CN216584995U - 多层芯片式微生物反应装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种多层芯片式微生物反应装置，包括基底层、储液层、微孔吸附层及载体：该基底层及微孔吸附层分别贴合设置于该储液层的两侧，而该储液层则中部镂空设置，从而在基底层与微孔吸附层之间形成一用于存储培养液的储液空间；该载体设置于储液空间内部，用于承载富集培养的微生物；微孔吸附层面向储液空间一面设置有若干微孔，用于吸附载体内富集的微生物细胞并检测。该多层芯片式微生物反应装置与现有的微生物反应器相比，不仅体积小巧、结构精简，且在反应完成后可以进行整体灭菌，易于实现无菌操作。同时，微孔吸附层的设置，使得该装置还可以在不借助于外部件的情况下，实现后期的微生物提取及检测，易于操作。
Description
技术领域
本实用新型涉及微生物反应器具技术领域，特别是涉及一种多层芯片式微生物反应装置。
背景技术
自然界中超过99％的微生物尚未获得人工培养，称之为“未培养微生物”。连续流富集培养技术不同于常规的微生物培养技术，因为其较好地模拟了微生物生长的自然环境，因此该技术近年来在未培养微生物的资源开发领域取得了积极的进展。连续流富集培养是相对于分批富集培养而言的。在一个相对独立密闭的系统中，一次性投入培养基对环境微生物样本进行接种培养的方式一般称为分批富集培养。由于它的培养系统的相对密闭性，故分批富集培养也叫密闭富集培养。分批富集培养一般采用烧瓶作为培养容器。采用这种分批富集培养方式，随富集培养时间的延长，由于系统相对密闭性，营养物被生长速率较快的微生物类群优先消耗并产生大量代谢废物，无法及时排出培养系统，造成其它生长速率较慢的难培养微生物的生长环境的逐步恶化，并最后走向衰亡。分配富集培养技术缺陷导致环境样本的中微生物多样性随着富集培养时间的增加而迅速降低。
连续流富集培养是指在深入研究分批富集培养中生长速率差异巨大的不同微生物种群的生长曲线形成的内在机制的基础上，开放培养系统，不断补充培养液、解除抑制因子、优化生长代谢环境的富集培养方式。由于培养系统的相对开放性，因此，连续流培养也称为开放培养。连续流富集培养的显著特点与优势是：其可以根据研究者的目的，在一定程度上模拟自然界营养物质的供给模式，人为控制不同生长速率的微生物种群比例，使之增加或降低种群丰度，从而大大提高目标种群的定向富集的可控性和培养效率。
连续流富集微生物反应技术最初被应用于城市中的污水处理作业，因此，现有技术中用于微生物富集的连续流微生物反应设备不仅存在普积较大、结构复杂的问题，而且难于进行严格有效的无菌操作。
实用新型内容
本实用新型提供了一种体积小巧、便于整体灭菌且易于检测微生物细胞的多层芯片式微生物反应装置，所述多层芯片式微生物反应装置包括基底层、储液层、微孔吸附层及载体，其中：
所述基底层、所述储液层及所述微孔吸附层由下至上依次贴合设置，所述储液层中部镂空，以在所述基底层与所述微孔吸附层之间形成一用于存储培养液的储液空间；
所述载体设置于所述储液空间内部，用于承载富集培养的微生物；
所述微孔吸附层面向所述储液空间一面设置有若干微孔，用于吸附所述载体层内富集的微生物细胞并检测。
具体实施中，若干所述微孔呈矩阵式排列，并与所述载体的位置相匹配。
具体实施中，所述微孔吸附层还包括用于导入新鲜培养液的进液口和用于导出废液的出液口，所述进液口与所述出液口分别设置于所述微孔吸附层外表面的两端，并均贯穿所述微孔吸附层至所述储液空间内部。
具体实施中，所述进液口连接有进液管，所述出液口连接有出液管。
具体实施中，所述进液管及所述出液管均为特氟龙材质导液管。
具体实施中，所述基底层、储液层及微孔吸附层外部通过弹簧夹固定，以形成一密闭储液空间。
具体实施中，所述载体层为纤维织物载体层。
具体实施中，所述纤维织物载体层为无纺布载体层。
具体实施中，所述基底层为高硼硅玻璃材质基底层；所述储液层为高硼硅玻璃材质储液层；所述微孔吸附层为高硼硅玻璃材质微孔吸附层。
本实用新型提供的多层芯片式微生物反应装置，包括基底层、储液层、微孔吸附层及载体：该基底层及微孔吸附层分别贴合设置于该储液层的两侧，而该储液层则中部镂空设置，从而在基底层与微孔吸附层之间形成一用于存储培养液的储液空间；该载体设置于储液空间内部，用于承载富集培养的微生物；微孔吸附层面向储液空间一面设置有若干微孔，用于吸附载体内富集的微生物细胞并检测。该多层芯片式微生物反应装置与现有的微生物反应器相比，不仅体积小巧、结构精简，且在反应完成后可以进行整体灭菌，易于实现无菌操作。同时，微孔吸附层的设置，使得该装置还可以在不借助于外部件的情况下，实现后期的微生物提取及检测，易于操作。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些具体实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：
图1是根据本实用新型一个具体实施方式中多层芯片式微生物反应装置的结构示意图；
图2是根据本实用新型一个具体实施方式中多层芯片式微生物反应装置的截面结构示意图；
图3是根据本实用新型一个具体实施方式中多层芯片式微生物反应装置的分解结构示意图。
具体实施方式
为使本实用新型具体实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合附图对本实用新型具体实施方式做进一步详细说明。在此，本实用新型的示意性具体实施方式及其说明用于解释本实用新型，但并不作为对本实用新型的限定。
如图1、图2及图3所示，本实用新型提供了一种体积小巧、便于整体灭菌且易于检测微生物细胞的多层芯片式微生物反应装置，所述多层芯片式微生物反应装置包括基底层1、储液层2、微孔吸附层3及载体4，其中：
所述基底层1、所述储液层2及所述微孔吸附层3由下至上依次贴合设置，所述储液层2中部镂空，以在所述基底层1与所述微孔吸附层3之间形成一用于存储培养液的储液空间；
所述载体4设置于所述储液空间内部，用于承载富集培养的微生物；
所述微孔吸附层3面向所述储液空间一面设置有若干微孔5，用于吸附所述载体4层内富集的微生物细胞并检测。
具体实施中，微孔吸附层3的微孔5在设置时有多种实施方案。例如，如图2及图3所示，为了有效吸附微生物，便于后期的微生物检测，若干所述微孔5呈矩阵式排列，并与所述载体4的位置相匹配。进一步的，该呈矩阵式排布的若干微孔5可以在微孔5阵列层的内侧通过蚀刻形成。
具体实施中，为了有效向所述储液空间内部提供连续流动的新鲜培养液，如图1、图2及图3所示，所述微孔吸附层3还可以包括用于导入新鲜培养液的进液口和用于导出废液的出液口，所述进液口与所述出液口分别设置于所述微孔吸附层3外表面的两端，并均贯穿所述微孔吸附层3至所述储液空间内部。
具体实施中，如图1、图2及图3所示，所述进液口可以连接有进液管P1，所述出液口则可以连接有出液管P2。进一步的，为了保证进液管P1及出液管P2的耐久性，避免高温变形，所述进液管P1及所述出液管P2可以均为特氟龙材质导液管。
具体实施中，由于在反应完成后，还需要拆卸微孔吸附层3，用于后期的微生物检测，因此，基底层1、储液层2及微孔吸附层3之间可以为可拆卸的连接，进一步的，所述基底层1、储液层2及微孔吸附层3外部可以通过弹簧夹固定，以形成一密闭储液空间。当需要拆卸微孔吸附层3送检时，只需要撤下弹簧夹，便可以取下微孔吸附层3，操作简便。
具体实施中，载体4的选用在设置时可以有多种实施方案。例如，由于纤维织物可以为微生物的贴附提供较大的表面积，因而所述载体4可以为纤维织物载体。进一步的，所述纤维织物载体为无纺布纤维织物载体。无纺布纤维织物载体取材简单，成本低廉，便于批量生产。
具体实施中，为了保证基底层1、储液层2及微孔吸附层3的耐久性，所述基底层1为高硼硅玻璃材质基底层1；所述储液层2为高硼硅玻璃材质储液层2；所述微孔吸附层3为高硼硅玻璃材质微孔吸附层3。
具体实施中，无纺布材质、高硼硅玻璃材质与特氟龙等材质均可耐受高压蒸汽灭菌(121℃，15min)，因而有效提升了该微生物反应装置的耐用性。
该多层芯片式微生物反应装置采用连续流富集培养，即通过导液管不断向多层芯片内部的储液空间中补充寡营养培养液，以及排出流经载体4的废液，可以有效优化储液空间中的微生物生长代谢环境，进而高度还原自然生态系统中微生物的生长环境。
综上所述，本实用新型提供的多层芯片式微生物反应装置，包括基底层1、储液层2、微孔吸附层3及载体4：该基底层1及微孔吸附层3分别贴合设置于该储液层2的两侧，而该储液层2则中部镂空设置，从而在基底层1与微孔吸附层3之间形成一用于存储培养液的储液空间；该载体4设置于储液空间内部，用于承载富集培养的微生物；微孔吸附层3面向储液空间一面设置有若干微孔5，用于吸附载体4内富集的微生物细胞并检测。该多层芯片式微生物反应装置与现有的微生物反应器相比，不仅体积小巧、结构精简，且在反应完成后可以进行整体灭菌，易于实现无菌操作。同时，微孔吸附层3的设置，使得该装置还可以在不借助于外部件的情况下，实现后期的微生物提取及检测，易于操作。
应当理解，在本实用新型实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本实用新型。在本实用新型实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义，“多种”一般包含至少两种，但是不排除包含至少一种的情况。
应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
应当理解，尽管在本实用新型实施例中可能采用术语第一、第二、第三等来描述某些部件，但这些部件不应仅仅被限于定于这些术语中。这些术语仅用来将各部件彼此区分开。例如，在不脱离本实用新型实施例范围的情况下，第一某某部件也可以被称为第二某某部件，类似地，第二某某部件也可以被称为第一某某部件。
取决于语境，如在此所使用的词语“如果”、“若”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”或“响应于监测”。类似地，取决于语境，短语“如果确定”或“如果监测(陈述的条件或事件)”可以被解释成为“当确定时”或“响应于确定”或“当监测(陈述的条件或事件)时”或“响应于监测(陈述的条件或事件)”。
在本申请的实施方式中，“大体上等于”、“大体上垂直于”、“大体上对称”等等的意思是，所指的两个特征之间在宏观上的尺寸或相对位置关系十分接近于所述及的关系。然而本领域技术人员清楚，由于误差、公差等客观因素的存在而使得物体的位置关系在小尺度乃至微观角度难以被正好约束。因此即使二者之间的尺寸、位置关系稍微存在点误差，也并不会对本申请的技术效果的实现产生较大影响。
还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的商品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种商品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的商品或者系统中还存在另外的相同要素。
最后应说明的是，本领域的普通技术人员可以理解，为了使读者更好地理解本申请，本实用新型的实施方式提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于上述各实施方式的种种变化和修改，也可以基本实现本申请各权利要求所要求保护的技术方案。因此，在实际应用中，可以在形式上和细节上对上述实施方式作各种改变，而不偏离本实用新型的精神和范围。
Claims (9)
1.一种多层芯片式微生物反应装置，其特征在于，所述多层芯片式微生物反应装置包括基底层(1)、储液层(2)、微孔吸附层(3)及载体(4)，其中：
所述基底层(1)、所述储液层(2)及所述微孔吸附层(3)由下至上依次贴合设置，所述储液层(2)中部镂空，以在所述基底层(1)与所述微孔吸附层(3)之间形成一用于存储培养液的储液空间；
所述载体(4)设置于所述储液空间内部，用于承载富集培养的微生物；
所述微孔吸附层(3)面向所述储液空间一面设置有若干微孔(5)，用于吸附所述载体(4)层内富集的微生物细胞并检测。
2.如权利要求1所述的多层芯片式微生物反应装置，其特征在于，若干所述微孔(5)呈矩阵式排列，并与所述载体(4)的位置相匹配。
3.如权利要求1所述的多层芯片式微生物反应装置，其特征在于，所述微孔吸附层(3)还包括用于导入新鲜培养液的进液口和用于导出废液的出液口，所述进液口与所述出液口分别设置于所述微孔吸附层(3)外表面的两端，并均贯穿所述微孔吸附层(3)至所述储液空间内部。
4.如权利要求3所述的多层芯片式微生物反应装置，其特征在于，所述进液口连接有进液管(P1)，所述出液口连接有出液管(P2)。
5.如权利要求4所述的多层芯片式微生物反应装置，其特征在于，所述进液管(P1)及所述出液管(P2)均为特氟龙材质导液管。
6.如权利要求1所述的多层芯片式微生物反应装置，其特征在于，所述基底层(1)、储液层(2)及微孔吸附层(3)外部通过弹簧夹固定，以形成一密闭储液空间。
7.如权利要求1所述的多层芯片式微生物反应装置，其特征在于，所述载体(4)为纤维织物载体。
8.如权利要求7所述的多层芯片式微生物反应装置，其特征在于，所述纤维织物载体为无纺布载体。
9.如权利要求1所述的多层芯片式微生物反应装置，其特征在于，所述基底层(1)为高硼硅玻璃材质基底层；所述储液层(2)为高硼硅玻璃材质储液层；所述微孔吸附层(3)为高硼硅玻璃材质微孔吸附层。
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