CN205576110U - 一种生物膜培养及采集装置 - Google Patents
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Abstract
一种生物膜培养及采集装置,属于环境科学技术领域。由长方体形的盒式结构、生物膜采集器和载玻片组成;盒式结构由盒盖和盒体组成,其中盒盖由2个盒盖横挡条和2个盒盖侧挡条顺次连接构成框架结构;盒体由2个盒体中部横挡条、2个盒体底部横挡条、4个盒体立支柱、4个盒体侧挡条构成,1个盒体中部横挡条和1个盒体底部横挡条安装在2个盒体立支柱间,4个盒体立支柱再由4个盒体侧挡条顺次连接构成框架结构,生物膜采集器紧贴在载玻片的表面。该装置适用于野外或实验室内培养及采集生物膜,应用范围广;为透光的开放体系,使得培养条件接近自然状态,有利于生物膜生长;便于生物膜的快速采集,提高工作效率。
Description
技术领域
本实用新型属于环境科学技术领域,具体涉及一种生物膜培养及采集装置。
背景技术
自然水体生物膜是由一种或多种微生物构成的膜状集合体,它形成于人工或自然环境中,广泛的存在于各种水下基质表面。它包括自养(藻类等)和异养(病毒、细菌、真菌、原生动物等)微生物、胞外聚合物以及来自水体的各种有机物和无机物。生物膜具有较强的吸附能力,它的存在改变了原有基质对污染物的吸附特性,对污染物在水体中的迁移转化起着重要作用。
培养并采集生物膜是生物膜相关研究的工作基础,一种便捷的生物膜培养采集装置有利于研究工作的顺利进行。现已有专利“玻载生物膜培养装置”(专利号:01202517.8),该装置适用于培养玻载生物膜,即生物膜生长于载玻片上。但对生物膜进行理化性质分析(如对生物膜进行元素分析、总有机碳测定等)、组分分离(如提取胞外聚合物等)等实验研究时,需要将生物膜从载玻片上刮下进行研究。原有专利“玻载生物膜培养装置”并无生物膜刮取采集功能,这使得在刮取生物膜的过程中耗费较多时间。本实用新型在原有专利基础上,对“玻载生物膜培养装置”中的各组件的尺寸及构造进行重新设计,并添加了生物膜采集装置,便于生物膜的培养及采集。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种生物膜培养及采集装置,使生物膜在载玻片上生长,并采用生物膜采集器刮取生物膜,供实验研究使用。本实用新型采用一种开放的盒式结构,将载玻片和生物膜采集器放在盒式结构内,盖上盒盖,置于水中培养生物膜。
本实用新型所述的一种生物膜培养及采集装置,其特征在于:由长方体形的盒式结构、生物膜采集器1和载玻片2组成(如图1)。盒式结构由盒盖和盒体组成,保证了在开放体系中培养生物膜。其中盒盖由2个盒盖横挡条3和2个盒盖侧挡条4顺次连接构成框架结构;盒体由2个盒体中部横挡条5、2个盒体底部横挡条6、4个盒体立支柱7、4个盒体侧挡条8构成,1个盒体中部横挡条5和1个盒体底部横挡条6安装在2个盒体立支柱7间,4个盒体立支柱7再由4个盒体侧挡条8顺次连接构成框架结构。
本实用新型可采用有机玻璃为制作原料(有机玻璃的厚度为2~3毫米),用三氯甲烷等有机溶剂粘合。制作材料透光,保证光线可透过本装置,使得生物膜的生长更接近自然状况。
进一步地,生物膜采集器1由拉杆9和刮板10组成,其结构如图2、图3所示。刮板10由2个斜面刮片13、2个端面挡片11和1个底板14构成无盖的梯形体结构,梯形体结构的上边长度大于底边长度。在端面挡片11的外侧面上设置有向外凸起的圆柱体12,该圆柱体12可将生物膜采集器1固定在生物膜培养及采集装置的盒式结构中。斜面刮片13为上薄下厚的楔形结构(如图4),边缘尖锐。拉杆9为柱状(圆柱或方柱)结构,安装于底板14的中心位置。
进一步地,盒盖横挡条3由盒盖上挡条17、在盒盖上挡条17下面安装的盒盖背挡条15,在盒盖背挡条15内侧安装的多个盒盖挡片16组成,相邻的两个盒盖挡片16间具有一定的距离,形成缝隙,可用于插入载玻片2;盒盖上挡条17和盒盖背挡条15将多个盒盖挡片16的顶面和后面遮挡住,保证载玻片2不会从盒盖挡片16间的缝隙中滑出,其结构如图5所示(以相邻的两个挡片为例,图中只画出了两个盒盖挡片的情形)。盒盖侧挡条4的尺寸应满足使载玻片2可插入盒盖内。
进一步地,盒体中部横挡条5由中部背挡条18和多个中部横挡片19构成,其结构图6所示(以相邻的两个挡片为例,图中只画出了两个中部横挡片的情形)。多个中部横挡片19安装在中部背挡条18的内侧面上,相邻的两个中部横挡片19间具有一定的距离,形成缝隙,可用于插入载玻片2;中部横挡片19的数量、缝隙的位置及其间距与盒盖挡片16的数量、缝隙的位置及间距相同。在每个中部横挡片19上还设置有竖直的凹槽,凹槽的尺寸以及该凹槽与相对凹槽间(设置于另一个中部背挡条内侧面上安装的中部横挡片上)的距离应满足使同一个刮板10的2个端面挡片11上两个圆柱体12的端面与凹槽内表面相切,也应当便满足使生物膜采集器1的固定及方便取出。该凹槽的位置应当满足使生物膜采集器1的斜面刮片13紧贴载玻片2的表面。
进一步地,盒体底部横挡条6由底部背挡条20、底部横挡片21和底部挡条22构成,其结构如图7所示(以相邻的两个挡片为例,图中只画出了两个底部横挡片的情形)。底部横挡片21为多个,安装在底部背挡条20的内侧面上,邻的两个底部横挡片21间具有一定的距离,形成缝隙,可用于插入载玻片2;底部挡条22与底部背挡条20垂直,安装在底部背挡条20和底部横挡片21的下面,保证生物膜采集器1及载玻片2不会从底部横挡片21的凹槽及相邻底部横挡片21的缝隙中滑出。底部横挡片21的数量、缝隙的位置及其间距与盒盖挡片16的数量、缝隙的位置及间距相同;在每个底部横挡片21上同样设置有竖直的凹槽,该凹槽的位置与在中部横挡片19上设置的凹槽的位置相同;凹槽的尺寸以及相对凹槽间(设置于另一个底部背挡条内侧面上安装的底部横挡片上)的距离应满足使同一个刮板10的2个端面挡片11上两个圆柱体12的端面与凹槽内表面相切,也应当便满足使生物膜采集器1的固定及方便取出。该凹槽的位置应当满足使生物膜采集器1的斜面刮片13紧贴载玻片2的表面。此外,底部挡条22的高度应满足当生物膜采集器1插入底部横挡片21中的凹槽时,生物膜采集器1的底板14与底部挡条22的底面位于同一水平面。
进一步地,要求盒盖横挡条3、盒体中部横挡条5和盒体底部横挡条6的长度相同,盒盖侧挡条4和盒体侧挡条8的长度相同,同时盒体的尺寸应满足可插入生物膜采集器1和载玻片2的要求。此外,盒体与盒盖的尺寸要匹配,当盒盖盖在盒体上时,盒盖侧挡条4位于盒体侧挡条8的正上方,并保证载玻片2可插入盒盖中相邻两个盒盖挡片16的缝隙内。
进一步地,将生物膜采集器1插入盒体,使得生物膜采集器1中侧面凸起的圆柱体12从盒体中部横挡条5的凹槽内穿过,并能够固定在盒体底部横挡板6的凹槽内;载玻片2插在相邻的两个中部横挡片19和两个底部横挡片21的缝隙间。凹槽和缝隙间的距离要求生物膜采集器1的斜面刮片13能够紧密地贴合在载玻片2的表面,便于从载玻片2上刮取生物膜,并可将刮下的生物膜截留在生物膜采集器1内,便于生物膜的收集。其位置关系如图8所示(以一个生物膜采集器1和一片载玻片2为例)。
本实用新型具有如下优点:
1、该装置适用于野外或实验室内培养及采集生物膜,应用范围广;
2、该装置为透光的开放体系,使得培养条件接近自然状态,有利于生物膜生长;
3、该装置具有生物膜采集器,便于生物膜的快速采集,提高工作效率。
附图说明
图1:生物膜培养及采集装置组件分解示意图;
图2:生物膜采集器结构示意图;其中,图(a)为主视图;图(b)为侧视图;图(c)为俯视图;图(d)为立体图;
图3:刮板的结构示意图;其中,图(a)为主视图;图(b)为侧视图;图(c)为俯视图;图(d)为立体图;
图4:刮板中斜面刮片的结构示意图;其中,图(a)为主视图;图(b)为侧视图;图(c)为俯视图;图(d)为立体图;
图5:盒盖横挡条的结构示意图(以相邻的两个挡片为例,图中只画出了两个盒盖挡片的情形);其中,图(a)为主视图;图(b)为侧视图;图(c)为俯视图;图(d)为立体图;
图6:盒体中部横挡条的结构示意图(以相邻的两个挡片为例,图中只画出了两个中部横挡片的情形);其中,图(a)为主视图;图(b)为侧视图;图(c)为俯视图;图(d)为立体图;
图7:盒体底部横挡条的结构示意图(以相邻的两个挡片为例,图中只画出了两个底部横挡片的情形);其中,图(a)为主视图;图(b)为侧视图;图(c)为俯视图;图(d)为立体图;
图8:载玻片及生物膜采集器的位置关系示意图(装置中插有一个生物膜采集器和一片载玻片);
图9:生物膜培养及采集装置。
具体实施方式
实施例1:可装19片51×76×1毫米载玻片的生物膜培养及采集装置的制作
采用有机玻璃为原料制作生物膜培养及采集装置,用三氯甲烷等有机溶剂粘合。具体制作步骤及使用方法如下。
1、生物膜采集器的制作
按图2、图3和图4所示,制作生物膜采集器1。制作20根高为90毫米、底面半径为1毫米的圆柱体拉杆9。按图3和图4所示制作刮板10,刮板10底部设置有底板14(1个),侧面设置有斜面刮片13(2个)、端面设置有端面挡片11(2个),粘合后构成无盖的梯形体,上底边长度大于下底边长度,可用于刮取并截留生物膜。端面挡片11的厚度为1毫米,其形状为等腰梯形,上底与下底的长分别为10毫米和6毫米,高为5毫米。将圆柱体12粘合于端面挡片11上(底面圆切于等腰梯形的上底中点处),该圆柱体12可将生物膜采集器1固定在生物膜培养及采集装置内。圆柱体12的高为1.5毫米,底面圆的半径为1毫米。梯形体刮板10的底板14尺寸为43×6×1毫米,将底板14与端面挡片11粘合,根据剩余两个斜面的角度和长度制作楔形的斜面刮片13(2个,尺寸如图4所示),并将其与端面挡片11、底板14相粘合,制成无盖梯形体刮板(共需制作20个)。将上述圆柱体拉杆9粘合到底板14的中央位置(如图2),至此生物膜采集器1制作完成(共20个)。
2、盒盖的制作
按图5制作生物膜培养及采集装置的盒盖。将20片盒盖挡片16(10×10×3毫米)粘合到尺寸为219×10×2毫米的盒盖背挡条15上(共2条,每条上安装有20片盒盖挡片16),相邻盒盖挡片16的间距为1毫米。盒盖上挡条17(共2条)的尺寸为219×5×2毫米,将其垂直粘合于上述盒盖背挡条15(共2条)的上表面,使得盒盖背挡条15和盒盖上挡条17包围盒盖挡片16相邻的两个面,制成盒盖横挡条3,盒盖横挡条3可避免载玻片2从生物膜培养及采集装置中滑落(位置关系参照图5)。采用盒盖侧挡条4(共2个,55×2×2毫米)连接盒盖横挡条3(共2条),构成盒盖。
3、盒体的制作
按图6、图7制作生物膜培养及采集装置的盒体。按图中的三视图制作40个中部横挡片19和40个底部横挡片21(挡片尺寸为10×10×3毫米,挡片上具有凹槽,凹槽尺寸为10×2×1.5毫米)。
将40片中部横挡片19分别粘合到尺寸为219×10×2毫米的中部背挡条18上(共2条,每条中部背挡条18上粘合20个中部横挡片19),相邻中部横挡片18的间距为1毫米,制成盒体中部横挡条5(共2条)。
将40片底部横挡片21分别粘合到尺寸为219×10×2毫米的底部背挡条20上(共2条,每条底部背挡条20上粘合20个底部横挡片21),相邻底部横挡片21的间距为1毫米。将尺寸为219×5×3毫米底部挡条22(共2条)垂直粘合于底部背挡条20(共2条)的下表面上,使得底部背挡条20和底部挡条22包围底部横挡片21相邻的两个面,避免生物膜采集器1和载玻片2从凹槽和缝隙中滑落(位置关系参照图7),制成盒体底部横挡条6(共2条)。
采用盒体立支柱7(共4个,73×5×2毫米)和盒体侧挡条8(共4个,55×3×2毫米)将盒体中部横挡条5(共2条)和盒体底部横挡条6(共2条)连接起来构成框架结构,制成盒体。
在上述长方体形盒式结构中插入制作好的20个生物膜采集器1及19片51×76×1毫米的载玻片2(由于载玻片2位于相邻两个生物膜采集器1的中间,便于生物膜采集器1刮取生长在载玻片2两面的生物膜,故生物膜采集器1的数量比载玻片2的数量多一个)。生物膜采集器1的圆柱体12固定在底部横挡片21的凹槽内,载玻片2插入相邻的两个中部横挡片19和底部横挡片21的缝隙间(如图8)。将盒盖盖在盒体上,用细绳把盒盖侧挡条4与盒体侧挡条8系在一起,避免盒盖与盒体分离。生物膜培养及采集装置的整体构造如图9所示。
实施例2:自然水环境中生物膜的培养及采集
将组装好的生物膜培养及采集装置放在自然水环境中(湖水、河水等),装置可竖直放置或水平放置。用细绳将装置固定在水体表面的绳子、浮标或其他固定物上。可根据需要调整生物膜培养及采集装置与固定物的距离,从而调整载玻片在水中的培养深度。待在载玻片表面的生物膜长成后,将生物膜培养及采集装置取回,轻微晃动装置去掉多余的水。拉起生物膜采集器1的拉杆9,刮片13可将生物膜从在载玻片2上刮下,并将生物膜截留在生物膜采集器1内部。打开盒盖,取出生物膜采集器1并回收生物膜即可。使用后的装置可用清水和刷子对其进行清洗。
实施例3:实验室内生物膜的培养及采集
采集自然水体水样(湖水或河水)于实验室内培养生物膜。采集的水样经0.45μm混和纤维素膜过滤,去除水中悬浮颗粒等杂质。在透明玻璃缸中加入倒入30L过滤后的水样,并加入微量矿物盐溶液,该溶液的成分如表1所示。随后将组装好的生物膜培养及采集装置竖直或水平放置于透明玻璃缸内,于30℃、自然光照条件下培养生物膜。待生物膜长成后,将生物膜培养及采集装置取出,轻微晃动装置去掉多余的水。拉起生物膜采集器1的拉杆9,刮片13可将生物膜从在载玻片2上刮下,并将生物膜截留在生物膜采集器1内部。打开盒盖,取出生物膜采集器并回收生物膜即可。使用后的装置可用清水和刷子对其进行清洗。
表1:微量矿物盐溶液成分一览表
名称 | 化学式 | 浓度(μmol/L) |
氯化钙 | CaCl2·2H2O | 200 |
硫酸镁 | MgSO4·7H2O | 140 |
硝酸钾 | KNO3 | 150 |
硫酸铵 | (NH4)2SO4 | 910 |
碳酸氢钠 | NaHCO3 | 10 |
磷酸二氢钾 | KH2PO4 | 5 |
Claims (5)
1.一种生物膜培养及采集装置,其特征在于:由长方体形的盒式结构、生物膜采集器(1)和载玻片(2)组成;盒式结构由盒盖和盒体组成,其中盒盖由2个盒盖横挡条(3)和2个盒盖侧挡条(4)顺次连接构成框架结构;盒体由2个盒体中部横挡条(5)、2个盒体底部横挡条(6)、4个盒体立支柱(7)和4个盒体侧挡条(8)构成,1个盒体中部横挡条(5)和1个盒体底部横挡条(6)安装在2个盒体立支柱(7)间,4个盒体立支柱(7)再由4个盒体侧挡条(8)顺次连接构成框架结构;
生物膜采集器(1)由拉杆(9)和刮板(10)组成,刮板(10)由2个斜面刮片(13)、2个端面挡片(11)和1个底板(14)构成无盖的梯形体结构,梯形体结构的上边长度大于底边长度;拉杆(9)安装于底板(14)的中心位置;
盒盖横挡条(3)由盒盖上挡条(17)、在盒盖上挡条(17)下面安装的盒盖背挡条(15),在盒盖背挡条(15)内侧安装的多个盒盖挡片(16)组成,相邻的两个盒盖挡片(16)间具有一定的距离,形成缝隙,用于插入载玻片(2);
盒体中部横挡条(5)由中部背挡条(18)和多个中部横挡片(19)构成;多个中部横挡片(19)安装在中部背挡条(18)的内侧面上,相邻的两个中部横挡片(19)间具有一定的距离,形成缝隙,可用于插入载玻片(2);中部横挡片(19)的数量、缝隙的位置及其间距与盒盖挡片(16)的数量、缝隙的位置及间距相同;在每个中部横挡片(19)上设置有竖直的凹槽,凹槽的尺寸满足使生物膜采集器(1)的固定及方便取出,凹槽的位置满足使生物膜采集器(1)的斜面刮片(13)紧贴载玻片(2)的表面;
盒体底部横挡条(6)由底部背挡条(20)、多个底部横挡片(21)和底部挡条(22)构成;底部横挡片(21)安装在底部背挡条(20)的内侧面上,相邻的两个底部横挡片(21)间具有一定的距离,形成缝隙,可用于插入载玻片(2);底部横挡片(21)的数量、缝隙的位置及其间距与盒盖挡片(16)的数量、缝隙的位置及间距相同;底部挡条(22)与底部背挡条(20)垂直,安装在底部背挡条(20)和底部横挡片(21)的下面,底部横挡片(21)的数量及其间距与盒盖挡片(16)的数量及间距相同;在每个底部横挡片(21)上设置有竖直的凹槽,该凹槽的位置与在中部横挡片(19)上设置的凹槽的位置相同;凹槽的尺寸满足使生物膜采集器(1)的固定及方便取出,凹槽的位置满足使生物膜采集器(1)的斜面刮片(13)紧贴载玻片(2)的表面。
2.如权利要求1所述的一种生物膜培养及采集装置,其特征在于:在端面挡片(11)的外侧面上设置有向外凸起的圆柱体(12),该圆柱体(12)能够将生物膜采集器(1)固定在中部横挡片(19)和底部横挡片(21)的凹槽中。
3.如权利要求1所述的一种生物膜培养及采集装置,其特征在于:斜面刮片(13)为上薄下厚的楔形结构,边缘尖锐。
4.如权利要求1所述的一种生物膜培养及采集装置,其特征在于:盒盖横挡条(3)、盒体中部横挡条(5)和盒体底部横挡条(6)的长度相同,盒盖侧挡条(4)和盒体侧挡条(8)的长度相同,同时盒体的尺寸应满足可插入生物膜采集器(1)和载玻片(2)的要求。
5.如权利要求1所述的一种生物膜培养及采集装置,其特征在于:盒体与盒盖的尺寸匹配,当盒盖盖在盒体上时,盒盖侧挡条(4)位于盒体侧挡条(8)的正上方,并保证载玻片(2)可插入盒盖中相邻两个盒盖挡片(16)的缝隙内。
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