專(zhuān)利名稱(chēng)：生物膜生長(zhǎng)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于研究和篩選用于調(diào)節(jié)取樣管上的生物材料生長(zhǎng)及有機(jī)和無(wú)機(jī)污染物的沉積的試劑的方法和裝置。更具體地，本發(fā)明涉及用于研究和篩選用于調(diào)節(jié)在不銹鋼取樣管上的細(xì)菌生長(zhǎng)的抗微生物劑的方法和裝置。
背景技術(shù)：
許多工業(yè)過(guò)程，比如紙漿和造紙業(yè)，在處理步驟中使用水和/或其它液體。這些工業(yè)流體通常提供了充足的碳和營(yíng)養(yǎng)物促進(jìn)細(xì)菌生長(zhǎng)。例如在造紙廠中，不需要的細(xì)菌膜(生物膜)在制備過(guò)程中在使用的工業(yè)設(shè)備的鋼表面可輕易形成。這些生物膜通常伴隨有保護(hù)性外多糖(粘液)，出現(xiàn)在這些裝備表面和工業(yè)水流的界面上。另外，無(wú)機(jī)污染物，比如碳酸鹽(水垢)和有機(jī)污染物常常沉積在這些表面上。所述有機(jī)污染物通常為瀝青(例如來(lái)自樹(shù)木的樹(shù)脂)和粘性物(如膠水、粘合劑、膠帶和蠟顆粒)。生物膜的生長(zhǎng)和這些無(wú)機(jī)和有機(jī)污染物的沉積對(duì)這些設(shè)備的效率是有損害的，導(dǎo)致系統(tǒng)的產(chǎn)品質(zhì)量降低、操作性能下降和總體操作困難。在稠度調(diào)節(jié)器和其它儀器探針上的生物膜生長(zhǎng)及有機(jī)和無(wú)機(jī)污染物沉積可使這些元件失效，在篩子上的生長(zhǎng)和沉積減少了系統(tǒng)的產(chǎn)量和使操作不正常。生長(zhǎng)和沉積不僅發(fā)生在系統(tǒng)的金屬表面，而且可以發(fā)生在塑料和合成表面，如機(jī)械金屬絲、氈圈、薄片、Uhle箱和壓頭箱元件。由這些生長(zhǎng)和沉積引起的問(wèn)題包括對(duì)被污染表面的效能的直接干擾，其導(dǎo)致產(chǎn)量減少，以及洞、灰塵和其它片型缺陷，它們降低了紙張對(duì)于后續(xù)操作的質(zhì)量和可用性，如涂敷、轉(zhuǎn)化或打印。
因此，防止和除去在紙漿和造紙廠設(shè)備表面的這些生長(zhǎng)和沉積的方法具有極大的工業(yè)重要性。當(dāng)需要使造紙機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)而進(jìn)行清洗時(shí)，這是不希望的，因?yàn)樗厝粚?dǎo)致生產(chǎn)率和產(chǎn)品的損失，在清洗前的結(jié)果是質(zhì)量低，因?yàn)樗捎谏L(zhǎng)和沉積而被部分污染了，所述生長(zhǎng)和沉積脫落后卷入產(chǎn)品層中。同樣的，除去生長(zhǎng)和沉積也必然導(dǎo)致在這些除去之前制備的產(chǎn)品質(zhì)量下降。因此特別優(yōu)選防止生物膜生長(zhǎng)和污染物沉積，因?yàn)樗梢砸砸环N有效的方式連續(xù)生產(chǎn)高質(zhì)量的產(chǎn)品。具體地說(shuō)，包含明膠的組合物的使用，如Nguyen在U.S.5,536,363公開(kāi)的那些，已被發(fā)現(xiàn)非常適合調(diào)節(jié)在紙漿和造紙系統(tǒng)中有機(jī)和無(wú)機(jī)污染物的沉積。
在金屬表面上粘液的生長(zhǎng)創(chuàng)造了一個(gè)適于腐蝕的環(huán)境。這種微生物影響的腐蝕通常發(fā)生在粘液和金屬表面之間的界面處。同樣，由粘液引起的污垢或堵塞易于在紙漿和造紙廠系統(tǒng)中發(fā)生。通常，粘液附帶于所生產(chǎn)的紙中，引起造紙機(jī)故障，由此帶來(lái)工作中斷，生產(chǎn)時(shí)間損失。它也在最終產(chǎn)品中引起難看的瑕疵，導(dǎo)致不合格和產(chǎn)量浪費(fèi)。這些污染問(wèn)題已經(jīng)導(dǎo)致在紙漿和造紙廠系統(tǒng)中使用的水中抗微生物劑的廣泛使用。在這些領(lǐng)域中已廣泛使用的試劑包括氯、有機(jī)汞、氯苯酚、有機(jī)溴和各種有機(jī)硫化合物，所有這些一般用作抗微生物劑，但其中每個(gè)都伴隨有各種缺陷。
研究生物材料的已知方法通常包括在一個(gè)固體載體上含有包含所述生物材料的含水樣品流，如通過(guò)細(xì)胞群的一個(gè)流。通常，壓力手段，如惰性氣體，和/或真空手段用于使樣品接觸固體載體。例如，Jr.等人的美國(guó)專(zhuān)利5,641,458公開(kāi)了通過(guò)細(xì)胞裝置的流體，用于體液的非擴(kuò)散性監(jiān)控。該裝置包括通過(guò)一個(gè)半透膜的與流體樣品接觸的傳感器。與所述膜相連的傳感器可以進(jìn)行涉及用于光監(jiān)控的流體樣品的光化學(xué)反應(yīng)。
Grant等人的美國(guó)專(zhuān)利5,624,815公開(kāi)了一種方法和裝置，通過(guò)一定量適于保持生物材料的離散井來(lái)傳送液體樣品，以用于分析生物材料。所述液體樣品通過(guò)一個(gè)真空機(jī)械裝置被吸入到井中。同樣，Hamper的美國(guó)專(zhuān)利5,792,430、Grant等人的5,624,815、Smyczek等人的4,908,319和Ebersole等人的4,753,775都公開(kāi)了研究生物材料的方法，其中液體樣品被吸引到固體載體上。
因?yàn)椴僮鳁l件，如溫度、pH及有機(jī)和無(wú)機(jī)材料的存在可以在制備過(guò)程中發(fā)生極大的變化，需要連續(xù)研究用于預(yù)防和除去在這些不同的條件作用下的工藝設(shè)備上形成的生物膜及有機(jī)和無(wú)機(jī)污染物的材料。已知的實(shí)驗(yàn)技術(shù)，比如上述的那些，不能很好地適應(yīng)這些研究。當(dāng)它們適于某些生物材料的特定研究時(shí)，它們不能進(jìn)行對(duì)于在所選條件下許多不同化學(xué)制品和組合物對(duì)各種基質(zhì)的效果的有效和全面的分析。
另外，已知在水系統(tǒng)中監(jiān)控生物膜生長(zhǎng)，比如通過(guò)Sauer等人的美國(guó)專(zhuān)利5,049,492和Zeiher等人的美國(guó)專(zhuān)利6,017,459中公開(kāi)的儀器和方法，在制備過(guò)程中進(jìn)行水的取樣。當(dāng)這些儀器和方法對(duì)測(cè)定并保持水流的質(zhì)量很重要時(shí)，組合物的發(fā)現(xiàn)和開(kāi)發(fā)具有及其重要的意義，它們將防止和/或破壞水流中生物膜的生長(zhǎng)及無(wú)機(jī)和有機(jī)污染物的沉積。因此，需要一個(gè)模型實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)和涉及這個(gè)系統(tǒng)的方法，通過(guò)它，可以對(duì)物質(zhì)進(jìn)行有效的研究，所述物質(zhì)用于在例如在紙漿和造紙工藝中所使用的設(shè)備表面上調(diào)節(jié)生物材料的生長(zhǎng)及無(wú)機(jī)和有機(jī)污染物的沉積。

發(fā)明內(nèi)容
在一方面，本發(fā)明提供了一個(gè)裝置，使得流體，如紙漿和造紙系統(tǒng)中所用的白水或合成白水經(jīng)過(guò)一個(gè)取樣管。所述裝置包括一個(gè)盤(pán)體(塔盤(pán))，其限定了取樣管接受室、與所述取樣管接受室流體連通的流體入口通道，和與取樣管接受室流體連通的流體出口通道。所述盤(pán)體使流體進(jìn)入流體入口通道，接觸取樣管，然后進(jìn)入流體出口通道。
優(yōu)選，盤(pán)體是一個(gè)基本上細(xì)長(zhǎng)的元件，包括第一和第二相對(duì)的側(cè)表面、第一和第二相對(duì)的主表面、通過(guò)第一主表面可到達(dá)取樣管接受室。所述盤(pán)體可包括多個(gè)取樣管接受室、適于接受基本上細(xì)長(zhǎng)的不銹鋼取樣管。
取樣管接受室部分地與流體入口通道和流體出口通道標(biāo)記處重疊，其包括取樣管載體表面和圍繞取樣管載體表面的直立的周壁。取樣管載體表面另外限定了與流體入口通道流體連通的流體入口，并限定了與流體出口通道流體連通的流體出口。盤(pán)體另外限定了一個(gè)流體入口小孔，與流體入口相對(duì)，并與流體入口通道流體連通。
盤(pán)體容納有流體加料導(dǎo)管，用于通過(guò)流體入口小孔輸送流體，并另外限定了流體出口小孔，與流體出口相對(duì)，并與流體出口通道流體連通。另外，所述盤(pán)體含有一個(gè)流體排出導(dǎo)管，用于通過(guò)流體出口小孔引導(dǎo)流體。
在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，取樣管載體表面為細(xì)長(zhǎng)的，流體入口和流體出口限定在取樣管載體表面的相對(duì)端部。本發(fā)明也可以包括在取樣管接受室上面的可移動(dòng)密封標(biāo)記內(nèi)的蓋子。另外，本發(fā)明也可以包括在盤(pán)體和蓋子之間的墊片，用于進(jìn)一步密封取樣管接受室。
本發(fā)明提供了一種方法，用于研究和篩選用于調(diào)節(jié)在取樣管表面上面的生物膜生長(zhǎng)及有機(jī)和無(wú)機(jī)污染物的沉積的試劑，包括如下步驟(i)提供了一種控制在取樣管表面上的流體的裝置，其中所述裝置包括一個(gè)限定取樣管接受室的盤(pán)體，與取樣管接受室流體連通的流體入口通道和與取樣管接受室流體連通的流體出口通道；(ii)把取樣管放置在取樣管接受室中；和(iii)使流體流過(guò)取樣管。本發(fā)明也可以包括確定取樣管上生物材料生長(zhǎng)的步驟，如將取樣管染色和顯微觀察。
本發(fā)明還可以包括下述步驟，即將流體通過(guò)流體入口通道，并通過(guò)一個(gè)流體加料導(dǎo)管將流體引到流體入口通道。另外，本發(fā)明可以包括下述步驟，即將流體流過(guò)取樣管，通過(guò)流體出口通道，從流體出口通道穿過(guò)流體排出通道。
附圖簡(jiǎn)述

圖1是本發(fā)明的生物膜生長(zhǎng)盤(pán)的俯視圖。
圖2是本發(fā)明的顯示一個(gè)限定了多個(gè)室及流體入口和流體出口的塔盤(pán)的俯視圖。
圖3是圖1中的塔盤(pán)沿AA-AA線的截面圖。
圖4是本發(fā)明的塔盤(pán)的分解透視圖，在其上面包括一個(gè)蓋子。
發(fā)明詳述本發(fā)明非常適于研究在不同介質(zhì)上的生物材料的生長(zhǎng)及無(wú)機(jī)和有機(jī)污染物的沉積。這些生物材料包括，例如細(xì)菌、真菌、酵母、海藻、硅藻、原生動(dòng)物、巨藻和類(lèi)似物。在紙漿和造紙工業(yè)中，工藝用水提供了充足的有機(jī)和無(wú)機(jī)物質(zhì)，促進(jìn)了細(xì)菌(生物膜)和保護(hù)性外聚多糖(粘液)的生長(zhǎng)，它們發(fā)生在機(jī)器表面(通常為鋼)和工藝用水流之間的界面上。另外，無(wú)機(jī)污染物，比如碳酸鈣(“水垢”)和有機(jī)污染物經(jīng)常沉積在這些表面上。這些有機(jī)污染物通常為瀝青(例如來(lái)自樹(shù)木的樹(shù)脂)和粘性物(例如膠水、粘合劑、膠帶和蠟顆粒)。本發(fā)明可以使用用于破壞或阻止這些生物膜和粘液的生長(zhǎng)及這些有機(jī)和無(wú)機(jī)污染物的沉積的組合物，以進(jìn)行研究或篩選。本發(fā)明還可用于監(jiān)控在這些表面上的腐蝕及防腐蝕劑的效果。
圖1-4顯示了本發(fā)明的一個(gè)生物膜生長(zhǎng)裝置。所述裝置由塔盤(pán)100組成，所述盤(pán)體限定了一個(gè)或多個(gè)室108，它們具有適當(dāng)?shù)拇笮。梢匀菁{待研究的材料。這些研究材料通常為本領(lǐng)域中的取樣管109，其組成、大小和形狀以工業(yè)過(guò)程中的設(shè)備表面為模型。塔盤(pán)100是細(xì)長(zhǎng)的，通常為矩形的構(gòu)件，具有相對(duì)的第一和第二主平面102和104，相對(duì)的橫向側(cè)面106和106，及相對(duì)的縱向側(cè)面107和107。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可知道塔盤(pán)100可由任何適合的材料制備，比如塑料或金屬，可以為任何適合的形狀和大小。優(yōu)選，塔盤(pán)100由鋼制成，以便以紙漿和造紙工藝中的使用的設(shè)備表面為模型。
盤(pán)100的各個(gè)室108包括一個(gè)凹陷的取樣管載體表面110，用于容納所研究的取樣管109。各個(gè)室108通常為矩形，在頂端開(kāi)口，包括一個(gè)圍繞取樣管載體表面110的周壁。所述周壁由相對(duì)的橫向側(cè)面112和112及相對(duì)的縱向側(cè)面113和113限定。各個(gè)室108在其端口上進(jìn)一步包括至少一個(gè)流體入口114和至少一個(gè)流體出口114。優(yōu)選，流體入口114和流體出口114由各個(gè)室108的取樣管載體表面110限定。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可知道這些室108可以為用于本發(fā)明目的的任何適合的大小和形狀。
如圖1-4，室108的長(zhǎng)度可容納通常用于研究調(diào)查的取樣管109。另外，本發(fā)明優(yōu)選使用具有均一形狀和大小的多個(gè)室108，這些室108以相同的方式互相隔開(kāi)。在這樣的排列中，本發(fā)明可以有效地進(jìn)行制備，易于調(diào)整來(lái)模擬各種環(huán)境情況。另外，這樣的排列可以同時(shí)進(jìn)行多種抗微生物劑和其它試劑的篩選。
考慮到本發(fā)明也可以是一個(gè)限定了具有任意形狀和大小的單個(gè)室或限定了具有不同形狀和大小的多個(gè)室的塔盤(pán)，它們不同于在圖1-4中所顯示的那些室。這些排列被認(rèn)為是滿(mǎn)足具體篩選過(guò)程的獨(dú)特要求所必需的。
再由圖1-4中可看出，流體入口114和流體出口114分開(kāi)放置，以使得所研究的室109位于其間。流體入口114和流體出口114的數(shù)目、形狀和大小可以容許優(yōu)選流量的液體流過(guò)待研究的取樣管109的表面。例如，如圖1、2和4所示，當(dāng)使用圓形的三個(gè)流體入口114和三個(gè)流體出口114時(shí)，液體樣品，如在紙漿和造紙工藝中所使用的，在所研究的取樣管109的表面實(shí)現(xiàn)優(yōu)選的流量。由此，本發(fā)明可以模擬在各種工業(yè)過(guò)程中的設(shè)備表面上的液體流。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員知道，流體入口114和流體出口114可以為任何配置數(shù)，以在所研究的取樣管109上得到所需的液體流量，并在其上進(jìn)行有效的制備。
各個(gè)室108還與用于提供液體樣品至室108的至少一個(gè)流體入口小孔116和用于在液體樣品通過(guò)所研究的取樣管109后除去所述液體樣品的流體出口小孔116相連。如在圖3中說(shuō)明的，這些小孔116和116與各個(gè)室108的取樣管載體表面110流體連通。所述的流體連通分別由流體入口和流體出口通道118和118、流體入口和流體出口114和114限定。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員知道，流體入口小孔116和流體出口小孔116可用于許多配置中。
在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選方面，流體入口小孔和流體出口小孔116和116分別位于盤(pán)100的相對(duì)的縱向側(cè)面107和107，用于分別容納流體加料導(dǎo)管126和流體排出導(dǎo)管126，如圖1和3所示。舉例來(lái)說(shuō)，這些小孔116和116優(yōu)選攻出螺旋形螺紋，以給接受管線提供配套的連接器。如圖1和3所示，流體入口和流體出口噴嘴128和128分別連于流體入口小孔和流體出口小孔116和116。流體加料和流體排出導(dǎo)管126和126可以是橡膠套管，分別連于流體入口和流體出口噴嘴128和128。另外，流體入口和流體出口通道118和118分別通過(guò)相對(duì)的側(cè)面106和106位于盤(pán)100，如圖1和3所示。
優(yōu)選使盤(pán)100適合用于接受蓋子124，如圖4所示，它可以通過(guò)螺釘在螺釘接受凹口120處固定在盤(pán)100上。蓋子124的大小和形狀可以充分覆蓋盤(pán)100的開(kāi)口上端。如圖3所示，通過(guò)將墊片插入于盤(pán)100的凹陷區(qū)域122，再將蓋子固定在盤(pán)上面，從而使橡膠墊片119安裝于盤(pán)100和蓋子之間。凹陷區(qū)域122由盤(pán)100的第一主表面102限定，以便接受橡膠墊片119，橡膠墊片119具有細(xì)長(zhǎng)的洞，相應(yīng)于室108的大小、形狀和位置，使得室108的取樣管載體表面110不被墊片109覆蓋。這樣，當(dāng)由非透明的材料比如清潔的塑料制備的蓋子124被使用時(shí)，研究者可以觀察到位于室108的取樣管載體表面110上的取樣管109上面的流體。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員知道本發(fā)明中可以不需要使用蓋子124和/或墊片119，但優(yōu)選使用它們的組合，以對(duì)環(huán)境條件進(jìn)行有效的控制，在所述環(huán)境條件下，待研究的取樣管109暴露于其中。
如上所述，本發(fā)明適用于研究取樣管109上生物膜的生長(zhǎng)及有機(jī)和無(wú)機(jī)污染物的沉積。本發(fā)明另外適用于監(jiān)控取樣管109的微生物影響的腐蝕，它來(lái)自于這些污染物以及防腐蝕劑的影響。所述取樣管109可以是任何適合的材料，比如金屬或塑料，可以為任何適合的大小和形狀。優(yōu)選，取樣管109可以是適合室108的凹陷取樣管載體表面110的大小和形狀，這樣從流體入口114進(jìn)入室108的水流將以?xún)?yōu)選的方式流過(guò)取樣管109的表面，如模擬流過(guò)工業(yè)機(jī)器表面的速度。這些取樣管的實(shí)施例參見(jiàn)Mattioli等人的美國(guó)專(zhuān)利4,142,402。例如，在紙漿和造紙工業(yè)中，生物膜生長(zhǎng)通常發(fā)生在不銹鋼機(jī)器部件上。結(jié)果，不銹鋼取樣管將優(yōu)選用于模擬這些機(jī)器的表面，以便研究可用于防止和/或破壞這些生物膜的生長(zhǎng)的材料。
另外，這十二個(gè)室的測(cè)試條件可以任何分組排列，例如為了測(cè)試三個(gè)不同的粘液控制劑和沒(méi)有控制劑加入的負(fù)對(duì)照物，可以使用四個(gè)含有三室的組。各個(gè)組優(yōu)選從單獨(dú)的儲(chǔ)存器中挑選細(xì)菌和生長(zhǎng)介質(zhì)。塔盤(pán)的設(shè)計(jì)提供了大量多樣化的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。例如，可以既測(cè)試粘液控制劑的用于阻止生物膜生長(zhǎng)的效果，也測(cè)試其除去已建立的生物膜的效果，僅通過(guò)改變?cè)趯?shí)驗(yàn)中向流體加入試劑的時(shí)間。
實(shí)施例在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選方面，不銹鋼盤(pán)100限定了12個(gè)室108，如圖1、2和4所示。將盤(pán)100、清潔的塑料蓋子124、墊片119、12個(gè)不銹鋼取樣管109(大約2.5英寸×0.5英寸)，24個(gè)橡膠軟管，5對(duì)夾子和4個(gè)玻璃瓶塞子清洗、高壓滅菌并在一個(gè)干燥烘箱中干燥過(guò)夜。清洗是以本領(lǐng)域中已知的方式進(jìn)行的。例如，取樣管109以溫水和洗滌劑清洗，并在一個(gè)10％的漂白液中放置過(guò)夜。然后用蒸餾水漂洗，用洗滌劑清洗，放置于1％的丙酮溶液中，用超聲波清洗30分鐘。
根據(jù)所研究的試劑，所使用的不同方案如下所述實(shí)驗(yàn)室細(xì)菌的純培養(yǎng)物/限定的混合物將四個(gè)具有上述塞子的9升玻璃瓶裝入2升鹽介質(zhì)。給各個(gè)用薄膜覆蓋的玻璃瓶加入攪拌棒，對(duì)這些玻璃瓶進(jìn)行高壓滅菌。從高壓滅菌器中取出這些玻璃瓶，使得這些液體冷卻到室溫，然后使用。用所測(cè)試的細(xì)菌物種給2個(gè)小燒瓶培養(yǎng)物(每個(gè)25ml)接種，并培養(yǎng)過(guò)夜。
將細(xì)菌的培養(yǎng)物在20℃下以3500rpm旋轉(zhuǎn)20分鐘，在各個(gè)燒瓶中的鹽混合物中重新懸浮，最后的光密度為大約0.024。得到一份分光光度計(jì)讀數(shù)。合成白水實(shí)驗(yàn)如下表1所示配制合成白水
表1濃縮的合成白水的濃縮組成

*所有的組分以mg/L為單位，除了HEPES以M/L為單位；1例如，Difco牌酵母提取物或Fisher Scientific牌酵母提取物2HEPES為4-(2-羥乙基)-1-哌嗪乙磺酸3MES為β-嗎啉乙磺酰脲水合物最后組合物的pH用NaOH或HCl調(diào)節(jié)。
對(duì)于使用合成白水的實(shí)驗(yàn)，對(duì)空玻璃瓶(除了攪拌棒)進(jìn)行高壓滅菌，然后冷卻至室溫。在用薄膜封蓋的大的厄倫美厄(Erlenmeyer)燒瓶?jī)?nèi)對(duì)8升蒸餾水進(jìn)行高壓滅菌，然后冷卻過(guò)夜。將用薄膜封蓋的2個(gè)大量筒也進(jìn)行高壓滅菌，冷卻過(guò)夜。向各個(gè)玻璃瓶中分別加入100ml 2X濃縮合成白水。用1900ml無(wú)菌去離子水稀釋?zhuān)酶邏簻缇^(guò)的量筒測(cè)量。白水實(shí)驗(yàn)對(duì)于使用白水的實(shí)驗(yàn)，對(duì)空玻璃瓶(除了攪拌棒)進(jìn)行滅菌，冷卻至室溫。用無(wú)菌量筒測(cè)量，向無(wú)菌玻璃瓶?jī)?nèi)裝入2升白水。玻璃瓶安置于與盤(pán)100相鄰處，并置于攪拌它們的攪拌盤(pán)上。向白水中加入1g/L的酵母提取物，例如Difco牌酵母提取物和FisherScientific牌酵母提取物，混合過(guò)夜，用高壓滅菌過(guò)的鋁薄膜覆蓋。
對(duì)于含有各個(gè)上述的樣品的實(shí)驗(yàn)，一旦進(jìn)行了上述準(zhǔn)備，就可以組裝蠕動(dòng)泵，包括使用所有12個(gè)室108、12個(gè)大小為四分之一英寸管的泵頭、四個(gè)馬達(dá)和四個(gè)控制器。對(duì)于各個(gè)室108，將四分之一英寸管在其一端連于流體出口噴嘴128，所述噴嘴與流體出口小孔116相連，在其另一端與泵頭相連。通過(guò)將取樣管109放置于所研究的各個(gè)室108中從而組裝盤(pán)100。當(dāng)對(duì)在紙漿和造紙工藝中所含的機(jī)器表面進(jìn)行研究時(shí)，使用不銹鋼取樣管109。將蓋子124用5個(gè)螺釘在盤(pán)100的螺釘接受凹陷120處固定，形成介于盤(pán)100、蓋子124和墊片構(gòu)件119之間的牢固密封，墊片119置于盤(pán)100的凹陷區(qū)域122內(nèi)。
然后安裝玻璃瓶和塞子。在優(yōu)選再循環(huán)流體的實(shí)驗(yàn)中，盤(pán)流體排出管126與塞子相連。然后將盤(pán)流體加料管126與所述塞子相連，但不與盤(pán)100相連。將塞子取出，向玻璃瓶中加入所研究的上述樣品。另外，收集1ml或2ml的樣品，然后存儲(chǔ)于無(wú)菌容器中，以進(jìn)行電鍍和光密度讀取。通過(guò)將Parafilm纏繞于塞子和瓶頸周?chē)瑢⑷庸潭ㄔ谶m當(dāng)?shù)奈恢谩?br> 將5ml或10ml吸移管連于用電池發(fā)動(dòng)的吸移管管理器，并把它們插入還沒(méi)有與流體入口小孔116相連的流體加料管126中，從而灌注這些泵。運(yùn)行所述吸移管管理器，以使流體通過(guò)流體加料管126吸取上來(lái)，直到它充滿(mǎn)吸移管，此時(shí)將管道從一端的2-3英寸處夾住，并連于穿過(guò)流體入口小孔116的流體入口噴嘴128。對(duì)所有的流體加料導(dǎo)管126重復(fù)這個(gè)過(guò)程。
對(duì)于含有三個(gè)室108的各個(gè)組，它們的泵在一個(gè)控制器上，從這些流體入口導(dǎo)管126上除去夾子。立刻啟動(dòng)這些泵，并保持近似相同的速度。監(jiān)控各個(gè)其中含有所研究的取樣管109的室108，以確保液體樣品以?xún)?yōu)選的方式流過(guò)各個(gè)取樣管109，但不充滿(mǎn)該室。優(yōu)選，一個(gè)流體薄層覆蓋取樣管109。將裝滿(mǎn)液體樣品的室108排干。
在一段指定時(shí)間后，關(guān)閉各個(gè)馬達(dá)，流體加料管126被再次夾緊。將蓋子124從盤(pán)100上取下。取樣管109被取下，用干凈無(wú)菌的取樣管替換以進(jìn)行下一次實(shí)驗(yàn)，取下和替換都是通過(guò)無(wú)菌夾子進(jìn)行的。所使用的取樣管109放置于一側(cè)用于分析，包括染色和顯微檢查。
上述的實(shí)施例用于說(shuō)明本發(fā)明，但不是用于限制本發(fā)明的精神和范圍，本發(fā)明的保護(hù)范圍如權(quán)利要求所述。
權(quán)利要求
1.一種使得流體經(jīng)過(guò)取樣管的裝置，包括一個(gè)盤(pán)體，限定了一個(gè)取樣管接受室，所述盤(pán)體另外限定了一個(gè)與所述取樣管接受室流體連通的流體入口通道，和一個(gè)與所述取樣管接受室流體連通的流體出口通道，由此所述盤(pán)體使流體進(jìn)入所述流體入口通道，接觸所述取樣管，并進(jìn)入所述流體出口通道。
2.如權(quán)利要求1的裝置，其中所述盤(pán)體為一個(gè)基本上細(xì)長(zhǎng)的元件，包括第一和第二相對(duì)的縱向側(cè)表面和第一和第二相對(duì)的平面表面，經(jīng)所述第一平面表面可到達(dá)所述取樣管接受室，并限定了所述取樣管接受室的開(kāi)口上端。
3.如權(quán)利要求1的裝置，其中所述取樣管接受室部分地與所述流體入口通道和所述流體出口通道的標(biāo)記重疊。
4.如權(quán)利要求1的裝置，其中所述取樣管接受室包括一個(gè)取樣管載體表面和圍繞所述取樣管載體表面的直立的周壁。
5.如權(quán)利要求1的裝置，其中所述流體選自白水和合成白水。
6.如權(quán)利要求5的裝置，其中所述白水和所述合成白水是紙漿和造紙系統(tǒng)中所特有的。
7.如權(quán)利要求4的裝置，其中所述取樣管載體表面進(jìn)一步限定了與所述流體入口通道流體連通的流體入口。
8.如權(quán)利要求4的裝置，其中所述取樣管載體表面進(jìn)一步限定了與所述流體出口通道流體連通的流體出口。
9.如權(quán)利要求1的裝置，其中所述塔盤(pán)另外限定了一個(gè)與所述流體入口通道流體連通并與所述流體入口相對(duì)的流體入口小孔。
10.如權(quán)利要求9的裝置，其中所述塔盤(pán)含有流體加料導(dǎo)管，以將流體輸送通過(guò)所述流體入口小孔。
11.如權(quán)利要求1的裝置，其中所述塔盤(pán)另外限定了一個(gè)與所述流體出口通道流體連通并與所述流體出口相對(duì)的流體出口小孔。
12.如權(quán)利要求11的裝置，其中所述塔盤(pán)含有一個(gè)流體排出導(dǎo)管，用于將流體傳導(dǎo)通過(guò)所述流體出口小孔。
13.如權(quán)利要求4的裝置，其中所述取樣管載體表面為細(xì)長(zhǎng)的，其中所述流體入口和流體出口分別限定在它的相對(duì)端部。
14.如權(quán)利要求1的裝置，在所述取樣管接受室上的可移動(dòng)密封標(biāo)記處另外包括一個(gè)蓋子。
15.如權(quán)利要求14的裝置，在所述塔盤(pán)和蓋子之間另外包含了一個(gè)墊片，以進(jìn)一步密封所述取樣管接受室。
16.如權(quán)利要求14的裝置，另外包括多個(gè)所述取樣管接受室。
17.如權(quán)利要求1的裝置，另外包括一個(gè)取樣管。
18.如權(quán)利要求17的裝置，其中所述取樣管由不銹鋼制成。
19.如權(quán)利要求17的裝置，其中所述取樣管是基本上細(xì)長(zhǎng)的。
20.一種將取樣管置于流體中的裝置，包括一個(gè)基本上細(xì)長(zhǎng)的盤(pán)體，其限定了一個(gè)取樣管接受室、與所述取樣管接受室流體連通的一個(gè)流體入口通道，和與所述取樣管接受室流體連通的一個(gè)流體出口通道；其中所述取樣管接受室包括取樣管載體表面和圍繞所述取樣管載體表面的直立的周壁，其中所述取樣管載體表面限定了與所述流體入口通道流體連通的一個(gè)流體入口和與所述流體出口通道流體連通的流體出口；和其中所述塔盤(pán)另外限定了與所述流體入口相對(duì)的并與所述流體入口通道流體連通的流體入口小孔，和與所述流體出口相對(duì)的并與所述流體出口通道流體連通的流體出口小孔，由此所述盤(pán)體使流體進(jìn)入所述流體入口通道，接觸所述取樣管，并進(jìn)入所述流體出口通道。
21.如權(quán)利要求20的裝置，其中所述塔盤(pán)包括與所述流體入口小孔流體連通的流體加料導(dǎo)管。
22.如權(quán)利要求20的裝置，其中所述塔盤(pán)包括與所述流體出口小孔流體連通的流體排出導(dǎo)管。
23.如權(quán)利要求20的裝置，其中所述取樣管載體表面是細(xì)長(zhǎng)的，并且其中所述流體入口和所述流體出口限定在它的相對(duì)端。
24.如權(quán)利要求20的裝置，在所述取樣管接受室上面的可移動(dòng)密封標(biāo)記處另外包括一個(gè)蓋子。
25.如權(quán)利要求20的裝置，其中所述流體選自白水和合成白水。
26.如權(quán)利要求25的裝置，其中所述白水和所述合成白水是紙漿和造紙系統(tǒng)所特有的。
27.如權(quán)利要求24的裝置，在所述塔盤(pán)和所述蓋子之間另外載有一個(gè)墊片，用于進(jìn)一步密封所述取樣管接受室。
28.如權(quán)利要求20的裝置，另外包括多個(gè)所述取樣管接受室。
29.如權(quán)利要求20的裝置，另外包括一個(gè)取樣管。
30.如權(quán)利要求29的裝置，其中所述取樣管由不銹鋼制成。
31.一種測(cè)定用于研究在取樣管表面上的生物膜生長(zhǎng)及有機(jī)和無(wú)機(jī)材料的沉積的試劑的方法，包括如下步驟提供一個(gè)裝置，它調(diào)節(jié)流過(guò)所述取樣管表面上的流體，所述裝置包括一個(gè)限定取樣管接受室的盤(pán)體、一個(gè)與所述取樣管接受室流體連通的流體入口通道和一個(gè)與所述取樣管接受室流體連通的流體出口通道；將所述取樣管放置于所述取樣管接受室；和使流體流過(guò)所述取樣管。
32.如權(quán)利要求31的方法，其中所述試劑用于調(diào)節(jié)在所述取樣管表面上的生物膜生長(zhǎng)及有機(jī)和無(wú)機(jī)材料的沉積。
33.如權(quán)利要求31的方法，其中所述試劑用于調(diào)節(jié)所述取樣管表面的腐蝕。
34.如權(quán)利要求31的方法，另外包括在所述取樣管上測(cè)定生物膜生長(zhǎng)的步驟。
35.如權(quán)利要求31的方法，另外包括在所述取樣管上測(cè)定有機(jī)和無(wú)機(jī)材料的沉積的步驟。
36.如權(quán)利要求34的方法，其中所述測(cè)定步驟包括將所述取樣管染色和顯微檢查。
37.如權(quán)利要求31的方法，其中所述實(shí)施步驟另外包括引導(dǎo)所述流體通過(guò)所述流體入口通道。
38.如權(quán)利要求37的方法，其中所述實(shí)施步驟另外包括通過(guò)一個(gè)流體加料導(dǎo)管引導(dǎo)所述流體至所述流體入口通道。
39.如權(quán)利要求31的方法，其中所述實(shí)施步驟另外包括引導(dǎo)所述流體穿過(guò)所述取樣管并通過(guò)所述流體出口通道。
40.如權(quán)利要求31的方法，其中所述實(shí)施步驟另外包括引導(dǎo)所述流體從所述流體出口通道流出并通過(guò)流體排出導(dǎo)管。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種方法和裝置，用于測(cè)定不同試劑對(duì)生物材料(生物膜)的生長(zhǎng)、微生物影響的腐蝕及有機(jī)和無(wú)機(jī)污染物的沉積的影響。所述方法和裝置可以模擬在如應(yīng)用于紙漿和造紙工業(yè)中的工業(yè)設(shè)備表面上的生物污染物的生長(zhǎng)及有機(jī)和無(wú)機(jī)材料的沉積。所述設(shè)備由一個(gè)塔盤(pán)組成，它包括用于接受取樣管的凹陷區(qū)域，以及用于使液體樣品經(jīng)過(guò)取樣管的流體入口和流體出口。所述裝置的設(shè)計(jì)和構(gòu)造對(duì)于在選擇的環(huán)境條件下試驗(yàn)不同的抗微生物劑和其它試劑提供了很大的通用性。
文檔編號(hào)B01L3/00GK1446314SQ01813852
公開(kāi)日2003年10月1日 申請(qǐng)日期2001年7月12日 優(yōu)先權(quán)日2000年8月2日
發(fā)明者凱利·S·史密斯, 克勞迪婭·德蘇扎, 邁克·邁耶, 弗雷德·L·辛格爾頓 申請(qǐng)人:赫爾克里士公司