專利名稱：一種用于分析儀器的污染物多相代謝細(xì)菌培養(yǎng)與產(chǎn)物收集接口裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種與分析儀器聯(lián)用的污 代謝產(chǎn)物收集的細(xì)菌培養(yǎng)接口裝置，特別是用于有毒 元素砷的氣、液、固多相細(xì)菌代謝產(chǎn)物的生成和收集，屬化學(xué)檢測分析技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
有毒元素砷是國際環(huán)境領(lǐng)域最受關(guān)注的污染物之一，其污染范圍大，毒性高。砷在環(huán)境中可 以通過生物甲基ttJl程^^可溶性的一甲基砷(麗A)、二甲基砷(DMA)等有機(jī)砷化合物形態(tài)iftA液相 或固相。最新研究還表明，細(xì)菌或微生物翻還可能將可溶性無機(jī)砷轉(zhuǎn)化為砷化氫AsH3、 一甲基砷 (CH3)AsH2、 二甲基砷(CH3)2AsH和三甲基砷(Cft)3As等氣態(tài)砷化合物，毒性進(jìn)一步增強(qiáng)。細(xì)菌和微生 物砷代謝產(chǎn)物的分析測定是研究砷生物地球化學(xué)循環(huán)過程的關(guān)鍵；ffi31X寸代謝產(chǎn)物的分析測定，可 以評價(jià)微生物或細(xì)菌在砷的生物地球化學(xué)循環(huán)中的作用，進(jìn)而揭示砷遷移轉(zhuǎn)化的生物根源，是目前 環(huán)境科學(xué)研究領(lǐng)域的前沿。
為研究細(xì)菌或微生物對砷的形態(tài)遷移轉(zhuǎn)化的影響，通常需要對細(xì)菌進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)，完全收 餘相代謝產(chǎn)物，然后對不同物相中砷形靴合物進(jìn)行全分析，計(jì)算砷生物轉(zhuǎn)艦量等。就液相中 的砷代謝產(chǎn)物而言，其化學(xué)性質(zhì)比較穩(wěn)定，產(chǎn)物收集和分析比較容易，M31轉(zhuǎn)移、過濾等樣品前處 理，可以禾擁液相色it"電感耦合等離子體質(zhì)譜(LC-ICPMS)分析測定；但是，氣相中的砷形態(tài)化合 物卻不容易收集和處理，并且氣態(tài)砷化合物通?；瘜W(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定，容易在環(huán)境中發(fā)生氧化反應(yīng)，轉(zhuǎn) 化為其它砷化合物形態(tài)，直接影響分析結(jié)果的準(zhǔn)確性。為避免化學(xué)形錢化，得到準(zhǔn)確的分析結(jié)果， 氣相中的砷化合物形態(tài)需要快速、直接分析，盡可能避免中間操作過程。但是，由于缺乏氣態(tài)砷的 在線樣品收集裝置，現(xiàn)有分析方法也一直局限于對標(biāo)準(zhǔn)品的分析或者水樣等簡單基體中水溶性砷形 態(tài)的分析，f婦斜皮應(yīng)用到實(shí)際氣態(tài)環(huán)境樣品分析。就氣態(tài)樣品的氣相色譜進(jìn)樣方式而言，目前流行 的頂空固相微萃取氣相色譜進(jìn)樣方法也船隹奏效，因?yàn)槭袌錾仙唐坊妮腿☆^主要針對揮發(fā)性有機(jī) 化合物，X寸于氣態(tài)砷或其它有機(jī)金屬化合物的萃取效果不佳，t歡隹滿^菌或其它微生物活動過程 產(chǎn)生微量氣態(tài)砷的分析要求。如果采用注射器吸入氣體方式進(jìn)樣，難度駄，且存在較高的氣術(shù)世 露風(fēng)險(xiǎn)，可操作性差，同時也不可能將現(xiàn)場所有釋放氣體全部取出。常規(guī)的細(xì)菌培養(yǎng)器皿雖然能夠進(jìn)行細(xì)菌±咅養(yǎng)，卻不便于聯(lián)機(jī)檢測，并且還具有如下弊病1)細(xì)菌培養(yǎng)裝置通常為開啟式，設(shè)計(jì) 用途僅是針對獲取細(xì)菌的繁殖為目的，不需考慮也不便于收集培養(yǎng)后的氣相產(chǎn)物；2)不具有與后 繼分析儀器在線糊的接口功能；3)不能滿鄉(xiāng)菌培養(yǎng)和儀器糊時耐壓和防泄露的要求；4)氣 態(tài)砷化合物通常需要在做顯下進(jìn)行分離，由于細(xì)菌培養(yǎng)過程中會產(chǎn)生大量水蒸氣，收集的氣條導(dǎo) 入分析儀器時，氣相產(chǎn)物中的7jC蒸氣極易凍結(jié)在低溫色譜柱頭，造成載氣管路堵塞，損壞儀器設(shè)備， 而且因?yàn)槎氯?，氣流不暢?^成管路壓力過大而爆裂，發(fā)生泄露危險(xiǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是掛共一種可實(shí)現(xiàn)細(xì)菌培養(yǎng)、多相代謝產(chǎn)物收集、并能與分析儀器 聯(lián)用的一種用于分析儀器的污染物多相代謝細(xì)菌培養(yǎng)與產(chǎn)物收集接口裝置。 本發(fā)明所稱問題是由以下技術(shù)方案解決的
一種用于分析儀器的污染物多相代謝細(xì)菌培養(yǎng)與產(chǎn)物收集接口裝置，其技術(shù)方案是它由相互
連通的細(xì)菌培養(yǎng)裝置、冷卻除水裝置構(gòu)成，戶皿細(xì)菌培養(yǎng)裝置構(gòu)成中包括瓶體、并sm和襯管，戶
襯管位于瓶體內(nèi)，驢上設(shè)有兩個轉(zhuǎn)接閥，兩根管路經(jīng)轉(zhuǎn)接閥艦驢內(nèi)外，兩管跑立于并臨夕卜側(cè) 端設(shè)節(jié)流開關(guān)，兩管路位于 內(nèi)偵纟端長短不一探入襯管內(nèi)，其中，探入端較長的管路為載氣通 入管路，探入端較短的管路為載氣導(dǎo)出管路，瓶體瓶蓋間設(shè)有密封圈。
戰(zhàn)用于分析儀器的污染物多相代謝細(xì)菌培養(yǎng)與產(chǎn)物收集接口裝置，所述7賴P除水裝置由保溫 箱和汽液分離管組成，所述保溫箱內(nèi)設(shè)有螺旋冷卻管，螺旋冷卻管的入口端與載氣導(dǎo)出管路^t， 螺旋冷卻管的出口端與賺分離管入口端艦，保溫箱內(nèi)填充術(shù)央；汽液分離管為U形，其底部設(shè) 有儲水管，儲7贈底部設(shè)有鄉(xiāng)。
上述用于分析儀器的污染物多相代謝細(xì)菌培養(yǎng)與產(chǎn)物收集接口裝置，戶;M瓶體高度70mm，壁厚 lOram，瓶體外徑46mm，所述內(nèi)襯管高58mm，壁厚2腿，外徑24rara，所述兩根管路位于瓶蓋內(nèi)側(cè)的 長度分別為30和20 mm。
上述用于分析儀器的污染物多相代謝細(xì)菌培養(yǎng)與產(chǎn)物收集接口裝置，所述螺旋冷卻管為玻璃 管，其壁厚1咖，夕卜徑4mm;所述汽液分離管為玻璃管，高度50mm，其U形處判5為20mm，管壁厚 l腿，夕卜徑4mm;戶; ^儲水管高度為25mm，由壁厚lmm，外徑4ram。
上述用于分析儀器的污染物多相代謝細(xì)菌培養(yǎng)與產(chǎn)物收集接口裝置，所述瓶蓋與瓶體壁厚相 同，驢瓶體螺鄉(xiāng)接。
本發(fā)明是針對目前尚無集細(xì)菌培養(yǎng)、多相產(chǎn)物收集和在線檢測等多項(xiàng)功能于一體的接口裝置而
4作出的創(chuàng)新。該接口裝置在滿足細(xì)菌培養(yǎng)及氣態(tài)物質(zhì)收集要求的同時，具有方便與后繼分析儀器如 氣相色譜儀(GC)、電感耦合等離子體質(zhì)譜儀(ICPMS)等在線糊的功能，以便進(jìn)行產(chǎn)物的實(shí)時分析 測定；培養(yǎng)裝置主體采用Teflon材質(zhì)，具有^t子的密封性和耐壓性，可避免培養(yǎng)過程中氣壓升高 造成泄露而引起污染；該接口裝置還可以去除氣相產(chǎn)物中的大量ZR蒸氣，使分析過程便于操作、結(jié) 果更加準(zhǔn)確。其細(xì)菌培養(yǎng)裝置的體積、重量設(shè)計(jì)合理，便于在培養(yǎng)箱中有限空間進(jìn)行大批量實(shí)驗(yàn)； 采用內(nèi)襯管的構(gòu)造，方便了實(shí)驗(yàn)程中的清洗，最大限度降低了樣品交叉污染的可能性。采用本發(fā) 明可為研究砷及其它有毒物質(zhì)的生物地球化學(xué)性質(zhì)提供合適的接口裝置并可獲得準(zhǔn)確的實(shí)時分析
數(shù)據(jù)。


圖1是本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中各標(biāo)號表示如下l.瓶體，2.并驢，3.密封圈，4.轉(zhuǎn)接閥，5-1.載氣通入管路，5-2.載 氣導(dǎo)出管路，6.節(jié)流開關(guān)，7.襯管，8.培養(yǎng)基，9.保溫箱，IO.碎冰，11.螺旋冷卻管，12.汽 液分離管，12-1.汽液分離管，13.封堵，14.接口裝置出口管。
具體實(shí)施例方式
參看圖1，本發(fā)明由相互iSI的細(xì)菌培養(yǎng)裝置、冷卻除7K裝置構(gòu)成。細(xì)菌培養(yǎng)裝置構(gòu)成包括 Teflon材質(zhì)的瓶體l、瓶蓋2和襯管7。 Teflon即聚四氟乙烯，它是由四氟乙烯經(jīng)聚合而成的高分 子化合物，具有優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性、耐腐蝕性、密封性、和良好的抗老化耐力，選用該材質(zhì)作為 本裝置的主體材料，可以避免因?yàn)楦g或溶解^&ll而引起污染，同時，氣密性可以達(dá)到3atm而不 發(fā)生泄露，與傳統(tǒng)玻璃器皿相比更具耐壓性和安全性。襯管7位于瓶體內(nèi)，瓶蓋上設(shè)有兩轉(zhuǎn)接閥4，
兩根管路經(jīng)轉(zhuǎn)接閥翻驢內(nèi)外，兩管路位于并虛卜側(cè)端設(shè)有由5^:管和密封鉗組成的節(jié)流開關(guān)
6，兩管謝立于并臨內(nèi)頂踹長短不一探入襯管內(nèi)，其中，探入端較長的管路為載氣ilA管路5-1， 探入端較短的管路為載氣導(dǎo)出管路5-2。瓶體、mM^用螺紋連接，為提高氣密性，瓶體、并驢間 設(shè)有密封圈3。為便于在培養(yǎng)箱中的有限空間進(jìn)行大批量實(shí)驗(yàn)，本裝置的主要尺寸如下瓶體高度 70mm，壁厚10咖，瓶體外徑46咖，所述內(nèi)襯管高58mm，壁厚2ram，外徑24mm，皿兩根管路位于 瓶蓋內(nèi)側(cè)的長度分別為30和20咖，并驢與瓶體壁厚相同。
仍參看圖l，所述冷卻除水裝置由保溫箱9和汽液分離管12組成，保溫箱內(nèi)設(shè)有螺旋冷卻管 11，螺旋冷卻管的入口端與載氣導(dǎo)出管路5-2艦，螺旋冷卻管的出口端與汽液分離管入口^iffl， 汽液分離管出口端魏接口裝置出口管14，保溫箱內(nèi)±真充冰塊10;汽液分離管為U形，其底部設(shè)有儲ZK管12-1，儲7K管底部設(shè)有圭摘13。上^^旋冷卻管11為玻璃管，其壁厚lmm，夕卜徑4咖； 汽液分離管12也是玻璃管，高度50mm，其U形處^g為20隱，管壁厚lmm，外徑4mm;儲水管12-1 高度為25隱，由壁厚lmm，夕卜徑4ram。冷卻除水裝置通過保溫箱內(nèi)7擬央的冷卻和玻璃管良好的導(dǎo)熱 性，在短時間內(nèi)可將收集的氣相產(chǎn)物中的7K蒸氣y賴卩成液滴。螺旋冷卻管增加了在有限空間玻璃管 與冰塊的接觸面積和氣相產(chǎn)物與冰的撤蟲時間，同時，旋然流更有助于形成水滴析出。分離的水 滴可以暫時儲存在儲水管12-1中。當(dāng)積液到一定程度，可以打開封堵13排出。經(jīng)冷卻除7K裝置后 氣相產(chǎn)物可以被除去大量ZR蒸氣，完全可以被導(dǎo)入分析儀器進(jìn)行分析。 本發(fā)明操作過程如下
1. 加樣將約5mL培養(yǎng)基8方iA襯管7中，然后將培養(yǎng)基和襯管一并方j(luò)tA瓶體l。培養(yǎng)基的體 積不宜過多，應(yīng)為細(xì)菌生長和產(chǎn)生的氣體留有足夠空間。
2. 密封將皿2蓋上瓶體，擰緊螺口，關(guān)閉節(jié)流開關(guān)6。此時瓶蓋和瓶體通過密封墊圈和 螺口密封，可以承受最高3a加的壓力。
3. 培養(yǎng)將密封后的細(xì)菌培養(yǎng)裝置方j(luò)[Aa菌培養(yǎng)箱。因?yàn)槠矿w需要一個預(yù)熱過程，通常需要 30min的預(yù)熱時間，瓶體內(nèi)部可以達(dá)到培養(yǎng)箱溫度。中途應(yīng)檢査各節(jié)流開關(guān)的密封瞎況，保證氣 體無泄露。
4. 氣相產(chǎn)物收集與儀器膨召將細(xì)菌培養(yǎng)裝置從培養(yǎng)箱中取出，在室^^S30min，以使培 養(yǎng)瓶中的培養(yǎng)基，達(dá)到室溫。將裝置的載氣導(dǎo)出管路5-2與冷卻除水裝置連通，同時^^口裝 置出口管14與氣態(tài)砷測定分析耳細(xì)裝置連接，開啟節(jié)流開關(guān)6，將培養(yǎng)瓶中生成的氣態(tài)砷化合 物導(dǎo)入冷卻除7燥置，經(jīng)氣液分離后的氣相產(chǎn)物即可進(jìn)行分析測定。
5. 液相產(chǎn)物收集氣體生成物導(dǎo)出完畢后，斷開儀器糊管路，輕輕打開并臨，取出內(nèi)襯管，
轉(zhuǎn)移殘余培養(yǎng)基，可以對、液相中的污 1代謝產(chǎn)物進(jìn)行分析。
6. 清洗以蒸餾水對內(nèi)襯管和培養(yǎng)并BS行清洗。必要時候可以使用10-20稀硝酸溶液進(jìn)行浸
泡清洗。
本發(fā)明經(jīng)反復(fù)實(shí)驗(yàn)表明，它有助于獲得準(zhǔn)確的實(shí)時分析數(shù)據(jù)，可操作性好，無泄漏，經(jīng)久耐 用，便于清洗。
權(quán)利要求
1.一種用于分析儀器的污染物多相代謝細(xì)菌培養(yǎng)與產(chǎn)物收集接口裝置，其特征在于它由相互連通的細(xì)菌培養(yǎng)裝置、冷卻除水裝置構(gòu)成，所述細(xì)菌培養(yǎng)裝置構(gòu)成中包括瓶體(7)、瓶蓋(2)和襯管(7)，所述襯管位于瓶體內(nèi)，瓶蓋上設(shè)有兩個轉(zhuǎn)接閥(4)，兩根管路經(jīng)轉(zhuǎn)接閥連通瓶蓋內(nèi)外，兩管路位于瓶蓋外側(cè)端設(shè)有節(jié)流開關(guān)(6)，兩管路位于瓶蓋內(nèi)側(cè)端長短不一探入襯管內(nèi)，其中，探入端較長的管路為載氣通入管路(5-1)，探入端較短的管路為載氣導(dǎo)出管路(5-2)，瓶體瓶蓋間設(shè)有密封圈(3)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于分析儀器的污染物多相代謝細(xì)菌培養(yǎng)與產(chǎn)物收集接口裝置，其 特征在于所述冷卻除水裝置由保溫箱(9)和汽液分離管(12)組成，所述保溫箱內(nèi)設(shè)有螺旋冷 卻管(11)，螺旋冷卻管的入口端與載氣導(dǎo)出管路連通，螺旋冷卻管的出口端與汽液分離管入口端 艦，保溫箱內(nèi)±真充冰塊(10);繊分離管為U形，其底部設(shè)有儲ZK管(12-1)，儲zK管底部設(shè)有 辦(13)。
3. 根據(jù)權(quán)禾腰求2戶腿的用于分析儀器的污染物多相代謝細(xì)菌培養(yǎng)與產(chǎn)物收集接口裝置，其 特征在于戶艦瓶體高度70mm，壁厚10咖，瓶體外徑46腿，所述內(nèi)襯管高58ran，壁厚2醒，夕卜徑 24隱，所述兩根管劍立于并驢內(nèi)側(cè)的長度分別為30和20國。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2或3戶脫的用于分析儀器的污染物多相代謝細(xì)菌培養(yǎng)與產(chǎn)物收集接口裝置， 其特征在于所^1動定冷卻管(11)為玻璃管，其壁厚lmm，夕卜徑4mm;戶腿汽液分離管(12)為 玻璃管，高度50mm，其U形處^^為20mm，管壁厚l誦，夕卜徑4mm;戶; 3i儲水管(12-1)高度為 25mm， 由壁厚lmm，夕卜斗5 4mm。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于分析儀器的污染物多相代謝細(xì)菌培養(yǎng)與產(chǎn)物收集接口裝置，其特 征在于所^^與瓶體壁厚相同，^m瓶體螺紋連接。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5戶腿的用于分析儀器的污染物多相代謝細(xì)菌培養(yǎng)與產(chǎn)物收集接口裝置，其 特征在于所述培養(yǎng)裝，用聚四氟乙烯材質(zhì)。
全文摘要
一種用于分析儀器的污染物多相代謝細(xì)菌培養(yǎng)與產(chǎn)物收集接口裝置，用于解決在線檢測聯(lián)用問題。其技術(shù)方案是它由相互連通的細(xì)菌培養(yǎng)裝置、冷卻除水裝置構(gòu)成，細(xì)菌培養(yǎng)裝置構(gòu)成包括瓶體、瓶蓋、襯管，襯管位于瓶體內(nèi)，瓶蓋上設(shè)有兩轉(zhuǎn)接閥，兩根管路經(jīng)轉(zhuǎn)接閥連通瓶蓋內(nèi)外，兩管路位于瓶蓋外側(cè)端設(shè)有節(jié)流開關(guān)，兩管路位于瓶蓋內(nèi)側(cè)端長短不一探入襯管內(nèi)，探入端較長的管路為載氣通入管路，探入端較短的管路為載氣導(dǎo)出管路，瓶體瓶蓋間設(shè)有密封圈。本發(fā)明在滿足細(xì)菌培養(yǎng)及氣態(tài)物質(zhì)收集要求的同時，具有方便與后繼分析儀器在線聯(lián)用的功能，以便進(jìn)行產(chǎn)物的分析測定。本發(fā)明可為研究砷及其它有毒元素的生物地球化學(xué)性質(zhì)提供合適的測試接口裝置并獲得準(zhǔn)確的實(shí)時分析數(shù)據(jù)。
文檔編號G01N30/02GK101525575SQ20091007417
公開日2009年9月9日 申請日期2009年4月20日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月20日
發(fā)明者苑春剛 申請人:華北電力大學(xué)(保定)