CN205669026U - 一种微生物震荡清洗回收系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及医疗器械加工的技术领域，更具体地，涉及一种微生物震荡清洗回收系统。一种微生物震荡清洗回收系统，其中，包括罐体、设于罐体上部的进样口、进液口、排气孔，所述的罐体下部设有废液流出道、进/出气口、出样口；所述的罐体内的下部设有第一滤膜，罐体外壁上还设有与振荡器连接的握持空间。利用本系统可方便的将需要的微生物（菌群）从原本混有有毒有害物质的液相介质中分离出来，并与特定体积的新缓冲液混合，构成可直接应用的生物样本。同时，因为所有过程都在相对密闭的体系中完成，有效的回避了现有离心相关的净化方案的诸多缺点。

Description

一种微生物震荡清洗回收系统

技术领域

本实用新型涉及医疗器械加工的技术领域，更具体地，涉及一种微生物震荡清洗回收系统。

背景技术

人体肠道中定植着大量微生物，类别超过2000种，整体数量约是人体细胞总数的10倍左右，重量可达1.5kg。肠道菌群基因组信息的总和被称为宏基因组。是控制人体健康的人类第二基因组，与人体自身基因组共同影响着机体自身新城代谢。人体更可被看做是由人体真核细胞和体内共生的微生物群落所共同构成的“超级生物体”，人体与其内的菌群间存在着复杂的相互作用过程，互为因果，影响着彼此的生存状态。大量的研究揭示通过调节肠道菌群的组成，可以实现对多种疾病的控制甚至治疗，因而临床上对获取这些混合细菌的方便操作系统存在需求。对粪便等天然混合物中的细菌直接回收利用是最常采用的细菌富集方式。

富集细菌时，如何最大程度的实现高效清除混合物中有害成分的同时，又实现对细菌群体构成比、总数和活力的保护，是非常关键的技术环节。

为清洗回收混合物（土壤、海水、粪便等）中的微生物，现有通行方案主要是通过基于离心机的人工转移技术来完成。因离心机为所有实验室基本配置之一，该方法被广泛采用。但应用过程中其缺点显而易见：1. 需要人工操作；2. 需要多次离心操作，耗时长：自然界混合物中的微生物种类数量分布不均，为确保样本中细菌的总量及活性往往需要分次处理大体积样品，费时费力；3. 因操作过程涉及离心机，离心过程招致的温度变化、快速沉降、菌体间挤压等物理作用会损伤细菌活力，且这种损伤程度随离心速度和时间的延长会加重。需优化选择运行参数（温度、转速、离心时长），以确保被操作对象的活力；4. 为适应离心机运行原理，样品常需要分装，因而样品中微生物群落有被环境菌二次污染的风险，同时也有可能反向污染（微生物污染、气味污染等）外围环境。

发明内容

本实用新型为克服上述现有技术所述的至少一种缺陷，提供一种微生物震荡清洗回收系统，简化对混合物（土壤、海水、粪便等）中微生物的清洗回收过程。减少人工的参与，缩短操作时长，降低污染的风险，同时因待回收微生物可一直震荡悬浮于指定液态环境中，细菌活力也可得到最大程度的保护，针对性弥补了现有涉及离心机操作方案的不足。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种微生物震荡清洗回收系统，其中，包括罐体、设于罐体上部的进样口、进液口、排气孔，所述的罐体下部设有废液流出道、进/出气口、出样口；

所述的罐体内的下部设有第一滤膜，罐体外壁上还设有与振荡器连接的握持空间。

在同一密闭系统内，利用滤膜过滤及震荡重悬技术，本实用新型可对混合物中微生物进行快速清洗及后继应用体系的制备，大大简化了操作步骤；同时因本实用新型主体可以采用一次性耗材，无需回收清洗处理，上述步骤都有利于缩短操作时间。

因省略了使用离心机的过程，减少了中间环节的人工参与；

对混合物中微生物的清洗回收过程均在同一空间中完成，无论是对混合微生物群落还是对外周空间环境，都降低了污染风险；

系统设置了特定的进液口、进/出气口，将有利于根据菌群的应用需求，控制其清洗时的气体环境（如厌/低氧、常氧等），同时可对其最终的液体重悬环境进行调整，如替换重悬液体为生理盐水等缓冲液；

废液出口处的第一滤膜一方面通过过滤可最大程度保留液相中细菌，滤除不必要的病毒等小颗粒或有害成分；同时可经阀门在负压吸引或逆向补入气体的帮助下，通过控制进出液体流速差，使待收集细菌始终处于一定体积的液体环境中，保持活性，另外还能利用可随时中断的流出过程，获取定量的细菌终悬液。

进一步的，所述的排气孔内设有吸附剂层。因活性炭等吸附剂的强吸附能力可避免细菌混合液特有的气味污染。

进一步的，所述的排气孔内还设有第二滤膜。可防止罐内外细菌随气体进出引致的细菌交叉污染。

进一步的，所述的进样口呈竖向插入罐体的上部，进液口倾斜设于进样口的侧部。这应设置方便输入混合液和特定体积的新溶剂（如生理盐水）。

进一步的，所述的排气孔呈竖向插入罐体的上部。过多的气体将由罐体顶部的排气孔排出。

进一步的，所述的罐体包括圆筒状结构、设于圆筒状结构下部且两者连接的漏斗状结构。所述的第一滤膜设于圆筒状结构与漏斗状结构之间。

本实用新型中，圆筒状结构及漏斗状结构的设计方便液体的流通。

进一步的，所述的废液流出道设于漏斗状结构的下部且与其连接，进/出气口倾斜设于废液流出道的侧部。上述结构的设置方便废液流出及指定的气体（如厌氧混合气）可以恒定流速进入系统。

进一步的，所述的第一滤膜、第二滤膜的孔径为0.2－0.5微米。

与现有技术相比，有益效果是：利用本系统可方便的将需要的微生物（菌群）从原本混有有毒有害物质的液相介质中分离出来，并与特定体积的新缓冲液混合，构成可直接应用的生物样本；因目标微生物（菌群）一直在外力震荡的帮助下悬浮于液体环境，菌体活力可得到最大的保护。同时，因为所有过程都在相对密闭的体系中完成，有效的回避了现有离心相关的净化方案的诸多缺点。本系统可应用于大量海水、土壤、饮食和粪便中微生物的分离检验及微生物组分析等多个领域。

当在粪菌制备领域应用本技术时，可以串联使用能耐受拍打的粪便均质袋（本人已获授权的实用新型专利，专利号：ZL201520585188.0）。

将含有有待分析菌群的液、固体混合样品，装入到均质袋中，充分均质化；随后根据应用领域的不同，将经5mm至0.1mm的滤膜过滤所得液体将注入本系统，在特定条件下，如厌氧条件，于本系统的封闭环境中快速完成液体悬浮环境的替换，获取目标细菌悬液。

附图说明

图1是本实用新型实施例1整体结构示意图。

图2是本实用新型实施例2整体结构示意图。

图3是本实用新型实施例2过滤层示意图。

具体实施方式

附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。附图中描述位置关系仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。

实施例1

如图1所示，一种微生物震荡清洗回收系统，其中，包括罐体11、设于罐体11上部的进样口1、进液口2、排气孔8，罐体11下部设有废液流出道4、进/出气口5、出样口9；

罐体11内的下部设有第一滤膜3，罐体11外壁上还设有与振荡器连接的握持空间10。

本实用新型目的在于对混合物（土壤、海水、粪便等）中微生物的清洗回收过程进行优化，使其能在一个相对密闭的空间内快速完成，同时能针对目标微生物需要的气体环境条件（如厌/低氧、常氧等），对体系进行指定的液相净化。

本实施例中，排气孔8内设有吸附剂层7。排气孔8内还设有第二滤膜6。因活性炭等吸附剂的强吸附能力可避免细菌混合液特有的气味污染。可防止罐内外细菌随气体进出引致的细菌交叉污染。

罐体11包括圆筒状结构111、设于圆筒状结构111下部且两者连接的漏斗状结构112。第一滤膜3设于圆筒状结构111与漏斗状结构112之间。本实施例中，圆筒状结构111及漏斗状结构112的设计方便液体的流通。

如图1中，进/出气口5处还设有阀门12，可经阀门在负压吸引或逆向补入气体的帮助下，通过控制进出液体流速差，使待收集细菌始终处于一定体积的液体环境中，保持活性，另外还能利用可随时中断的流出过程，获取定量的细菌终悬液。

具体原理如下：

主体为固定在震荡臂上的塑料（或为其他一次性可重复使用的材质）罐体。上部有进样1/进液口2、排气孔8；中间给振荡器预留了握持空间10；下部设计有废液流出道4、进/出气口5及出样口9。含有所需微生物的混合液通过进样口导入系统中，在这个相对密闭的系统中完成液相的分离净化，最后可重悬于一定体积的特定溶剂中自出样口9中排出。整个过程中，混合液导入系统后，将首先通过罐体中下部的第一滤膜3，在负压吸引或逆向气体补入条件下，使混合液中细菌等必需的固相成分将留在滤膜表面，或持续悬浮于一定体积的液体环境中，液相经由废液流出道4流出。随后停止负压吸引，特定体积的新溶剂（如生理盐水）将由罐体上部的进液口2进入，在震荡臂介导的震动下，重悬滤膜上的固相残留物。与此同时，为创造细菌需要的气体环境并避免新液相经滤膜流出，指定的气体（如厌氧混合气）将由罐体下部进/出气口5以恒定流速进入系统。为维持罐内恒定压力，过多的气体将由罐体顶部的排气孔8排出。需要指出的是气体流出道中设置有第二滤膜6和吸附剂层7，一方面可防止罐内外细菌随气体进出引致的细菌交叉污染；同时因活性炭等吸附剂的强吸附能力可避免细菌混合液特有的气味污染。如必要，对重悬的混合液可重复上述固液相过滤分离、震荡重悬过程，进一步提升净化程度。最终的混合液自出样口9流出后可直接收集应用。系统中滤膜的孔径为0.2-0.5微米。

图1中第一滤膜3实际结构如图3所示。

实施例2

如图2、3所示，分级过滤系统结构说明：1A.进样口；2A. 过滤层【结构可拆解为a.滤膜支架,b. 滤膜（孔径可选择）】; 3A. 液体流出道；4A. 出气口（负压吸引）5 A. 除菌滤膜（0.22μm）；6 A. 气体吸附剂/活性炭等7 A.气体溢出道。

自然界绝大多数细菌的大小在0.5-5μm，但粪便等含菌的天然混合物中含有的杂质大小可以波动于数厘米到数微米（如粪便中会混有未充分消化的食物纤维、虫卵等物质）。通过在本实用新型装置前串联分级过滤系统（附图2），我们可以控制清洗分离系统中待分离细菌的最终纯度。串联的分级过滤系统中滤膜的孔径大小范围为8mm-8μm，具体过滤层数可依据样本的混杂程度及总体积在1-10层间选择。本系统可以为一次性使用，也可通过更换过滤层滤膜实现重复利用。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种微生物震荡清洗回收系统，其特征在于，包括罐体（11）、设于罐体（11）上部的进样口（1）、进液口（2）、排气孔（8），所述的罐体（11）下部设有废液流出道（4）、进/出气口（5）、出样口（9）；

所述的罐体（11）内的下部设有第一滤膜（3），罐体（11）外壁上还设有与振荡器连接的握持空间（10）。

2.根据权利要求1所述的一种微生物震荡清洗回收系统，其特征在于：所述的排气孔（8）内设有吸附剂层（7）。

3.根据权利要求2所述的一种微生物震荡清洗回收系统，其特征在于：所述的排气孔（8）内还设有第二滤膜（6）。

4.根据权利要求3所述的一种微生物震荡清洗回收系统，其特征在于：所述的进样口（1）呈竖向插入罐体（11）的上部，进液口（2）倾斜设于进样口（1）的侧部。

5.根据权利要求4所述的一种微生物震荡清洗回收系统，其特征在于：所述的排气孔（8）呈竖向插入罐体（11）的上部。

6.根据权利要求1所述的一种微生物震荡清洗回收系统，其特征在于：所述的罐体（11）包括圆筒状结构（111）、设于圆筒状结构（111）下部且两者连接的漏斗状结构（112）。

7.根据权利要求6所述的一种微生物震荡清洗回收系统，其特征在于：所述的第一滤膜（3）设于圆筒状结构（111）与漏斗状结构（112）之间。

8.根据权利要求6所述的一种微生物震荡清洗回收系统，其特征在于：所述的废液流出道（4）设于漏斗状结构（112）的下部且与其连接，进/出气口（5）倾斜设于废液流出道（4）的侧部。

9.根据权利要求3所述的一种微生物震荡清洗回收系统，其特征在于：所述的第一滤膜（3）、第二滤膜（6）的孔径为0.2－0.5微米。