CN202968547U

CN202968547U - 一种防污染半连续培养微藻实验装置

Info

Publication number: CN202968547U
Application number: CN 201220680508
Authority: CN
Inventors: 孙良昱; 崔文靖; 陈坤明
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-12-11
Filing date: 2012-12-11
Publication date: 2013-06-05
Anticipated expiration: 2022-12-11

Abstract

本实用新型提供一种防污染半连续培养微藻实验装置：该实验装置包括培养容器以及设置于培养容器开口内的封口胶塞，所述封口胶塞上设置有与培养容器相通的进气管、出气管以及取样管，进气管、出气管以及取样管的上端均伸出培养容器外，进气管的上端设置有第一三通阀，第一细菌滤器与第一三通阀相连，取样管的上端设置有第二三通阀，第二细菌滤器与第二三通阀相连，本实用新型所述防污染半连续培养微藻实验装置可在培养过程中进行取样操作，不仅简化了取样操作，也解决现有取样无菌操作过程中容易发生微生物污染的问题，有利于提高实验的效率以及可靠性、准确性。

Description

一种防污染半连续培养微藻实验装置

技术领域

本实用新型涉及一种防污染半连续培养微藻实验装置。

背景技术

绿藻材料的收集、筛选与利用研究中常常需要反复培养多个批次的绿藻材料，为了进行上述培养，实验室通常采用锥形瓶等容器作为培养装置，但由于缺乏相应的配套装置进行取样等操作，仍需进行较多的手工操作，致使培养物频繁的暴露于环境中，不仅培养的连续性差，而且在材料的取样等实验操作中容易导致培养材料染菌，严重的影响了实验的连续性，对实验结果的准确性也造成很大的影响；而市场上销售的连续培养设备，其结构复杂，造价高昂，体积较大，并不适合用于实验室小规模的培养过程。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种防污染半连续培养微藻实验装置，该装置成本低、方便实用，特别适合实验室使用。

为达到上述目的，本实用新型采用了以下技术方案：

该实验装置包括培养容器以及设置于培养容器开口内的封口胶塞，所述封口胶塞上设置有与培养容器相连通的进气管、出气管以及取样管，进气管、出气管以及取样管的上端均伸出培养容器外，进气管的上端设置有第一三通阀，第一细菌滤器与第一三通阀相连，取样管的上端设置有第二三通阀，第二细菌滤器与第二三通阀相连。

所述第二三通阀上设置有取样弯管。

所述培养容器为锥形瓶。

所述实验装置还包括通气系统，通气系统包括二氧化碳钢瓶、空气泵、流量计、第三细菌滤器以及加湿瓶，二氧化碳钢瓶以及空气泵分别通过流量计与第三细菌滤器相连，加湿瓶的一端与第三细菌滤器相连，另一端与第一三通阀相连。

所述加湿瓶为填充有无菌水的封闭容器。

所述通气系统还包括第三三通阀，第三三通阀分别与流量计以及第三细菌滤器相连。

所述实验装置还包括培养基续加系统，培养基续加系统包括培养基贮藏容器、培养基续加管、加压管、针筒以及第四细菌滤器，培养基续加管的一端通过封口胶塞伸入培养容器内，另一端与培养基贮藏容器相连通，加压管的下端与培养基贮藏容器相连，加压管的上端设置有第四三通阀，第四细菌滤器以及针筒分别与第四三通阀相连。

所述培养基续加系统还包括第五三通阀以及与第五三通阀相连的第五细菌滤器，培养基续加管通过第五三通阀与培养基贮藏容器相连。

本实用新型所述防污染半连续培养微藻实验装置可在培养过程中进行取样，不仅简化了取样操作，也解决了现有取样无菌操作过程中容易发生微生物污染的问题，有利于提高实验的效率以及可靠性、准确性。

进一步的，本实用新型所述防污染半连续培养微藻实验装置可在进行扩增培养后，保留部分藻种不取出，并进行第二次培养，省略了再次接种过程，简化了接种操作，解决了现有接种无菌操作过程中容易发生微生物污染的问题，有利于提高实验的效率以及可靠性、准确性。

进一步的，本实用新型所述防污染半连续培养微藻实验装置采用三通阀对装置进行连接，可以将培养装置主体设计为多组，可同时进行不同单因素对微藻等培养物生长影响的对比实验，成本低廉，组装、操作简单，大大提高了微藻相关实验的实验效率。

进一步的，本实用新型所述防污染半连续培养微藻实验装置可以对微藻进行可控浓度和流量的CO₂通气培养，增加了微藻等培养物的增殖速率。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图；

图2为本实用新型的装置主体结构示意图；

图3为本实用新型的通气系统结构示意图；

图4为本实用新型的培养基续加系统示意图；

图中：培养容器1，封口胶塞2，进气管3，出气管4，取样管5，第一三通阀6，第一细菌滤器7，第二三通阀8，第二细菌滤器9，二氧化碳钢瓶10，空气泵11，流量计12，第三细菌滤器13，加湿瓶14，第三三通阀15，培养基贮藏容器16，培养基续加管17，第四三通阀18，加压管19，针筒20，第四细菌滤器21，第五三通阀22，第五细菌滤器23，取样弯管24。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

参见图1、图2，本实用新型所述实验装置包括培养容器1以及设置于培养容器1开口内的封口胶塞2，所述封口胶塞2上设置有与培养容器1相连通的进气管3、出气管4以及取样管5，进气管3、出气管4以及取样管5的上端均伸出培养容器1外，进气管3的上端设置有第一三通阀6，第一细菌滤器7与第一三通阀6相连，取样管5的上端设置有第二三通阀8，第二细菌滤器9与第二三通阀8相连，所述第二三通阀8上设置有取样弯管24，所述培养容器1为锥形瓶。

参见图1、图3，所述实验装置还包括通气系统，通气系统包括二氧化碳钢瓶10、空气泵11、流量计12、第三细菌滤器13以及加湿瓶14，二氧化碳钢瓶10以及空气泵11分别通过流量计12与第三细菌滤器13相连，加湿瓶14的一端与第三细菌滤器13相连，另一端与第一三通阀6相连，所述加湿瓶14为填充有无菌水的封闭容器，所述通气系统还包括第三三通阀15，第三三通阀15分别与流量计12以及第三细菌滤器13相连。

参见图1、图4，所述实验装置还包括培养基续加系统，培养基续加系统包括培养基贮藏容器16、培养基续加管17、加压管19、针筒20以及第四细菌滤器21，培养基续加管17的一端通过封口胶塞2伸入培养容器1内，另一端与培养基贮藏容器16相连通，加压管19的下端与培养基贮藏容器16相连，加压管19的上端设置有第四三通阀18，第四细菌滤器21以及针筒20分别与第四三通阀18相连，所述培养基续加系统还包括第五三通阀22以及与第五三通阀22相连的第五细菌滤器23，培养基续加管17通过第五三通阀22与培养基贮藏容器16相连。

工作原理

通气：

空气由空气泵打入，经过流量计径直进入气体混合段，二氧化碳由钢瓶供给，经过流量计由侧面进入气体混合段，进入气体混合段的二氧化碳被径直进入的空气混合带至第三细菌滤器过滤，随后进入加湿瓶，通入水下，鼓出湿润混合气体，之后湿润的混合气体便会通过进气管通入装置主体。

取样：

1.关闭通气系统，调节第一三通阀连通第一细菌滤器与装置主体（培养容器），并检查、关闭第五三通阀；

2.堵住出气管口；

3.调节第二三通阀，使装置主体内部与取样弯管的取样口连通；

4.用吸入空气的针筒插到第一细菌滤器上缓缓注入空气，使用离心管在取样口处接取藻液；

5.取样完成后，调节第二三通阀至装置主体与第二细菌滤器连通，打开出气管口，待系统中的藻液从取样管中回落至装置主体内；

6.调节第二三通阀至第二细菌滤器与取样口连通，将吸入空气的针筒插到细菌滤器上，注入空气，排空取样口处的藻液。培养基续加：

1.在连接好装置后，将培养基续加系统置于上层台架上；

2.调节第四三通阀使针筒与第四细菌滤器连通，然后抽动针筒抽入无菌空气；

3.调节第五三通阀连通培养基续加管和培养基贮藏容器，调节第四三通阀连通针筒和培养基贮藏容器；

4.打入无菌空气，空气会挤压贮藏容器内液体开始自行向低处流动；

5.可调节第五三通阀至培养基续加管、贮藏容器均与外界大气连通，培养基续加停止。

实施例

一种防污染半连续培养微藻实验装置，具体介绍如下：

1．装置所处环境

1.1光照培养间环境设置：

光强：3000lux-4000lux

温度：25-30℃

1.2装置所需空间：

60*30*20cm（长*宽*高），另需一上层空间20*20*30（长*宽*高）

1.3其它：

需要一220V电源及一个放置CO₂钢瓶的空间

2．装置原理

1.利用气压、液压的关系以及虹吸现象，来控制装置内液体的流动；

2.利用细菌滤器来阻挡外界微生物进入装置内部；

3.利用CO₂来快速培养微藻。

3．各部分系统简介及其所需材料

3.1通气系统

通气系统由二氧化碳钢瓶、空气泵、LZB-2型流量计、LZB-3型流量计、医用一次性可调三通阀、细菌滤器、加湿瓶、硅胶软管、胶塞、玻璃管组成。通过控制CO₂钢瓶、空气泵阀及流量计阀，可调节CO₂浓度及混合气体流速。通过细菌滤器及填充无菌水的加湿装置后可达到进气无菌的目的。该系统主要为装置主体提供快速培养微藻所需要的一定浓度的无菌CO₂混合气体。

3.2装置主体及取样系统

装置主体及取样装置由吊瓶输液软管、医用一次性可调三通阀、细菌滤器、250ml广口锥形瓶、8号胶塞、通奶针、弯曲的移液器黄枪头组成。在进气口由可调三通阀微调装置主体进气量，同时进气管分出一支设置一无菌滤器为取样时进气使用。该装置为培养藻的主体，直接采用实验室常用的锥形瓶作为基本容器。取样系统、通气系统、培养基续加系统均与此部分直接相通。取样系统主要用于装置藻液的快速无菌取样，同时也可作为收集装置中藻液的出液口。

3.3培养基续加系统

培养基续加系统由贮藏瓶、通奶针、输液软管、玻璃管、胶塞、细菌滤器、大针筒、硅胶管、医用一次性可调三通阀组成。该系统为装置主体提供已灭菌的培养基。

3.4其它

包括用于进行取样操作及通气维护的5ml针筒，用于取样的2ml离心管，用于接取样废液的小烧杯，测试阵列中单个瓶气流量的LZB-3型流量计，医用一次性可调三通阀附带的白色塑料封口螺帽，以及用于连接用的黄胶管、硅胶管和修剪过的移液枪头。用于固定流量计的铁架台、蝴蝶夹或其它部件。

4.1通气系统：

藻类培养过程中，在藻液中通入一定浓度、流量的CO₂混合气体会明显增加藻类的生长速率，进而可以短期内得到藻生物量较大的藻液，故引入了通气系统。

空气由空气泵打入，经过LZB-3流量计径直进入气体混合管，二氧化碳由钢瓶供给，经过LZB-2型流量计由侧面进入气体混合管，进入气体混合管的二氧化碳被径直进入的空气混合带至细菌滤器过滤，随后进入加湿装置，通入水下，鼓出湿润混合气体，设置加湿装置的目的是为保证长时间通气不至于装置主体中的藻液蒸发。之后湿润的混合气体便会通入装置主体。为防止加湿装置中无菌水倒吸，在气体混合管段加一可调三通阀作为安全阀，在遇到倒吸情况时可调节其连通加湿装置和外界大气。从加湿装置鼓出的气体会通过进气管进入装置主体。

4.2装置主体及取样系统：

该装置中主要选择实验室中常用的锥形瓶作为装置主体，将各系统的输出管连接到通奶针的一端，然后穿透胶塞，用胶塞塞住锥形瓶，另附一个通奶针连接输液软管作为出气管来连接外界，使装置内部与外界大气压保持平衡。装置主体为了需要经常进行的三组平行取平均、单因素控制对比的实验，设置为六组。六组装置主体的阵列排列位置按照光照培养间的光强进行选择，保证六组装置所受光照的强度尽量相等。装置主体依靠进气管接受湿润的混合气体，通过额外的LZB-3型流量计不断测试出气口气流量以及调节进气管上的医用一次性可调三通阀来平衡六组装置主体内的气流量使之尽量相等。进气管和取样管伸至藻液液面之下较深处。

取样系统主要为省略每次测定藻生理指标时都需要取出少量藻液所进行的无菌操作而设计。在出口处为向下弯曲，同时取样系统只向外出藻液，故其它微生物无法进入该系统的内部。同时考虑到每次取样所取藻液均需为装置内部的即时藻液，所以取样系统每次取样结束后都有一套操作流程在避免被空气中微生物污染的前提下排空取样系统内的藻液。

以下介绍取样系统的使用方法：

1.关闭通气系统，调节进气管三通阀连通进气管细菌滤器与装置主体，并检查关闭培养基续加管的三通阀；

2.将进气管细菌滤器上的封口螺帽取下，用之堵住出气口；

3.调节取样系统三通阀，使装置主体内部与取样口连通；

4.用吸入空气的5ml针筒插到进气管的细菌滤器上缓缓注入空气，使用2ml离心管在取样系统弯口处接取藻液；

5.取样完成后，取下取样系统三通阀上的封口螺帽，调节取样系统三通阀至装置主体与上方细菌滤器连通，并拔掉出气口处的封口螺帽，待系统中的藻液从取样管中回落至装置内；

6.调节取样系统三通阀至细菌滤器与取样口连通，将吸入空气的针筒插到细菌滤器上，注入空气，排空取样口处的藻液；

7.恢复系统至原状；

8.下次取样时需先让藻液流出一小段时间，以避免上次取样后可能存有的残留藻液会对实验结果造成的影响。

4.3培养基续加系统：

为避免继代培养中再次接种工作的繁琐及可能带来的污染，在收集一定藻液之后，保留部分藻液于装置内，使用培养基续加系统向装置内添加培养基，即可完成继代培养，使实验速率大大提高。亦可通过配合使用取样系统来保持装置内微藻长时间处于对数期快速生长，以最快速率培养、收集微藻。

培养基续加系统不使用输液泵，而是利用虹吸现象，使用重力势能作为能量对各装置主体进行培养基的补充，在培养基进入装置的过程中，由医用一次性可调三通阀调节培养基续加的过程是否应该停止。因为使用重力势能作为能量，故培养基续加系统所摆放的位置应高于装置主体。

以下介绍培养基续加系统的使用方法：

1.在连接好装置后，将系统置于上层台架上；

2.当需要使用时，调节右侧的三通阀使针筒与细菌滤器连通，然后抽动针筒抽入无菌空气；

3.调节两个三通阀，左侧的三通阀连通培养基续加管和贮藏瓶，右侧的三通阀连通针筒和贮藏瓶；

4.打入无菌空气，空气会挤压瓶内液体从玻璃输液管道上升，保证培养基进入玻璃输液管道并有虹吸现象产生，开始自行向低处流动，如未产生虹吸现象，重复2、3操作。调节右侧的三通阀，使贮藏瓶内的气体与外界大气连通；

5.可调节左侧三通阀至培养基续加管、贮藏瓶均与外界大气连通，管中的培养基便会自行回落，虹吸现象停止。在给各装置同时续加培养基时，通过控制各装置主体上的三通阀来决定是否继续添加培养基；

6.复原系统至最初状态。

5．装置的灭菌与组装

1)通气系统位于细菌滤器之前的部分无须灭菌，其它装置中除医用一次性可调三通阀及输液软管不建议重复使用外，其余部件均可用报纸包好放入灭菌锅中灭菌，随后烘箱烘干后于无菌操作台内打开组装；

2)装置主体锥形瓶在装好培养基后用封口膜扎紧灭菌，然后于无菌操作台中进行初次接种，随后装置在无菌操作台内组装。通气系统中的加湿装置在装好蒸馏水后用封口膜扎紧灭菌，随后装置在无菌操作台内组装。培养基续加装置的贮藏瓶在装好培养基后用封口膜扎紧灭菌，随后装置在无菌操作台内组装；

3)通气系统位于细菌滤器之前的部分应提前于培养间内组装完成，其它装置组装完毕运至培养间后再与其连接；

4)如无需进行严格的无菌操作，医用一次性可调三通阀及输液软管可进行消毒后重复利用。消毒方法：将部件置于75%酒精中浸泡几分钟，取出后用浸泡过75%酒精的湿毛巾包裹，随后放入烘箱中长时间烘干，烘干后于无菌操作台中打开并用紫外光照射30分钟。注意：医用一次性可调三通阀经酒精浸泡数次或长时间浸泡后会损坏；

5)各部分连接管如不匹配可用修剪过的枪头配合来彼此紧密连接；

6)取样系统的取样口所使用的弯曲的黄枪头是使用酒精灯烧软后用镊子弯曲制作的；

7)组装装置所使用的通奶针需要进行修剪。

6．装置的日常维护及其它建议

1)装置应定期摇晃，以混匀装置主体内藻液；

2)装置通气一段时间后，水汽可能会在输液软管上凝结造成通气不匀，故需要定期使用针筒连接至出气口处抽气来疏通通气系统；

3)取样口中如果残留藻液过多，也可使用蒸馏水从细菌滤器打入清洗；

4)进行每步操作前都应仔细检查相关三通阀，来判断操作是否正确。

5)调节六个装置主体的气流量也可在进气口前各加一流量计进行调节，这样操作会更方便，不过也会增加装置成本。

Claims

1.一种防污染半连续培养微藻实验装置，其特征在于：该实验装置包括培养容器（1）以及设置于培养容器（1）开口内的封口胶塞（2），所述封口胶塞（2）上设置有与培养容器（1）相连通的进气管（3）、出气管（4）以及取样管（5），进气管（3）、出气管（4）以及取样管（5）的上端均伸出培养容器（1）外，进气管（3）的上端设置有第一三通阀（6），第一细菌滤器（7）与第一三通阀（6）相连，取样管（5）的上端设置有第二三通阀（8），第二细菌滤器（9）与第二三通阀（8）相连。

2.根据权利要求1所述一种防污染半连续培养微藻实验装置，其特征在于：所述第二三通阀（8）上设置有取样弯管（24）。

3.根据权利要求1所述一种防污染半连续培养微藻实验装置，其特征在于：所述培养容器（1）为锥形瓶。

4.根据权利要求1所述一种防污染半连续培养微藻实验装置，其特征在于：所述实验装置还包括通气系统，通气系统包括二氧化碳钢瓶（10）、空气泵（11）、流量计（12）、第三细菌滤器（13）以及加湿瓶（14），二氧化碳钢瓶（10）以及空气泵（11）分别通过流量计（12）与第三细菌滤器（13）相连，加湿瓶（14）的一端与第三细菌滤器（13）相连，另一端与第一三通阀（6）相连。

5.根据权利要求4所述一种防污染半连续培养微藻实验装置，其特征在于：所述加湿瓶（14）为填充有无菌水的封闭容器。

6.根据权利要求4所述一种防污染半连续培养微藻实验装置，其特征在于：所述通气系统还包括第三三通阀（15），第三三通阀（15）分别与流量计（12）以及第三细菌滤器（13）相连。

7.根据权利要求1所述一种防污染半连续培养微藻实验装置，其特征在于：所述实验装置还包括培养基续加系统，培养基续加系统包括培养基贮藏容器（16）、培养基续加管（17）、加压管（19）、针筒（20）以及第四细菌滤器（21），培养基续加管（17）的一端通过封口胶塞（2）伸入培养容器（1）内，另一端与培养基贮藏容器（16）相连通，加压管（19）的下端与培养基贮藏容器（16）相连，加压管（19）的上端设置有第四三通阀（18），第四细菌滤器（21）以及针筒（20）分别与第四三通阀（18）相连。

8.根据权利要求7所述一种防污染半连续培养微藻实验装置，其特征在于：所述培养基续加系统还包括第五三通阀（22）以及与第五三通阀（22）相连的第五细菌滤器（23），培养基续加管（17）通过第五三通阀（22）与培养基贮藏容器（16）相连。