專利名稱：模擬腸道環(huán)境的小型發(fā)酵裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于微生物發(fā)酵領(lǐng)域，特別涉及微生物發(fā)酵裝置。 技術(shù)背景現(xiàn)代發(fā)酵技術(shù)中已普遍使用發(fā)酵罐，盡管其優(yōu)點(diǎn)突出但價(jià)格昂貴。當(dāng)發(fā)酵體系為 l-500ml的發(fā)酵，特別是針對(duì)發(fā)酵產(chǎn)氣研究時(shí)，現(xiàn)有的發(fā)酵罐均不適合。微生物發(fā)酵按產(chǎn)氣與否，可分產(chǎn)氣與不產(chǎn)氣發(fā)酵，傳統(tǒng)玻璃器皿進(jìn)行發(fā)酵時(shí)若產(chǎn) 氣或易揮發(fā)物質(zhì)時(shí)，則會(huì)使發(fā)酵環(huán)境中的壓強(qiáng)增加，破壞微生物原有生長(zhǎng)環(huán)境；且不能收集 與計(jì)量所產(chǎn)氣體。專利號(hào)為01243412. 4《發(fā)酵法測(cè)大腸菌群用集氣管》中涉及了微生物發(fā)酵產(chǎn)氣體 的收集問題，盡管在原玻璃器皿上加以了改進(jìn)，但它主要存在以下幾個(gè)不足(1)它只是集 氣裝置，無測(cè)量裝置；(2)有體積刻度，但集氣瓶空間被固定，產(chǎn)氣量很大的微生物發(fā)酵后， 密封體系內(nèi)的壓強(qiáng)會(huì)增加，影響微生物生產(chǎn)；(3)不能實(shí)時(shí)監(jiān)控pH、或溫度或物質(zhì)濃度等性 質(zhì)的變化；(4)不能隨時(shí)取樣。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提出一種新型的模擬腸道環(huán)境的小型發(fā)酵裝置，以解決現(xiàn)有 技術(shù)中存在的問題，減少實(shí)驗(yàn)時(shí)的誤差，方便實(shí)驗(yàn)操作。本實(shí)用新型是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。參見附圖1、附圖2。本實(shí)用新型所述的裝置由發(fā)酵器皿[1]、活塞[4]、細(xì)管[10]、U型管[11]組成，活 塞[4]置于發(fā)酵器皿[1]中，發(fā)酵器皿[1]側(cè)壁刻有刻度[2]，側(cè)壁下端設(shè)有帶開關(guān)的取樣 口 [3]；活塞[4]上端有與其固定的活塞柄[5]，活塞柄設(shè)有螺紋，螺母[9]通過旋轉(zhuǎn)來升降 活塞[4]，以調(diào)節(jié)發(fā)酵器皿[1]中發(fā)酵體系的容積；與器皿上端固定的支撐板[7]中設(shè)有若 干個(gè)孔[8]，活塞[4]設(shè)有若干活塞孔[6]，毛細(xì)管[10]從活塞[4]和支撐板孔[8]中引出， 并與U型管[11]連接，U型管[11]中加有有色液體[13]，若干個(gè)U型管[11]可通過軟細(xì) 管[12]連接以便靈活增加裝置集氣體積。本實(shí)用新型所述的活塞[4]上的活塞孔[6]，可以安裝攪拌器，也可以通過孔向 發(fā)酵皿中通氮?dú)?、氧氣等環(huán)境氣體，卻安裝環(huán)境氣體入氣口 ；也可以安裝pH電極，溫度傳感 器，葡萄糖傳感器，以及其他測(cè)量工具。本實(shí)用新型所述的攪拌器、pH電極，溫度傳感器、葡萄糖傳感器，可以根據(jù)需要，通 過活塞孔[6]安裝一個(gè)或兩以上。本實(shí)用新型所述的發(fā)酵皿[1]的側(cè)壁下端也可以設(shè)帶開關(guān)的螺旋進(jìn)樣口，方便進(jìn) 樣，并可控制進(jìn)樣的流速大小及其進(jìn)樣量。本實(shí)用新型所述的發(fā)酵皿[1]其橫截面可以為圓形、三角形、長(zhǎng)方形、正方形等形 狀。材質(zhì)可以為玻璃，不銹鋼或塑料等。本實(shí)用新型所述的有色液體[13]，為密度小、黏度系數(shù)小的有色液體，所產(chǎn)氣體不溶或微溶于這些液體。當(dāng)微生物在密封發(fā)酵裝置中發(fā)酵產(chǎn)氣時(shí)，打開與細(xì)管[10]相連的開關(guān)，氣體會(huì)流 向U型管推動(dòng)有色液體在管內(nèi)移動(dòng)，因而可以觀察小段液體在U型管中移動(dòng)情況，了解產(chǎn)氣 量與產(chǎn)氣速率，對(duì)于在產(chǎn)氣量較大的微生物發(fā)酵，可以用多個(gè)U型管串聯(lián)，因?yàn)閁型管內(nèi)液 體體積、密度、黏度系數(shù)均小，U型管不高因而重力可忽略，且U型管管壁光滑，液體在管內(nèi) 移動(dòng)時(shí)摩擦力也可忽略；或者U型管串聯(lián)后平放。本實(shí)用新型也可以通過毛細(xì)管[10]，將收集到的發(fā)酵產(chǎn)生的氣體輸送至氣體計(jì)量 裝置中去。本實(shí)用新型有以下有益的效果(1)能準(zhǔn)確收集與計(jì)量發(fā)酵所產(chǎn)生的氣體；(2)活塞能上下移動(dòng)并且能在任何位 置固定，活塞能控制發(fā)酵液面與活塞的空間，可以使得空間最小?？刹捎脙煞N方式實(shí)現(xiàn)a) 活塞通過螺桿旋轉(zhuǎn)向四周膨脹，導(dǎo)致與容器壁緊密接觸，保證良好氣密性，反之旋轉(zhuǎn)，可以 上下移動(dòng)；b)活塞與容器內(nèi)壁緊密接觸，通過螺桿旋轉(zhuǎn)控制發(fā)酵液面與活塞的間隙；(3)能 通過活塞通入N2、C02等進(jìn)行控制，保證厭氧環(huán)境發(fā)酵；(4)能方便收集發(fā)酵液體或發(fā)酵產(chǎn)生 的氣體樣品；(5)能準(zhǔn)確計(jì)量發(fā)酵液體或發(fā)酵產(chǎn)生的氣體樣品的體積；(6)能通過活塞孔插 入各種電極或傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)控測(cè)定參數(shù)，比如測(cè)定發(fā)酵液PH變化，測(cè)定發(fā)酵液溫度變化， 通過葡萄糖電極測(cè)定溶液中葡萄糖；能通過活塞孔添加物質(zhì)或進(jìn)行攪拌。本實(shí)用新型廣泛適用于實(shí)驗(yàn)室好氧、厭氧、產(chǎn)氣、不產(chǎn)氣等微型發(fā)酵，可以減少外 界對(duì)發(fā)酵的影響或誤差，提高精確度；可以準(zhǔn)確收集與計(jì)量發(fā)酵所產(chǎn)生的氣體體積；能靈 活運(yùn)用于產(chǎn)氣量相差很大的微生物微型發(fā)酵；易操作、清洗；減少實(shí)驗(yàn)器材成本。

附圖1是本實(shí)用新型的一種實(shí)施方式的示意圖。1為發(fā)酵皿、2為發(fā)酵皿刻度、3為 帶開關(guān)的取樣口、4為活塞、5為活塞柄、6為活塞孔、7為支撐板、8為支撐板孔、9為螺母、10 為毛細(xì)管。附圖2為本實(shí)用新型的收集計(jì)量氣體的裝置示意圖。11為U型管、12為細(xì)孔管道、 13為有色液體。具體的實(shí)施方式本實(shí)用新型將通過以下實(shí)施例作進(jìn)一步說明。實(shí)施例。裝置與部件滅菌后相連，關(guān)閉取樣口 3，相關(guān)培養(yǎng)基和菌液等放入發(fā)酵器皿1中， 通過旋轉(zhuǎn)螺母9使得活塞柄5和活塞4升降移到合適位置?？梢愿鶕?jù)需要把PH計(jì)、溫度計(jì)， 葡萄糖傳感器等測(cè)量設(shè)備經(jīng)活塞孔6浸入發(fā)酵液面以下進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)變化，也可經(jīng)活塞孔 6加入攪拌器進(jìn)行攪拌(或者密封蓋密封前加入磁力攪拌器的磁粒以便進(jìn)行磁力攪拌)。毛 軟管10 —端連接具有開關(guān)的活塞孔6，一端連接U型管11 (或者與能測(cè)定氣體體積的裝置 連接以便測(cè)定產(chǎn)生的氣體體積)。若干個(gè)具有刻度的U型管11通過軟管12串聯(lián)，有色液體 13放入U(xiǎn)型管11的一端，形成產(chǎn)氣的收集與計(jì)量裝置。需要取發(fā)酵液體的樣品時(shí)，打開取 樣口 3。根據(jù)實(shí)驗(yàn)或情況的需要，可選配微型泵、pH計(jì)、溫度計(jì)、攪拌器等進(jìn)行發(fā)酵監(jiān)檢測(cè)控制。厭氧發(fā)酵時(shí)可由活塞孔6通入N2或CO2即可。好氧發(fā)酵時(shí)可經(jīng)活塞孔6通入O2或打開管10即可。避光培養(yǎng)則可以用配套的遮光或不透光材質(zhì)包裹發(fā)酵皿1而實(shí)現(xiàn)避光培養(yǎng)。產(chǎn)氣發(fā)酵時(shí)觀察有色液體13在集氣U型管11中移動(dòng)情況，根據(jù)集氣U型管11 上刻度記體積，可得出產(chǎn)氣量及算出不同時(shí)間段產(chǎn)氣速率。若遇到產(chǎn)氣量大的微生物發(fā)酵 培養(yǎng)，則可根據(jù)情況串聯(lián)集氣U型管11，U型管頭11與細(xì)孔軟管12連接，即可由若干個(gè)U 型管頭組成串聯(lián)型計(jì)量氣體裝置。不產(chǎn)氣發(fā)酵時(shí)關(guān)斷開毛細(xì)管10。
權(quán)利要求一種模擬腸道環(huán)境的小型發(fā)酵裝置，其特征是由發(fā)酵器皿[1]、活塞[4]、細(xì)管[10]、U型管[11]組成，活塞[4]置于發(fā)酵器皿[1]中，發(fā)酵器皿[1]側(cè)壁刻有刻度[2]，側(cè)壁下端設(shè)有帶開關(guān)的取樣口[3]；活塞[4]上端有與其固定的活塞柄[5]，活塞柄設(shè)有螺紋，與器皿上端固定的支撐板[7]中設(shè)有若干個(gè)孔[8]，活塞[4]設(shè)有若干活塞孔[6]，毛細(xì)管[10]從活塞[4]和支撐板孔[8]中引出，并與U型管[11]連接，U型管[11]中加有有色液體[13]，若干個(gè)U型管[11]可通過軟細(xì)管[12]連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征是通過活塞孔[6]安裝攪拌器、pH電極、溫度傳 感器、葡萄糖傳感器中的一種或兩種以上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征是通過活塞孔[6]安裝環(huán)境氣體入氣口。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征是發(fā)酵皿[1]橫截面可以為圓形、三角形、長(zhǎng)方 形或正方形。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征是發(fā)酵皿[1]的側(cè)壁下端設(shè)帶開關(guān)的螺旋進(jìn)樣
專利摘要模擬腸道環(huán)境的小型發(fā)酵裝置，由發(fā)酵器皿、活塞、細(xì)管、U型管組成，活塞置于發(fā)酵器皿中，發(fā)酵器皿側(cè)壁刻有刻度，側(cè)壁下端設(shè)有帶開關(guān)的取樣口；活塞上端有與其固定的活塞柄，活塞柄設(shè)有螺紋，與器皿上端固定的支撐板中設(shè)有若干個(gè)孔，活塞設(shè)有若干活塞孔，毛細(xì)管從活塞和支撐板孔中引出，并與U型管連接，U型管中加有有色液體，若干個(gè)U型管可通過軟細(xì)管連接；本實(shí)用新型廣泛適用于實(shí)驗(yàn)室好氧、厭氧、產(chǎn)氣、不產(chǎn)氣等微型發(fā)酵，可以減少外界對(duì)發(fā)酵的影響或誤差，提高精確度；可以準(zhǔn)確收集與計(jì)量發(fā)酵所產(chǎn)生的氣體體積；能靈活運(yùn)用于產(chǎn)氣量相差很大的微生物微型發(fā)酵；易操作、清洗；減少實(shí)驗(yàn)器材成本。
文檔編號(hào)C12M1/34GK201634678SQ200920241569

公開日2010年11月17日 申請(qǐng)日期2009年12月1日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月1日
發(fā)明者印遇龍, 周笑犁, 彭彰智, 鄧澤元, 阮征 申請(qǐng)人:南昌大學(xué)