專利名稱：一種可自動換液的間歇浸潤式植物微擴繁器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及植物培養(yǎng)裝置，特別是指一種用于植物微擴繁(miciX)propagation)的、能自動更換營養(yǎng)液的間歇浸潤式植物微擴繁器。
背景技術：
針對植物組織培養(yǎng)的特點，經過多年來的改進和完善，人們已經研發(fā)出了幾種植物生物反應器，主要用于細胞、組織及胚、莖和小植株培養(yǎng)等。常見的類型有1.機械攪拌式反應器主要包括通氣攪拌式反應器和轉鼓式反應器。機械攪拌式反應器的特點是操作范圍大，供氧能力強，混合效果好。借用微生物培養(yǎng)的經驗對植物組織或細胞生長條件進行控制，因此在次生代謝產物大規(guī)模生產中有一定應用。但其應用于植物組織培養(yǎng)，特別是小植株生長是不利的。2.氣體驅動式反應器主要包括簡單氣升式反應器、鼓泡式反應器、氣升內環(huán)流和外環(huán)流反應器四種，與機械攪拌式反應器相比，氣體驅動式反應器的優(yōu)點在于其結構簡單、剪切力小、運行成本和造價低，另外，由于其沒有攪拌裝置，容易長期保持無菌操作。其中的氣升式反應器適用于植物細胞、器官懸浮和固定化培養(yǎng)，尚不能用于植物擴繁。3.無攪動反應器，主要包括灌注式反應器、噴霧式反應器，此類反應器可以用于植物擴繁。由于是液體培養(yǎng)，具有植物生長快，節(jié)省勞動力的優(yōu)點，可進行半自動控制，有利于商業(yè)化生產。但此類反應器在培養(yǎng)后期由于培養(yǎng)液分布不均勻，嚴重制約植物的正常生長。針對上述問題，人們又研制了一種能滿足植物生長需求的間歇浸沒式生物反應器，主要由植物培養(yǎng)容器和營養(yǎng)液儲存容器兩部分連接組成，利用氣泵或者水泵將營養(yǎng)液輸送到植物培養(yǎng)容器中，自動控制營養(yǎng)液與培養(yǎng)物的接觸時間。主要特點是能使培養(yǎng)物與營養(yǎng)液及氣體進行間歇式大面積接觸，既保證了足夠的養(yǎng)分吸收，又能提供充分的氧氣供應。目前已有的技術有，申請?zhí)枮?8101451. 8的“氣動壓差式淹沒生物反應器”、申請?zhí)枮?00920116327. X的“間歇浸沒植物組織器官的培養(yǎng)反應器”、申請?zhí)枮?01010111087.1的“一種間歇浸 漫式生物反應器”和申請?zhí)枮?01020288879.1的“間歇浸沒的開合式植物生物反應器”。但上述專利所公開的技術內容只涉及了植物培養(yǎng)容器和營養(yǎng)液儲存容器的單一串聯技術，沒有涉及自動換液技術，對植物培養(yǎng)中出現的染菌情況處理靈活性低，工廠化生產的自動化程度較低。
發(fā)明內容針對上述問題，本實用新型的主要目的在于提供一種可自動換液的間歇浸潤式植物微擴繁器，其通過多個生長器單元并聯在一起的結構，既可實現自動更換營養(yǎng)液又可防止交叉污染，大大提高了裝置的自動化和靈活性，更適于工業(yè)生產的應用。為達到上述目的，本實用新型所提供的一種可自動換液的間歇浸潤式植物微擴繁器，其特征在于包括一液泵、一真空泵及若干組植物生長器單元，新液池及廢液池分別通過一電磁閥連接所述液泵，進而通過一四通管再經過液體管路連接各所述植物生長器單元，所述真空泵通過一電磁閥及氣體管路連接各所述植物生長器單元，由預設程序電性控制所述液泵、真空泵及各所述電磁閥的動作。每一組所述植物生長器單元均包括一植物培養(yǎng)瓶、一液體瓶、一截止閥、兩個濾菌器及若干三通管，所述植物培養(yǎng)瓶、液體瓶及截止閥通過液體管路密閉連接，所述截止閥與連接所述液泵的二電磁閥連接；所述真空泵的氣體管路分別密閉連接所述植物培養(yǎng)瓶及所述液體瓶；每一生長器單元通過三通管以并聯的方式擴展連接。連接所述真空泵的電磁閥的二輸出氣體管路上分別設置有一緩沖瓶，連接在所述電磁閥的二輸出端的氣體管路分別接入各所述緩沖瓶，各所述緩沖瓶再通過氣體管路連接所述植物生長器單元的植物培養(yǎng)瓶、液體瓶。在所述新液池、廢液池連接外部的液體管路上及進入每一所述緩沖瓶、植物培養(yǎng)瓶、液體瓶的氣體管路上均設置有濾菌器。采用上述技術方案，本實用新型的技術優(yōu)勢在于1.實現了在植物培養(yǎng)過程中能靈活更換培養(yǎng)液，同時可終止染菌的生長器單元，防止了對整個系統的交叉污染；2.可根據植株大小調節(jié)培養(yǎng)液的多少，實現全程的間歇浸潤式培養(yǎng)，有利于小植株的正常生長。3.本發(fā)明適用于植物組織培養(yǎng)研究及擴繁的需要，如器官發(fā)生(芽及根的分化)、叢芽及植株的增殖等。

圖1是本實用新型的結構示意圖。
具體實施方式
為了詳細說明本實用新型的結構、特點及功效，現舉例并配合附圖說明如下。該自動換液的間歇浸潤式植物微擴繁器主要由若干組并聯連接的植物生長器單元100、電性控制的液泵2、真空泵3及多個電磁閥組成。該擴繁器的營養(yǎng)液進出量、浸潤時間和間歇時間由自動控制系統按預設程序進行控制。該自動控制系統和程序不屬于本實用新型的申請內容，故在此不予詳述。如圖1所示，液泵2分別連接二電磁閥21、22，二電磁閥21、22均為三通電磁閥，其中電磁閥21的一端通過管路連接新液池4，電磁閥22的一端通過管路連接廢液池5，二電磁閥21、22的另一端則以管路連接一四通管11。新液池4及廢液池5連接外部的液體管路上均設置有濾菌器12。若干組植物生長器單元100，每個植物生長器單元100均包含一個植物培養(yǎng)瓶101，一個液體瓶102，一個截止閥103和兩個濾菌器12。截止閥103的一端通過管路與四通管11連接，另一端的管路連接液體瓶102，由液體瓶102再通過管路連接植物培養(yǎng)瓶101，各管路均為密閉連接，滿足無菌培養(yǎng)的要求。各植物生長器單元100再進一步并聯組成微擴繁器，并聯數量可根據生產需要靈活調整。真空泵3連接電磁閥31，電磁閥31的兩個輸出端連接的氣體導管分別通過一個濾菌器12后接入二氣體緩沖瓶8中，每一氣體緩沖瓶8的輸出導管分別通入植物培養(yǎng)瓶101、液體瓶102，且每一植物生長器單元100均連接兩個三通管10，將由二氣體緩沖瓶8輸出的氣體接入每單元的植物培養(yǎng)瓶101和液體瓶102中。在每一進入植物培養(yǎng)瓶101、液體瓶102的導管上也設置有一濾菌器12，進入植物培養(yǎng)瓶101和液體瓶102中的氣體為無菌氣體。本實用新型的工作過程如下(I)自動注入新液過程程序設置液泵2打開，連接新液池4的電磁閥21打開，連接廢液池5的電磁閥22關閉，第一組植物生長器單元100的截止閥103打開，其它單元的截止閥103及真空泵3、電磁閥31關閉。新液池4中的營養(yǎng)液被液泵2抽出經過電磁閥21、22、四通管11、截止閥103進入該單元液體瓶102中。進液時間通過程序設置，進液量通過進液時間來控制。當該單元液體瓶進液完畢，即可更換下一單元開始進液。當后續(xù)液體瓶進液完畢后，進新液過程即結束，接下來開始間歇浸潤培養(yǎng)。(2)間歇浸潤培養(yǎng)過程該過程共分4個步驟1.液體瓶102中的營養(yǎng)液向植物培養(yǎng)瓶101中轉移真空泵3及連接真空泵3的電磁閥31打開，其它電路設備均處于關閉狀態(tài)；連接植物培養(yǎng)瓶101的氣體緩沖瓶8和植物培養(yǎng)瓶101被抽為真空，液體瓶102和大氣相通，于是液體瓶102中的營養(yǎng)液在大氣壓力作用下轉移至植物培養(yǎng)瓶101中，抽氣時間預先設置。2.浸潤 浸潤的過程所有電路設備均處于關閉狀態(tài)。浸潤時間預先設置。3.培養(yǎng)瓶101中的營養(yǎng)液向液體瓶102中轉移的過程電磁閥31關閉、真空泵3打開，其它電路設備均處于關閉狀態(tài)；連接液體瓶102的緩沖瓶8和液體瓶102均處于真空狀態(tài)，植物培養(yǎng)瓶101和大氣相通,在大氣壓力作用下培養(yǎng)瓶101中的營養(yǎng)液轉移至液體瓶102中。轉移時間預先設置。4.間歇培養(yǎng)該過程中所有電路設備均處于關閉狀態(tài)，間歇培養(yǎng)時間預先設置。在植物培養(yǎng)過程中1-4步驟進行輪回，直到需要更換營養(yǎng)液時再切換到自動更換新液和回收廢液流程。( 3 )自動回收廢液過程程序設置液泵2打開，連接新液池4的電磁閥21關閉，連接廢液池5的電磁閥22打開，第一單元液體瓶102的截止閥103打開，其它單元的截止閥103和真空泵3、電磁閥31均處于關閉狀態(tài)。第一單元液體瓶102中的營養(yǎng)液被液泵2抽回，經截止閥103、四通管
11、電磁閥21、22，進入廢液池5中?；匾簳r間預先設置，回液量通過調節(jié)回液時間來控制。當第一組植物生長器單元100液體瓶102中的營養(yǎng)液回液完畢，接下來依序回收其它植物生長器單元100中液體瓶102中的營養(yǎng)液，直至最后一個單元?；厥諒U液結束后，再進入新液注入流程。由上述可知，本實用新型所提供的一種可自動換液的間歇浸潤式植物微擴繁器采用串聯的植物培養(yǎng)瓶和營養(yǎng)液瓶組成植物生長器單元，植物生長器單元再并聯的方式，可根據培養(yǎng)的需求增加或減少植物生長器單元的數量，可同時培養(yǎng)多種植物及開展多種組培技術配方的研究。整個裝置既實現一體化又可獨立拆分，且植物生長器單元密閉性效果好。培養(yǎng)一段時間的培養(yǎng)液可自動導出，同時可直接注入需要的新培養(yǎng)液。特別是本實用新型可滿足對植物先進行增殖培養(yǎng)后再進行生根培養(yǎng)，而不需要轉接苗。本實用新型可使植物培養(yǎng)瓶中氣體更新充分，營養(yǎng)成分混合均勻；對所培養(yǎng)組織、器官和小植株進行間歇浸潤式培養(yǎng)，既能使外植體完全浸潤，又能避免產生玻璃化現象，使營養(yǎng)液得到充分利用。有利于培養(yǎng)物的生長，提高生物產量。本實用新型自動化程度高，可自動更換營養(yǎng)液，節(jié)約勞力，降低成本并可使培養(yǎng)環(huán)境和培養(yǎng)狀態(tài)保持一致，勞動力耗費僅為固體培養(yǎng)的一半，成本可降低20%以上。其結構簡單，靈活，操作方便，較易實現智能化全自動控制。本實用新型的無菌體系密閉性好，易于消毒。并易于進行任意規(guī)模的工業(yè)化放大，只需增加植物生長器單元即可擴大生產規(guī)模。需要說明的 是，以上所述僅為本實用新型的較佳實施例，凡依據本實用新型說明書、權利要求書及附圖所做的等效結構變換，均應包含在本實用新型的專利保護范圍內。
權利要求1.一種可自動換液的間歇浸潤式植物微擴繁器，其特征在于包括一液泵、一真空泵及若干組植物生長器單元，新液池及廢液池分別通過一電磁閥連接所述液泵，進而通過一四通管再經過液體管路連接各所述植物生長器單元，所述真空泵通過一電磁閥及氣體管路連接各所述植物生長器單元。
2.如權利要求1所述的可自動換液的間歇浸潤式植物微擴繁器，其特征在于每一組所述植物生長器單元均包括一植物培養(yǎng)瓶、一液體瓶、一截止閥、兩個濾菌器及若干三通管，所述植物培養(yǎng)瓶、液體瓶及截止閥通過液體管路密閉連接，所述截止閥與連接所述液泵的二電磁閥連接；所述真空泵的氣體管路分別密閉連接所述植物培養(yǎng)瓶及所述液體瓶；每一生長器單元通過三通管以并聯的方式擴展連接。
3.如權利要求2所述的可自動換液的間歇浸潤式植物微擴繁器，其特征在于連接所述真空泵的電磁閥的二輸出氣體管路上分別設置有一緩沖瓶，連接在所述電磁閥的二輸出端的氣體管路分別接入各所述緩沖瓶，各所述緩沖瓶再通過氣體管路連接所述植物生長器單元的植物培養(yǎng)瓶、液體瓶。
4.如權利要求1或2或3所述的可自動換液的間歇浸潤式植物微擴繁器，其特征在于在所述新液池、廢液池連接外部的液體管路上及進入每一所述緩沖瓶、植物培養(yǎng)瓶、液體瓶的氣體管路上均設置有濾菌器。
專利摘要本實用新型涉及一種可自動換液的間歇浸潤式植物微擴繁器，其特征在于包括一液泵、一真空泵及若干組植物生長器單元，新液池及廢液池分別通過一電磁閥連接所述液泵，進而通過一四通管再經過液體管路連接各所述植物生長器單元，所述真空泵通過一電磁閥及氣體管路連接各所述植物生長器單元，由預設程序電性控制所述液泵、真空泵及各所述電磁閥的動作。本實用新型既可實現自動更換營養(yǎng)液又可防止交叉污染，大大提高了裝置的自動化和靈活性，更適于工業(yè)生產的應用。
文檔編號C12M3/00GK202857471SQ2012204706
公開日2013年4月10日 申請日期2012年9月14日 優(yōu)先權日2012年9月14日
發(fā)明者鄭彩霞, 石琨, 張轉轉 申請人:北京林業(yè)大學