專利名稱：一種微生物固態(tài)補(bǔ)料連續(xù)培養(yǎng)用培養(yǎng)器皿的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種培養(yǎng)器皿，特別涉及一種適用于動(dòng)力學(xué)研究的微生物固態(tài)補(bǔ)料連續(xù)用培養(yǎng)器皿。
背景技術(shù)：
固態(tài)培養(yǎng)是一種傳統(tǒng)的發(fā)酵生產(chǎn)方式，由于其具有成本低、預(yù)處理簡(jiǎn)單、設(shè)備體積小、能耗低、產(chǎn)物濃度高、生產(chǎn)廢棄物少且易處理等特點(diǎn)，已被廣泛用于多種酶和菌體孢子的生產(chǎn)。工業(yè)固態(tài)發(fā)酵一般都以天然固態(tài)基質(zhì)為底物，與液態(tài)發(fā)酵相比，由于(1)天然基質(zhì)的組成復(fù)雜，底物消耗或產(chǎn)物生成情況難以定量；(2)菌絲體與基質(zhì)緊密結(jié)合，生物量的測(cè)定非常復(fù)雜且不準(zhǔn)確，故很難對(duì)微生物的生長(zhǎng)和代謝過(guò)程進(jìn)行定量研究。此外，連續(xù)發(fā)酵是獲得高濃度菌體或提高產(chǎn)品生物效率的有效途徑，液態(tài)發(fā)酵中補(bǔ)料培養(yǎng)通?？梢蕴岣呱a(chǎn)效率，但在傳統(tǒng)的固態(tài)培養(yǎng)體系中，補(bǔ)加固態(tài)物質(zhì)會(huì)增加培養(yǎng)基的體積與表面積，補(bǔ)加液體物質(zhì)則會(huì)影響培養(yǎng)體系的濕度，故不能準(zhǔn)確判斷出所加物質(zhì)對(duì)菌體生長(zhǎng)或代謝產(chǎn)物形成的真正影響；而且，傳統(tǒng)的固態(tài)發(fā)酵過(guò)程所用原料多為不溶性物料，整個(gè)發(fā)酵體系不可能像液體發(fā)酵那樣均勻一致，而且微生物與物料結(jié)合緊密，難以分離，因而難以對(duì)整個(gè)發(fā)酵過(guò)程的動(dòng)力學(xué)進(jìn)行準(zhǔn)確研究。這樣，就很難對(duì)固態(tài)發(fā)酵過(guò)程進(jìn)行準(zhǔn)確控制，從而給固態(tài)發(fā)酵規(guī)模的擴(kuò)大及其發(fā)酵過(guò)程的自動(dòng)化控制帶來(lái)很大的不便。加之菌體與物料的緊密結(jié)合，菌絲體會(huì)伸入培養(yǎng)基內(nèi)部生長(zhǎng)，菌體產(chǎn)生的親水性代謝物質(zhì)一般都會(huì)進(jìn)入培養(yǎng)基中的液體里從而不利于對(duì)菌體生長(zhǎng)情況、代謝產(chǎn)物量進(jìn)行方便、快速、準(zhǔn)確的測(cè)定，這種培養(yǎng)體系無(wú)法用于微生物固態(tài)培養(yǎng)的動(dòng)力學(xué)研究。
Weber等人提出用低凝固點(diǎn)的卡拉膠代替瓊脂來(lái)研究絲狀真菌的固態(tài)培養(yǎng)過(guò)程。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，采用這種方法雖然能夠?qū)⒕z體與培養(yǎng)基分開(kāi)，但是嚴(yán)重影響了菌體對(duì)培養(yǎng)基中礦質(zhì)離子的吸收與利用。
Ooijkaas等人也曾利用尼龍膜培養(yǎng)法實(shí)現(xiàn)了菌體與固態(tài)瓊脂培養(yǎng)基的成功分離，這種培養(yǎng)體系不能用于固態(tài)補(bǔ)料培養(yǎng)和連續(xù)培養(yǎng)過(guò)程的動(dòng)力學(xué)研究。
2000年，Lydia等人指出，隋性支撐體在用于固態(tài)培養(yǎng)體系改良方面具有很大的應(yīng)用潛力與優(yōu)勢(shì)，將這些支撐體浸泡在液體培養(yǎng)基中能營(yíng)造出一種既類似于固態(tài)培養(yǎng)，又與液態(tài)培養(yǎng)有一定相似之處的培養(yǎng)體系，它兼具有兩種培養(yǎng)體系的優(yōu)點(diǎn)。
2004年，師俊玲等提出了膜轉(zhuǎn)移培養(yǎng)技術(shù)，并提出用浸有培養(yǎng)基的脫脂棉支撐體系與微孔濾膜相配合從而達(dá)到固態(tài)分批培養(yǎng)和連續(xù)培養(yǎng)過(guò)程的思路。
綜上所述如果能將Ooijkaas和Lydia及師俊玲的思想結(jié)合起來(lái)，研制出一種可以方便地加入新料和抽取舊料的培養(yǎng)器皿，就可以在培養(yǎng)基表面積維持恒定的條件下，研究絲狀菌的固態(tài)補(bǔ)料培養(yǎng)，乃至連續(xù)培養(yǎng)過(guò)程。至今為止，還未見(jiàn)針對(duì)于固態(tài)補(bǔ)料培養(yǎng)或連續(xù)培養(yǎng)過(guò)程動(dòng)力學(xué)研究用的培養(yǎng)器皿問(wèn)世。
以下是申請(qǐng)人檢索到的相關(guān)文獻(xiàn)1.用于絲狀菌固態(tài)培養(yǎng)研究的膜培養(yǎng)技術(shù)師俊玲，李寅，陳監(jiān)(江南大學(xué)教育部工業(yè)生物技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江南大學(xué)生物工程學(xué)院，江蘇無(wú)錫214036)；2.Pandey A，固體發(fā)酵，生物工程雜志，2003，13(2-3)81-84；3.Ooijkaas LP，Ifoeng CJ，Tramper J，Buitelaar RM，從葡萄糖中獲得的不同氮來(lái)源和從淀粉中獲得的碳來(lái)源在固體發(fā)酵得到的盾殼霉產(chǎn)品，生化書(shū)信，1998，20(8)785-788；4.Adams TTa，Eiteman MAa，Hanel BMa，在微栲的固態(tài)發(fā)酵下生產(chǎn)微控制產(chǎn)品，微來(lái)源技術(shù)，2002，82(1)33-41；5.Weber FJ，Tramper J，Rinzema A.在kappa-carrageenan(角叉藻聚糖)，固體培養(yǎng)時(shí)生物量大量恢復(fù)，生化工程，1999，13(1)55-58；6.Weber FJ，Tramper J，Rinzema A.培養(yǎng)盾殼霉的kappa-carrageenan凝膠發(fā)酵中鎂離子的有效性，微生物研究2000，104(1)73-76；7.Ooijkaas LP，Buitelaar RM，Tramper J，Rinzema A.在瓊脂基質(zhì)上的盾殼霉的生長(zhǎng)和孢子形成的化學(xué)計(jì)量學(xué)動(dòng)力學(xué).生物科技和生物工程學(xué)，2000，69(3)292-3008.Stoneman WF.盾殼霉有效控制核盤霉病毒，植物病理學(xué)，2002，92(6Supplement)S105；9.Dillard HR，Cobb AC盾殼霉在菌核體的寄生，植物病理學(xué)2002，92(6Supplement，增刊)S105；10.de Vrije T，Antoine N，Buitelaar R M，Bruckner S，DisseveltM，Durand A，Gerlagh M，Jones EE，Luth P，Oostra J，RavensbergW J，Renaud R，Rinzema A，Weber FJ，Whipps JM.盾殼霉的發(fā)酵、應(yīng)用和銷售微生物學(xué)和生物科技，2001，56(1-2)58-68；11.McQuilken MP，Budge SP，Whipps JM.培養(yǎng)基和環(huán)境因素對(duì)無(wú)性孢子的，分生孢子的發(fā)芽、分生孢子器的生產(chǎn)、盾殼霉的菌絲的延長(zhǎng)效果，微生物研究，1997，101(1)11-17；12.Lydia P，Ooijkaas FJ，Weber RM，Buitelaar JT，ArjenR，固態(tài)發(fā)酵系統(tǒng)的潛力，Tibtech August2000，18356-360。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于，提供一種可用于微生物固態(tài)連續(xù)培養(yǎng)的動(dòng)力學(xué)研究，特別是絲狀菌固態(tài)補(bǔ)料連續(xù)培養(yǎng)的動(dòng)力學(xué)研究用的培養(yǎng)器皿，其在微生物培養(yǎng)過(guò)程中可以將菌絲體與固態(tài)基質(zhì)分開(kāi)且可實(shí)現(xiàn)固態(tài)連續(xù)培養(yǎng)；從而使該培養(yǎng)器皿在實(shí)驗(yàn)室條件下能用于微生物特別是絲狀菌固態(tài)培養(yǎng)過(guò)程動(dòng)力學(xué)研究，其在絲狀菌固態(tài)培養(yǎng)過(guò)程的定量研究中具有很大的應(yīng)用潛力與優(yōu)勢(shì)，尤其適用于菌體的高密度培養(yǎng)研究。所得新式培養(yǎng)器皿將膜培養(yǎng)與隋性支撐體體系結(jié)合使用，更適用于對(duì)固態(tài)補(bǔ)料/連續(xù)培養(yǎng)動(dòng)力學(xué)進(jìn)行詳細(xì)、準(zhǔn)確的定量研究。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采取的技術(shù)方案是，微生物固態(tài)補(bǔ)料連續(xù)用培養(yǎng)器皿，由皿體、皿頸和皿蓋組成，其特征在于，皿體沿直徑上下對(duì)應(yīng)分別設(shè)置有液料進(jìn)口和液料出口，在皿體的上沿還設(shè)有和皿體相配合的皿頸，皿頸為異型管狀結(jié)構(gòu)且設(shè)置有載膜臺(tái)，皿頸的小端的外磨口與皿體的內(nèi)徑配合，所述的皿蓋為雙層結(jié)構(gòu)并同心設(shè)置。
本實(shí)用新型的其他特點(diǎn)是所述的皿頸的小端與皿體的內(nèi)徑通過(guò)磨口對(duì)磨配合連接，磨口的對(duì)磨錐度約為1∶8.
所述雙層的皿蓋為兩個(gè)直徑不同并帶有中心孔的皿蓋組成，在中心孔上有螺桿狀中軸，雙層皿蓋的連接通過(guò)螺桿狀中軸上的墊片調(diào)節(jié)內(nèi)外層高度。
或?qū)⒚笊w直接燒制成雙層結(jié)構(gòu)。
皿蓋的內(nèi)層與皿頸的大端內(nèi)徑配合，皿蓋的外層與皿頸的大端外徑配合。
所述的培養(yǎng)器皿采用玻璃或耐高溫塑性材料料為制作材料。
本實(shí)用新型的微生物固態(tài)補(bǔ)料連續(xù)培養(yǎng)用培養(yǎng)器皿，采用膜培養(yǎng)與隋性支撐體體系結(jié)合使用形成了一個(gè)微生物尤其是絲狀菌封閉式固態(tài)補(bǔ)料/連續(xù)培養(yǎng)體系，其利于在固態(tài)培養(yǎng)中對(duì)菌體的生長(zhǎng)條件進(jìn)行人為調(diào)控，有利于對(duì)其中的菌體生長(zhǎng)代謝過(guò)程進(jìn)行深入研究。


圖1是本實(shí)用新型的整體組合結(jié)構(gòu)剖視圖；圖2是圖1的俯視圖；圖3是本實(shí)用新型的分解示意圖。
以下結(jié)合附圖和本實(shí)用新型應(yīng)用原理對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。
具體實(shí)施方式
參見(jiàn)附圖1～3，本實(shí)用新型的微生物固態(tài)補(bǔ)料連續(xù)培養(yǎng)用培養(yǎng)器皿，主要用于固態(tài)動(dòng)力學(xué)，特別是固態(tài)補(bǔ)料/連續(xù)培養(yǎng)過(guò)程動(dòng)力學(xué)詳細(xì)、準(zhǔn)確的定量研究。它由皿蓋1、皿頸2、皿體3組成。皿體3的沿直徑的在皿體上下分別設(shè)置有液料進(jìn)口4和液料出口5，在皿體的上沿還設(shè)有和皿體相配合的皿頸2，皿頸2為異型管狀結(jié)構(gòu)，且設(shè)置有載膜臺(tái)6，其小端與皿體3的內(nèi)徑以磨口對(duì)磨配合，皿蓋1為雙層結(jié)構(gòu)并同心設(shè)置。
皿蓋1采用雙層有機(jī)封接組合結(jié)構(gòu)，其可有效隔離污染源減少污染，皿蓋與中部皿頸調(diào)節(jié)配合可固定微孔濾膜使膜放置平整，且能有效地與培養(yǎng)基分隔，避免培養(yǎng)基過(guò)量時(shí)從膜邊緣流入膜上；其中內(nèi)層蓋，其中部有一圓孔，其孔徑約為10mm；外層蓋，其中部也有一圓孔，孔徑同內(nèi)層蓋，兩蓋由中軸連接，中軸由耐高溫殺菌的材料加工成螺桿狀，用于連接內(nèi)外層蓋，連接時(shí)可通過(guò)中軸上的墊片調(diào)節(jié)內(nèi)外層蓋的高度。
也可以將皿蓋1直接燒制成雙層結(jié)構(gòu)。
皿體3沿外徑的上下設(shè)有料液進(jìn)口4和料液出口5，料液進(jìn)口4可通過(guò)橡皮管與進(jìn)料裝置連接。
皿頸2的小端與皿體2的內(nèi)徑通過(guò)磨口配合，磨口的錐度為1∶8，且經(jīng)磨口配合后不滲漏水。
皿蓋1的內(nèi)層與皿頸2的大端內(nèi)徑配合，皿蓋1的外層與皿頸2的大端外徑配合。
培養(yǎng)器皿采用玻璃或耐高溫塑性材料料為制作材料。
本實(shí)用新型的微生物固態(tài)補(bǔ)料連續(xù)培養(yǎng)用培養(yǎng)器皿，用玻璃為生產(chǎn)原料，其在中小規(guī)模生產(chǎn)時(shí)可用模具及人工吹制，可采用原料有JJ-17#，95，B40等高溫料，造價(jià)約為15.00～20.00元/個(gè)；若用于大規(guī)模生產(chǎn)其制作可完全用模具實(shí)現(xiàn)，可采用中性料進(jìn)行制作，造價(jià)會(huì)相應(yīng)減少。因此，這種新型培養(yǎng)器皿具有很大的開(kāi)發(fā)利用潛力。
使用本實(shí)用新型時(shí)，通過(guò)與其相配套使用的膜材料及惰性支撐體的選擇，根據(jù)實(shí)驗(yàn)的目的制備所需培養(yǎng)液，如PDB等。培養(yǎng)器皿的培養(yǎng)用微孔濾膜可選用孔徑為0.45μm，＝90mm的CA(醋酸纖維膜)、CN(硝酸纖維)、CN-CA(混合纖維素)、JN 66(尼龍6)、PP(聚丙烯膜)、PES(聚醚砜)、等膜材料，并以GF(玻璃纖維膜)或?yàn)V紙為分散培養(yǎng)液介質(zhì)。
培養(yǎng)用惰性支撐體可選用的惰性支撐體，有脫脂棉、脫脂紗布、海綿，培養(yǎng)用惰性支撐體裝到皿頸大端的載膜臺(tái)6上。
使用本實(shí)用新型的培養(yǎng)皿操作步驟1、培養(yǎng)皿洗凈烘干，培養(yǎng)液制備，膜的活化與烘干(請(qǐng)按廠家膜使用說(shuō)明書(shū)對(duì)膜進(jìn)行操作)。
2、培養(yǎng)器皿與惰性支撐體及膜的裝配，將主體與皿頸磨合，取適量惰性支撐體------脫脂棉(約9g-9.5g/皿)，脫脂紗布(約19g-22g/皿)，海綿(剛好裝到皿頸的載膜臺(tái)處)剪成餅狀加入皿中并放置平整。然后將處理好的膜用鑷子輕輕的放在皿中，并用雙層蓋將膜壓放平整。
3、整體用報(bào)紙包裹殺菌(121℃，30min熱蒸氣殺菌---常規(guī)殺菌法)。
4、干燥(烘箱熱風(fēng)干燥)，要求報(bào)紙充分干燥后方可取出使用。
5、加入培養(yǎng)液，可用蠕動(dòng)泵直接泵入，也可人工用注射器注射式實(shí)現(xiàn)。注意加液后要使膜充分濕潤(rùn)后方可接種。
6、接種，采用菌懸液涂布法接種，接種量同一般培養(yǎng)皿。
7、連續(xù)培養(yǎng)(連續(xù)培養(yǎng)動(dòng)力可采用蠕動(dòng)泵，或也可人工用注射器注射式--實(shí)現(xiàn)歇式連續(xù)培養(yǎng))。
8、檢測(cè)，①取下微孔濾膜烘干后刮下菌體稱重；②取下微孔濾膜用研缽磨下膜上菌體后定容記數(shù)；③直接擠抽出惰性支撐體中的培養(yǎng)液培養(yǎng)液進(jìn)行檢測(cè)。
9、惰性支撐體的回收利用，把其中的培養(yǎng)液擠出、用水洗干凈、烘干后貯存?zhèn)溆谩?br> 權(quán)利要求1.一種微生物固態(tài)補(bǔ)料連續(xù)培養(yǎng)用培養(yǎng)器皿，由皿體、皿頸和皿蓋組成，其特征在于，皿體沿直徑上下對(duì)應(yīng)分別設(shè)置有液料進(jìn)口和液料出口，在皿體的上沿還設(shè)有和皿體相配合的皿頸，皿頸為異型管狀結(jié)構(gòu)且設(shè)置有載膜臺(tái)，皿頸的小端的外磨口與皿體的內(nèi)徑配合，所述的皿蓋為雙層結(jié)構(gòu)并同心設(shè)置。
2.如權(quán)利要求1所述的微生物固態(tài)補(bǔ)料連續(xù)培養(yǎng)用培養(yǎng)器皿，其特征在于，所述的皿頸的小端與皿體的內(nèi)徑通過(guò)磨口對(duì)磨配合，磨口的錐度為1∶8。
3.如權(quán)利要求1所述的微生物固態(tài)補(bǔ)料連續(xù)培養(yǎng)用培養(yǎng)器皿，其特征在于，所述的皿蓋的內(nèi)層與皿頸的大端內(nèi)徑配合，皿蓋的外層與皿頸的大端外徑配合。
4.如權(quán)利要求1所述的微生物固態(tài)補(bǔ)料連續(xù)培養(yǎng)用培養(yǎng)器皿，其特征在于，所述的培養(yǎng)器皿采用玻璃或耐高溫塑性材料料為制作材料。
5.如權(quán)利要求1所述的微生物固態(tài)補(bǔ)料連續(xù)培養(yǎng)用培養(yǎng)器皿，其特征在于，所述雙層的皿蓋為兩個(gè)直徑不同并帶有中心孔的皿蓋組成，在中心孔上有螺桿狀中軸，雙層皿蓋的連接通過(guò)螺桿狀中軸上的墊片調(diào)節(jié)內(nèi)外層高度。
6.如權(quán)利要求1所述的微生物固態(tài)補(bǔ)料連續(xù)培養(yǎng)用培養(yǎng)器皿，其特征在于，所述的皿蓋為直接燒制的雙層結(jié)構(gòu)。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種微生物固態(tài)補(bǔ)料連續(xù)培養(yǎng)用培養(yǎng)器皿，包括皿體、皿頸和皿蓋，其特征在于，皿體上下分別設(shè)置有液料進(jìn)口和液料出口，在皿體的上沿還設(shè)有和皿體相配合的皿頸，皿頸為異型管狀結(jié)構(gòu)且設(shè)置載膜臺(tái)，其小端與皿體的內(nèi)徑配合，所述的皿蓋為雙層結(jié)構(gòu)并同心設(shè)置。本實(shí)用新型的微生物固態(tài)補(bǔ)料連續(xù)培養(yǎng)器皿，和膜培養(yǎng)與隋性支撐體體系結(jié)合使用實(shí)現(xiàn)了絲狀菌封閉式固態(tài)補(bǔ)料/連續(xù)培養(yǎng)，利于在固態(tài)培養(yǎng)中對(duì)菌體的生長(zhǎng)條件進(jìn)行人為調(diào)控，有利于對(duì)其中的菌體生長(zhǎng)代謝過(guò)程進(jìn)行深入研究。更適用于對(duì)固態(tài)補(bǔ)料/連續(xù)培養(yǎng)動(dòng)力學(xué)進(jìn)行詳細(xì)、準(zhǔn)確的定量研究。
文檔編號(hào)C12M3/00GK2813625SQ2005200787
公開(kāi)日2006年9月6日 申請(qǐng)日期2005年5月12日 優(yōu)先權(quán)日2005年5月12日
發(fā)明者王向麗, 曲直, 閆梅梅, 朱從會(huì), 師俊玲 申請(qǐng)人:西北農(nóng)林科技大學(xué)