间歇时间由自动控制系统按预设程序进行控制。该自动控制系统和程序不属于本实用新型的申请内容，故在此不予详述。

如图1所示，液泵2分别连接二电磁阀21、22，二电磁阀21、22均为三通电磁阀，其中电磁阀21的一端通过管路连接新液池4，电磁阀22的一端通过管路连接废液池5，二电磁阀21、22的另一端则以管路连接一四通管11。新液池4及废液池5连接外部的液体管路上均设置有滤菌器12。

若干组植物生长器单元100，每个植物生长器单元100均包含一个植物培养瓶101，一个液体瓶102，一个截止阀103和两个滤菌器12。截止阀103的一端通过管路与四通管11连接，另一端的管路连接液体瓶102，由液体瓶102再通过管路连接植物培养瓶101，各管路均为密闭连接，满足无菌培养的要求。各植物生长器单元100再进一步并联组成微扩繁器，并联数量可根据生产需要灵活调整。

真空泵3连接电磁阀31，电磁阀31的两个输出端连接的气体导管分别通过一个滤菌器12后接入二气体缓冲瓶8中，每一气体缓冲瓶8的输出导管分别通入植物培养瓶101、液体瓶102，且每一植物生长器单元100均连接两个三通管10，将由二气体缓冲瓶8输出的气体接入每单元的植物培养瓶101和液体瓶102中。在每一进入植物培养瓶101、液体瓶102的导管上也设置有一滤菌器12，进入植物培养瓶101和液体瓶102中的气体为无菌气体。

本实用新型的工作过程如下：

（1）自动注入新液过程：

程序设置：液泵2打开，连接新液池4的电磁阀21打开，连接废液池5的电磁阀22关闭，第一组植物生长器单元100的截止阀103打开，其它单元的截止阀103及真空泵3、电磁阀31关闭。新液池4中的营养液被液泵2抽出经过电磁阀21、22、四通管11、截止阀103进入该单元液体瓶102中。进液时间通过程序设置，进液量通过进液时间来控制。当该单元液体瓶进液完毕，即可更换下一单元开始进液。当后续液体瓶进液完毕后，进新液过程即结束，接下来开始间歇浸润培养。

（2）间歇浸润培养过程：

该过程共分4个步骤：

1.液体瓶102中的营养液向植物培养瓶101中转移：真空泵3及连接真空泵3的电磁阀31打开，其它电路设备均处于关闭状态；连接植物培养瓶101的气体缓冲瓶8和植物培养瓶101被抽为真空，液体瓶102和大气相通，于是液体瓶102中的营养液在大气压力作用下转移至植物培养瓶101中，抽气时间预先设置。

2.浸润：浸润的过程所有电路设备均处于关闭状态。浸润时间预先设置。

3.培养瓶101中的营养液向液体瓶102中转移的过程：电磁阀31关闭、真空泵3打开，其它电路设备均处于关闭状态；连接液体瓶102的缓冲瓶8和液体瓶102均处于真空状态，植物培养瓶101和大气相通，在大气压力作用下培养瓶101中的营养液转移至液体瓶102中。转移时间预先设置。

4.间歇培养：该过程中所有电路设备均处于关闭状态，间歇培养时间预先设置。

在植物培养过程中1-4步骤进行轮回，直到需要更换营养液时再切换到自动更换新液和回收废液流程。

（3）自动回收废液过程：

程序设置：液泵2打开，连接新液池4的电磁阀21关闭，连接废液池5的电磁阀22打开，第一单元液体瓶102的截止阀103打开，其它单元的截止阀103和真空泵3、电磁阀31均处于关闭状态。第一单元液体瓶102中的营养液被液泵2抽回，经截止阀103、四通管11、电磁阀21、22，进入废液池5中。回液时间预先设置，回液量通过调节回液时间来控制。当第一组植物生长器单元100液体瓶102中的营养液回液完毕，接下来依序回收其它植物生长器单元100中液体瓶102中的营养液，直至最后一个单元。回收废液结束后，再进入新液注入流程。

由上述可知，本实用新型所提供的一种可自动换液的间歇浸润式植物微扩繁器采用串联的植物培养瓶和营养液瓶组成植物生长器单元，植物生长器单元再并联的方式，可根据培养的需求增加或减少植物生长器单元的数量，可同时培养多种植物及开展多种组培技术配方的研究。整个装置既实现一体化又可独立拆分，且植物生长器单元密闭性效果好。培养一段时间的培养液可自动导出，同时可直接注入需要的新培养液。特别是本实用新型可满足对植物先进行增殖培养后再进行生根培养，而不需要转接苗。

本实用新型可使植物培养瓶中气体更新充分，营养成分混合均匀；对所培养组织、器官和小植株进行间歇浸润式培养，既能使外植体完全浸润，又能避免产生玻璃化现象，使营养液得到充分利用。有利于培养物的生长，提高生物产量。

本实用新型自动化程度高，可自动更换营养液，节约劳力，降低成本并可使培养环境和培养状态保持一致，劳动力耗费仅为固体培养的一半，成本可降低20%以上。其结构简单，灵活，操作方便，较易实现智能化全自动控制。本实用新型的无菌体系密闭性好，易于消毒。并易于进行任意规模的工业化放大，只需增加植物生长器单元即可扩大生产规模。

需要说明的是，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，凡依据本实用新型说明书、权利要求书及附图所做的等效结构变换，均应包含在本实用新型的专利保护范围内。

Claims

1.一种可自动换液的间歇浸润式植物微扩繁器，其特征在于包括：一液泵、一真空泵及若干组植物生长器单元，新液池及废液池分别通过一电磁阀连接所述液泵，进而通过一四通管再经过液体管路连接各所述植物生长器单元，所述真空泵通过一电磁阀及气体管路连接各所述植物生长器单元。

2.如权利要求1所述的可自动换液的间歇浸润式植物微扩繁器，其特征在于：每一组所述植物生长器单元均包括一植物培养瓶、一液体瓶、一截止阀、两个滤菌器及若干三通管，所述植物培养瓶、液体瓶及截止阀通过液体管路密闭连接，所述截止阀与连接所述液泵的二电磁阀连接；所述真空泵的气体管路分别密闭连接所述植物培养瓶及所述液体瓶；每一生长器单元通过三通管以并联的方式扩展连接。

3.如权利要求2所述的可自动换液的间歇浸润式植物微扩繁器，其特征在于：连接所述真空泵的电磁阀的二输出气体管路上分别设置有一缓冲瓶，连接在所述电磁阀的二输出端的气体管路分别接入各所述缓冲瓶，各所述缓冲瓶再通过气体管路连接所述植物生长器单元的植物培养瓶、液体瓶。

4.如权利要求1或2或3所述的可自动换液的间歇浸润式植物微扩繁器，其特征在于：在所述新液池、废液池连接外部的液体管路上及进入每一所述缓冲瓶、植物培养瓶、液体瓶的气体管路上均设置有滤菌器。