TWI678416B - 微生物體封閉式液態培養系統及其方法 - Google Patents

Abstract

一種微生物體封閉式液態培養方法包含：將一液態培養液及一微生物體容置於一培養袋，以便進行人工培養增殖該微生物體，且該培養袋之至少一部位為一透光培養袋或一半透光培養袋；利用一預定光源照射該培養袋之微生物體；將該培養袋連接一供氣系統，以便調節該培養袋之內部氣體；及利用該供氣系統供應一加壓氣體至該培養袋內，以攪動或擾動該液態培養液及微生物體。

Description

微生物體封閉式液態培養系統及其方法

本發明係關於一種微生物體封閉式液態培養〔closed-type liquid culture〕系統及其方法；特別是關於一種微生物體封閉式透光性〔transparent〕液態培養系統及其方法，以便進行微生物體人工培養增殖。

習用懸浮性細胞封閉培養系統，如中華民國公告第M434774號「可供給培養添加物之懸浮性細胞封閉培養系統」之新型專利，其揭示一種可供給培養添加物之懸浮性細胞封閉培養系統。該懸浮性細胞封閉培養系統包含一無菌培養袋、一轉接裝置、一無菌維持裝置及一連接裝置。該無菌培養袋具有一可插入式封閉性開口，且該無菌培養袋用以容置一細胞培養物。

承上，該轉接裝置具有一第一端及一第二端，且該轉接裝置之第一端插置於該培養袋之可插入式封閉性開口內。該培養系統具有一末端，且該無菌維持裝置設置於該培養系統之末端。該連接裝置設置於該轉接裝置與該無菌維持裝置之間。該連接裝置具有一前端及一末端，而該連接裝置之前端與該轉接裝置之第二端相連接，且該連接裝置之末端與該無菌維持裝置相連接，以形成一封閉式狀態之細胞培養空間。

然而，習用懸浮性細胞封閉培養系統僅適用於培養懸浮性細胞〔例如：培養造血幹細胞〕或培養其它細 胞，且習用懸浮性細胞封閉培養系統需要選擇採用無菌培養袋及無菌維持裝置。因此，習用懸浮性細胞封閉培養系統無法適用於培養微生物體，且具有選擇採用無菌培養及無菌維持的複雜技術手段。

簡言之，在微生物體培養上必然存在需要進一步提供改善習用微生物體培養系統及其方法之潛在需求。前述中華民國公告第M434774僅為本發明技術背景之參考及說明目前技術發展狀態而已，其並非用以限制本發明之範圍。

有鑑於此，本發明為了滿足上述技術問題及需求，其提供一種微生物體封閉式液態培養系統及其方法，其利用一培養袋容置一液態培養液及一微生物體，而該培養袋為一透光培養袋，且該培養袋連接一供氣系統，且該供氣系統供應一加壓氣體至該培養袋內，以攪動或擾動該液態培養液及微生物體，藉此改善習用微生物體液態培養的技術問題。

本發明之主要目的係提供一種微生物體封閉式液態培養系統及其方法，其利用一培養袋容置一液態培養液及一微生物體，而該培養袋為一透光培養袋，且該培養袋連接一供氣系統，且該供氣系統供應一加壓氣體至該培養袋內，以攪動或擾動該液態培養液及微生物體，以達成簡化微生物體人工培養效率及避免系統外微生物進入系統中之目的。

為了達成上述目的，本發明較佳實施例之微生物體封閉式液態培養方法包含：將一液態培養液及一微生物體容置於一培養袋，以便進行培養該微生物體，且該培養袋之至少一部位為一透光培養袋或一半透光培養袋； 利用一預定光源照射該培養袋之微生物體；將該培養袋連接一供氣系統，以便調節該培養袋之內部氣體；及利用該供氣系統供應一加壓氣體至該培養袋內，以攪動或擾動該液態培養液及微生物體。

本發明較佳實施例之該加壓氣體經由一除濕裝置進行除濕調節處理，以減少該液態培養液之活性。

本發明較佳實施例之該加壓氣體經由一過濾裝置進行過濾處理。

本發明較佳實施例之該供氣系統連接一氣泡細化器，以便提供一氣泡至該培養袋之內部。

本發明較佳實施例利用一光線調節裝置調節該培養袋之一光照度。

本發明較佳實施例之該光線調節裝置包含一發光二極體裝置及一遮光棚套。

為了達成上述目的，本發明較佳實施例之微生物體封閉式液態培養系統包含：一框架，其包含至少一支撐桿；至少一培養袋，其容置一液態培養液及一微生物體，以便進行培養該微生物體，再將該培養袋配置於該框架之支撐桿，且該培養袋之至少一部位為一透光培養袋或一半透光培養袋；及至少一供氣系統，其連接該培養袋，以便調節該培養袋之內部氣體；其中利用一預定光源照射該培養袋之微生物體，且利用該供氣系統供應一加壓氣體至該培養袋內，以攪動或擾動該液態培養液及微生物體。

本發明較佳實施例之該加壓氣體經由一除濕裝置進行除濕調節處理，以減少該液態培養液之活性。

本發明較佳實施例之該加壓氣體經由一過濾裝置進行過濾處理。

本發明較佳實施例之該供氣系統連接一氣泡細化器，以便提供一氣泡至該培養袋之內部。

本發明較佳實施例利用一光線調節裝置調節該培養袋之一光照度。

本發明較佳實施例之該光線調節裝置包含一發光二極體裝置或其它發光裝置及一遮光棚套或一溫度調節棚套。

本發明較佳實施例之該框架為一角鋼主體框架。

本發明較佳實施例之該框架包含一橫樑，以便利用該橫樑吊掛該培養袋。

本發明較佳實施例之該培養袋具有一進入口及一排放口。

本發明較佳實施例之該供氣系統包含一輸氣管連接至該培養袋之內部。

本發明較佳實施例之該輸氣管具有一連接端，且該連接端連接一止逆閥及一調節閥。

本發明較佳實施例之該供氣系統另包含一打氣機，且該打氣機選自一鼓風機或一打氣幫浦。

本發明較佳實施例之該供氣系統另包含一氣體處理裝置，且該氣體處理裝置具有一硫酸銅溶液或一過濾綿。

1‧‧‧微生物體封閉式液態培養系統

1A‧‧‧微生物體封閉式液態培養系統

10‧‧‧培養袋

100‧‧‧微生物體

11‧‧‧供氣系統

110‧‧‧氣體處理裝置

111‧‧‧輸送管

12‧‧‧無線傳輸器

2‧‧‧資料收集器

20‧‧‧操作面板

3‧‧‧監控管理中心

A‧‧‧框架

第1圖：本發明較佳實施例之微生物體封閉式液態培養系統之方塊示意圖。

第2圖：本發明較佳實施例之微生物體封閉式液態培養 系統採用培養袋構造之示意圖。

第3圖：本發明較佳實施例之微生物體封閉式液態培養系統採用氣體處理裝置之示意圖。

第4圖：本發明較佳實施例之微生物體封閉式液態培養方法之流程示意圖。

第5圖：本發明另一較佳實施例之微生物體封閉式液態培養系統之方塊示意圖。

為了充分瞭解本發明，於下文將舉例較佳實施例並配合所附圖式作詳細說明，且其並非用以限定本發明。

本發明較佳實施例之微生物體封閉式液態培養系統及其方法適用於各種懸浮性微生物體，以便進行微生物體人工培養增殖。舉例而言，懸浮性微生物體包含細菌、酵母菌、蕈類之絲狀體或生殖細胞、單細胞植物、單細胞藻類、大型藻類之絲狀體或生殖細胞、藻類原生質體等，其可懸浮於液態培養液中進行人工培養增殖，但其並非用以限制本發明之範圍。

第1圖揭示本發明較佳實施例之微生物體封閉式液態培養系統之方塊示意圖。請參照第1圖所示，本發明較佳實施例之微生物體封閉式液態培養系統1包含一框架A、至少一個或數個培養袋10及至少一個或數個供氣系統11，且該數個培養袋10及數個供氣系統11可適當選擇配置於該框架A上及其周圍區域。

請再參照第1圖所示，舉例而言，該框架A為一角鋼主體框架或其它材料製成的框架，且組裝成各種配置的框架。該框架包含數個支撐桿及數個橫樑，以便利用該橫樑吊掛該培養袋。該框架A另包含至少一光線調節裝置，而將該光線調節裝置圍繞於該框架A之周圍面及頂部，且該光線調節裝置為一遮光棚套或一溫度調節棚套。 因此，該光線調節裝置可選擇形成一外部防塵套，以避免日曬雨淋及防塵土或塵砂，並能具有控溫的功能。

第2圖揭示本發明較佳實施例之微生物體封閉式液態培養系統採用培養袋構造之示意圖。請參照第1及2圖所示，舉例而言，該培養袋10之至少一部位〔例如：側面或上半部〕或全部為一透光培養袋或一半透光培養袋，且該透光培養袋選擇由各種透明材料製成，例如：高密度聚乙烯〔High Density Polyethylene，HDPE〕或其它透明可撓式〔flexible〕材料。

請再參照第1及2圖所示，舉例而言，該培養袋10容置一液態培養液〔包含其它添加物〕及一微生物體，以便進行人工培養增殖該微生物體。該培養袋10具有一進入口101及一排放口102，而該進入口101設置於該培養袋10之一第一側〔例如：上半部〕，且該排放口102之一第二側〔例如：下半部〕。在自動控制操作上，將該液態培養液及微生物體經由該進入口101自動送入，並將已完成人工培養的一預定量微生物體100經由該排放口102自動輸出至一收集裝置內。

請再參照第1及2圖所示，舉例而言，該培養袋10具有數個掛環103或其它具類似吊掛功能的構件，且該框架A之支撐桿可穿設於該數個掛環103，如此依不同需求將該數個培養袋10以一預定間距適當排列配置於該框架A之支撐桿上。

第3圖揭示本發明較佳實施例之微生物體封閉式液態培養系統採用氣體處理裝置之示意圖。請參照第1及3圖所示，舉例而言，該供氣系統11另包含一氣體處理裝置110，且利用該氣體處理裝置110處理送入該培養袋10內部之氣體。該供氣系統11以一輸送管111經由該進入口101或其它開口連接至該培養袋10，以便調節該培養袋 10之內部氣體。

請再參照第1及3圖所示，舉例而言，該供氣系統11另包含一打氣機，且該打氣機選自一鼓風機、一打氣幫浦或其它具類似功能的裝置。在人工培養增殖時，利用該供氣系統11供應一加壓氣體至該培養袋10內，以攪動或擾動該液態培養液及微生物體。

請再參照第1及3圖所示，舉例而言，該加壓氣體經由一除濕裝置進行除濕調節處理，以減少該培養袋10之液態培養液之活性。該加壓氣體經由一過濾裝置進行過濾處理。該供氣系統11連接一氣泡細化器〔打氣石〕，以便提供一氣泡至該培養袋10之內部。

請再參照第1及3圖所示，舉例而言，該輸氣管111具有一連接端，且該連接端連接一止逆閥及一調節閥。該供氣系統11另包含一氣體處理裝置110，且該氣體處理裝置110具有一硫酸銅溶液、一過濾綿或其它消毒物質，例如：酸性或鹼性物質。

第4圖揭示本發明較佳實施例之微生物體封閉式液態培養方法之流程示意圖。請參照第1、2及4圖所示，本發明較佳實施例之微生物體封閉式液態培養方法包含步驟S1：首先，將該液態培養液及微生物體以一預定比例自動或手動輸送容置於該培養袋10內，以便進行培養增殖該微生物體一預定時間。

請再參照第1、2及4圖所示，本發明較佳實施例之微生物體封閉式液態培養方法包含步驟S2：接著，利用一預定光源照射該培養袋10之微生物體，且該預定光源包含一發光二極體裝置、其它發光裝置〔例如：自然日光、日光燈、燈泡或鹵素燈〕或其它光線調節裝置〔例如：遮光棚套或溫度調節棚套〕。

請再參照第1、2、3及4圖所示，本發明較佳 實施例之微生物體封閉式液態培養方法包含步驟S3：接著，將該培養袋10以該輸送管111或其它管路經由該進入口101或其它入口連接該供氣系統11，以便調節該培養袋10之內部氣體。

請再參照第1、2、3及4圖所示，本發明較佳實施例之微生物體封閉式液態培養方法包含步驟S4：接著，利用該供氣系統11間歇性或其它方式自動或手動供應一加壓氣體至該培養袋10內，以攪動或擾動該液態培養液及微生物體。

第5圖揭示本發明另一較佳實施例之微生物體封閉式液態培養系統之方塊示意圖。請參照第5圖所示，本發明另一較佳實施例之微生物體封閉式液態培養系統1A省略設置一框架A〔如第1圖所示〕。另外，該培養袋10、供氣系統11及氣體處理裝置110連接至少一個或數個無線傳輸器12。

請再參照第5圖所示，舉例而言，該無線傳輸器12選擇適當設置於該微生物體封閉式液態培養系統1A之任何位置，且該無線傳輸器12可選擇為一WIFI模組、一藍牙〔bluetooth〕模組、一ibeacon模組或其它具類似功能之傳輸元件。

請再參照第5圖所示，舉例而言，利用該無線傳輸器12進行無線傳輸該培養袋10之微生物體之培養增殖資料或培養液資料、供氣系統11及氣體處理裝置110之設定操作資料至一資料收集器2，並將該微生物體之培養增殖資料、培養液資料或設定操作資料直接連接傳輸及顯示於一操作面板〔operational panel〕20、一顯示器〔display〕或其它具類似功能之裝置。舉例而言，該資料收集器2可選擇為一資料儲存裝置〔data storage device〕、一智慧型手機〔smart phone〕、一電腦裝置 〔computer device〕、一無線通訊裝置〔wireless communication device〕或其它具類似功能之裝置。

請再參照第5圖所示，舉例而言，該微生物體封閉式液態培養系統1A連接一監控管理中心3，且該監控管理中心3可選擇為一智慧型手機、一筆記型電腦裝置〔laptop computer device〕、一無線通訊裝置或其它具類似功能之裝置，且將該微生物體之培養增殖資料、培養液資料或設定操作資料自該資料收集器2進一步傳輸至該監控管理中心3。

事實上，習用細菌、酵母菌、蕈類之絲狀體或生殖細胞之培養技術在工業生產時，必須配置至少一發酵槽。另外，習用單細胞植物、單細胞藻類、大型藻類之絲狀體或生殖細胞、藻類原生質體之培養技術在工業生產時，必須配置至少一光反應器。然而，設置發酵槽或光反應器具有裝置龐大，造價昂貴、多為落地型固定式設計，無法送達到農、漁業使用現場或臨時工作站。本發明之微生物體封閉式液態培養系統具有可拆裝、低造價、低汙染、高產能及高機動性之優點，有利於農、漁業使用現場及臨時工作站之使用。

前述較佳實施例僅舉例說明本發明及其技術特徵，該實施例之技術仍可適當進行各種實質等效修飾及/或替換方式予以實施；因此，本發明之權利範圍須視後附申請專利範圍所界定之範圍為準。本案著作權限制使用於中華民國專利申請用途。

Claims (10)

1. 一種微生物體封閉式液態培養方法，其包含：將一液態培養液及一微生物體容置於一培養袋，以便進行培養該微生物體，而該微生物體為藻類，且該培養袋之至少一部位為一透光培養袋或一半透光培養袋；利用一預定光源照射該培養袋之微生物體；將該培養袋連接一供氣系統，以便調節該培養袋之內部氣體；及在人工培養增殖時，利用該供氣系統供應一加壓氣體至該培養袋內，以攪動或擾動該液態培養液及微生物體，而該供氣系統包含一氣體處理裝置，且該氣體處理裝置具有一消毒物質，且該加壓氣體經由一除濕裝置進行除濕調節處理，以減少該液態培養液之活性。
2. 依申請專利範圍第1項所述之微生物體封閉式液態培養方法，其中該消毒物質為酸性物質或鹼性物質。
3. 依申請專利範圍第1項所述之微生物體封閉式液態培養方法，其中該加壓氣體經由一過濾裝置進行過濾處理。
4. 依申請專利範圍第1項所述之微生物體封閉式液態培養方法，其中該供氣系統連接一氣泡細化器，以便提供一氣泡至該培養袋之內部。
5. 依申請專利範圍第1項所述之微生物體封閉式液態培養方法，其中利用一光線調節裝置調節該培養袋之一光照度。
6. 一種微生物體封閉式液態培養系統，其包含：一框架，其包含至少一支撐桿；至少一培養袋，其容置一液態培養液及一微生物體，以便進行培養該微生物體，而該微生物體為藻類，再將該培養袋配置於該框架之支撐桿，且該培養袋為一透光培養袋或一半透光培養袋；及至少一供氣系統，其連接該培養袋，以便調節該培養袋之內部氣體；其中利用一預定光源照射配置於該框架之支撐桿之該培養袋之微生物體，且在人工培養增殖時，利用連接於該培養袋之該供氣系統供應一加壓氣體至該培養袋內，以攪動或擾動該培養袋之液態培養液及微生物體，而連接於該培養袋之該供氣系統包含一氣體處理裝置，且包含於該供氣系統之該氣體處理裝置具有一消毒物質，且由包含於該供氣系統所供應之該加壓氣體經由一除濕裝置進行除濕調節處理，以減少該培養袋之液態培養液之活性。
7. 依申請專利範圍第6項所述之微生物體封閉式液態培養系統，其中該框架為一角鋼主體框架，以便利用該框架吊掛該培養袋。
8. 一種微生物體封閉式液態培養系統，其包含：至少一培養袋，其容置一液態培養液及一微生物體，以便進行培養該微生物體，而該微生物體為藻類，且該培養袋之至少一部位為一透光培養袋；及至少一供氣系統，其連接該培養袋，以便調節該培養袋之內部氣體；其中利用一預定光源照射該培養袋之微生物體，且在人工培養增殖時，利用連接於該培養袋之該供氣系統供應一加壓氣體至該培養袋內，以攪動或擾動該培養袋之液態培養液及微生物體，而連接於該培養袋之該供氣系統包含一氣體處理裝置，且包含於該供氣系統之該氣體處理裝置具有一消毒物質，且由包含於該供氣系統所供應之該加壓氣體經由一除濕裝置進行除濕調節處理，以減少該培養袋之液態培養液之活性。
9. 依申請專利範圍第6或8項所述之微生物體封閉式液態培養系統，其中該培養袋具有一進入口及一排放口。
10. 依申請專利範圍第6或8項所述之微生物體封閉式液態培養系統，其中該供氣系統包含一輸氣管連接至該培養袋之內部。