CN205368392U - 补料型植物生物反应器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种补料型植物生物反应器，包括储液室、主反应室、隔板、控制器和动力装置，所述控制器与所述动力装置相连接；所述主反应室与所述储液室密封相连且通过所述隔板密封分隔；所述隔板上设有与所述隔板的上表面齐平的且延伸到储液室的底部并连通所述储液室和所述主反应室的连通管；所述储液室上设有进气嘴，所述主反应室上设有出气嘴。该补料型植物生物反应器材质轻，透光性好，操作与组装更为简便、设计更为合理、培养效果更好，同时实现了在培养过程中补充营养液的功能，且降低了制造成本，便于规模化生产和推广使用。

Description

补料型植物生物反应器

技术领域

本实用新型涉及一种用于植物组织培养的反应器，具体是一种补料型植物组织，例如愈伤组织、器官、毛状根、不定芽以及种胚等的培养装置。

背景技术

目前在植物组织培养领域，生物反应器液体培养方式相对于以琼脂作为支持物的固体或半固体的培养方式来说具有更新容易、无需换容器、方便过滤灭菌、清洗方便、便于大型容器应用、减少转苗时间等优点；而且生物反应器培养获得的种苗增殖率更高，组培苗更健壮、根系适中，利于栽培，移栽成活率也高于固体培养。但由于种苗在生物反应器的生长速度快于固体培养方式，使得营养液消耗快，在植物的后续培养中不能提供充足的营养而影响植物的生长发育。

目前关于植物生物反应器已有相关专利申报，如中国专利（专利公告号CN201420083Y）公开了一种“间歇浸没植物组织培养器官的培养反应器”虽然设计简单，成本低廉，但该设备的主反应罐开口较小，植物组织培养物不易取出，有时甚至需要破坏主反应罐才能取苗；此外，由于储液罐和主反应罐为两个独立元件，给携带和灭菌带来不便，污染的可能性大大增加；中国专利（专利公告号CN203333608U）公开了一种“联体式间歇沉没植物生物反应器”和中国专利（专利公告号CN1063224C）公开了一种“气升式周期浸没光照植物细胞组织器官培养方法及培养反应器”等植物生物反应器较好的解决了组培苗玻璃化的问题，但在不同培养阶段，植物所需营养成分不同，营养物质也在不断地消耗，培养基的pH也会发生变化，这些改变将不利于植物的健康生长，这几类反应器都不能及时的根据需要补充营养液，造成植物生产缓慢或出现病变。中国专利（专利公告号CN201809355U）公开了一种“间歇浸没的开合式植物生物反应器”实现了一体式的植物生物反应器，但是由于其操作繁琐，材质笨重，密封性差，污染严重，最终也未得到广泛应用。

因此，现在急需要研发一种污染低，材质轻，结构简单，操作简单且在反应过程中可以补充营养物料的补料型植物生物反应器。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是，针对现有的不足，提供一种污染低，材质轻，结构简单，操作简单且在反应过程中可以补充营养物料的补料型植物生物反应器。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是，该补料型植物生物反应器，包括储液室、主反应室、隔板、控制器和动力装置，所述控制器与所述动力装置相连接；所述主反应室与所述储液室密封相连且通过所述隔板密封分隔；所述隔板上设有与所述隔板的上表面齐平的且延伸到储液室的底部并连通所述储液室和所述主反应室的连通管；所述储液室上设有进气嘴，所述主反应室上设有出气嘴。采用上述技术方案，通过隔板将密封连接的主反应室和储液室分隔开，主反应室的体积大于或等于储液室的体积，同时通过隔板上的连通管将主反应室和储液室连通，这样的设计可以为植物组织培养提供更大的生长空间和充足的营养且结构简单且操作方便；通过控制器控制动力装置，当启动动力装置时，气体通过进气嘴向储液室通气时，储液室内的液体则在气压的作用下，通过连通管进入主反应室，使主反应室内的植物组织器官浸没在培养液中，主反应室内的气体则通过出气嘴排出；当关闭动力装置时，主反应室内的培养液则在自身重力的作用下，通过连通管回流至储液室中；当在培养过程中，需要补充营养液时，将配制好的营养液，在动力装置停止工作时通过出气嘴注入，此时该补料型植物生物反应器的整个反应器罐体腔内形成负压，外界的气体进入也沿着出气嘴进入主反应室，这样营养液就会在气压和自身重力的作用下流入主反应室，并随着培养液回流至储存室内；这样就实现了在反应过程补充营养液的功能。

本实用新型进一步改进在于，该补料型植物生物反应器还包括三通阀、液体除菌器、第一无菌空气过滤器和第二无菌空气过滤器，所述三通阀的一个口与所述出气嘴密封相连，所述三通阀的另外两个口分别与所述第二无菌空气过滤器和所述液体除菌器相连，所述第一无菌空气过滤器与所述进气嘴密封相连。通过设置体除菌器、第一无菌空气过滤器和第二无菌空气过滤器，可以实现补料型植物生物反应器中的气体无菌，可以为植物培养提供无菌的环境，降低污染，使植物很好地生长；设置三通阀，可以使出气嘴同时实现出气、进气、补充营养液等功能。

本实用新型进一步改进在于，所述控制器通过电路与所述动力装置相连，用于控制所述动力装置的开关。

本实用新型进一步改进在于，所述储液室与所述主反应室通过螺纹密封方式呈可拆卸连接。通过螺纹密封方式密封连接后，可以提高该补料型植物生物反应器的密封性能。

本实用新型进一步改进在于，所述三通阀的三个口均通过硅胶软管分别与所述出气嘴、所述第二无菌空气过滤器和所述液体除菌器密封相连。

本实用新型进一步改进在于，所述动力装置的出气口通过硅胶软管与所述第一无菌空气过滤器密封相连。

本实用新型的补料型植物生物反应器的动力装置可以是气泵；控制器可以为时控器，设定好时间段控制动力装置电流的通断，从而实现控制气泵的工作于否。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：该补料型植物生物反应器材质轻，透光性好，操作与组装更为简便、设计更为合理、培养效果更好，同时实现了在培养过程中补充营养液的功能，且降低了制造成本，便于规模化生产和推广使用。

附图说明

为了使本实用新型的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本实用新型作进一步详细的说明：

图1是实用新型的补料型植物生物反应器的结构示意图；

其中：Ⅰ-第一无菌空气过滤器；Ⅱ-第二无菌空气过滤器；1-控制器；2-动力装置；21-出气口；3-储液室；31-进气嘴；4-隔板；41-连通管；5-主反应室；51-盖子；52-出气嘴；6-三通阀；7-液体除菌器。

具体实施方式

实施例：如图1所示，该补料型植物生物反应器包括反应器罐体，该反应器罐体包括盖子51和底盘；该补料型植物生物反应器还包括储液室3、主反应室5、隔板4、控制器1和动力装置2，控制器1与动力装置2相连接；反应器罐体由底盘和盖子51密封相连构成一个密闭空间，密闭空间通过隔板4分隔成主反应室5和储液室3两个腔室；主反应室5与储液室3密封相连且通过隔板4密封分隔；隔板4上设有与隔板4的上表面齐平的且延伸到储液室3的底部并连通储液室3和主反应室5的连通管41；储液室3上设有进气嘴31，主反应室5上设有出气嘴52；该补料型植物生物反应器还包括三通阀6、液体除菌器7、第一无菌空气过滤器Ⅰ和第二无菌空气过滤器Ⅱ，三通阀6的一个口与出气嘴52密封相连，三通阀6的另外两个口分别与第二无菌空气过滤器Ⅱ和液体除菌器7相连，第一无菌空气过滤器Ⅰ与进气嘴31密封相连；控制器1通过电路与动力装置2相连，用于控制动力装置2的开关；储液室3与主反应室5通过螺纹密封方式呈可拆卸连接；三通阀6的三个口均通过硅胶软管分别与出气嘴52、第二无菌空气过滤器Ⅱ和液体除菌器7密封相连；动力装置2的出气口21通过硅胶软管与第一无菌空气过滤器Ⅰ密封相连；该补料型植物生物反应器还包括手柄和脚垫，手柄为倒锥形，手柄设置在盖子51的顶部中心处，手柄与盖子51为一体成型设置；脚垫设置在底盘的下方，用于支撑培养罐，脚垫与底盘为一体成型设置；培养罐采用玻璃材料。

本实用新型的补料型植物生物反应器，具体工作过程如下：

1）将除了控制器1和动力装置2以外的整个反应器罐体进行121℃下湿热灭菌25min；

2）在无菌条件下，打开盖子51，将适量培养液放入主反应室5内，培养液通过连通管41进入储液室3内，然后将待培养的植物组织器官放入主反应室5内后，合上盖子51，保持整个反应器罐体的密封性；

3）动力装置2在控制器1的控制下进行间歇工作；当动力装置2处于工作状态时，气体进入硅胶软管并由第一空气除菌器Ⅰ进行除菌处理，然后通过进气嘴31进入储液室3的内腔；储液室3中的培养液在气压的作用下通过连通管41进入主反应室5内，使主反应室5内的植物组织器官浸没在培养液中；同时主反应室5内的气体则依次通过出气嘴52和第二空气除菌器Ⅱ被排出；当动力装置2停止工作时，主反应室5内的培养液则会在自身重力的作用下，通过连通管41回流至储液室3中；

4）当需要补充营养液时，首先将需要补充地营养液配好，然后用针筒吸取所需体积，与液体除菌器相连接在通过液体除菌器7杀菌处理后且在动力装置2停止工作时注入，此时整个反应器罐体的腔内形成负压，同时外界的气体经过第二无菌空气空滤器Ⅱ的杀菌处理后沿着出气嘴52进入主反应室5内，这样营养液就会在气压和自身重力的作用下流入主反应室5，并随着培养液回流到储存室3中；

5）培养结束后，打开盖子51，取出再生植株。

此外，可通过调节控制器来调节上述间歇浸没的循环的时间。

以上所述的具体实施例，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种补料型植物生物反应器，其特征在于，该补料型植物生物反应器还包括储液室（3）、主反应室（5）、隔板（4）、控制器（1）和动力装置（2），所述主反应室（5）与所述储液室（3）密封相连且通过所述隔板（4）密封分隔；所述控制器（1）与所述动力装置（2）相连接；所述隔板（4）上设有与所述隔板（4）的上表面齐平的且延伸到储液室（3）的底部并连通所述储液室（3）和所述主反应室（5）的连通管（41）；所述储液室（3）上设有进气嘴（31），所述主反应室（5）上设有出气嘴（52）。

2.根据权利要求1所述的补料型植物生物反应器，其特征在于，该补料型植物生物反应器还包括三通阀（6）、液体除菌器（7）、第一无菌空气过滤器（Ⅰ）和第二无菌空气过滤器（Ⅱ），所述三通阀（6）的一个口与所述出气嘴（52）密封相连，所述三通阀（6）的另外两个口分别与所述第二无菌空气过滤器（Ⅱ）和所述液体除菌器（7）相连，所述第一无菌空气过滤器（Ⅰ）与所述进气嘴（31）密封相连。

3.根据权利要求1所述的补料型植物生物反应器，其特征在于，所述控制器（1）通过电路与所述动力装置（2）相连，用于控制所述动力装置（2）的开关。

4.根据权利要求1所述的一种补料型植物生物反应器，其特征在于，所述储液室（3）与所述主反应室（5）通过螺纹密封方式呈可拆卸连接。

5.根据权利要求2所述的补料型植物生物反应器，其特征在于，所述三通阀（6）的三个口均通过硅胶软管分别与所述出气嘴（52）、所述第二无菌空气过滤器（Ⅱ）和所述液体除菌器（7）密封相连。

6.根据权利要求2所述的补料型植物生物反应器，其特征在于，所述动力装置（2）的出气口（21）通过硅胶软管与所述第一无菌空气过滤器（Ⅰ）密封相连。