专利名称：一种微生物固态补料连续培养用培养器皿的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种培养器皿，特别涉及一种适用于动力学研究的微生物固态补料连续用培养器皿。
背景技术：
固态培养是一种传统的发酵生产方式，由于其具有成本低、预处理简单、设备体积小、能耗低、产物浓度高、生产废弃物少且易处理等特点，已被广泛用于多种酶和菌体孢子的生产。工业固态发酵一般都以天然固态基质为底物，与液态发酵相比，由于(1)天然基质的组成复杂，底物消耗或产物生成情况难以定量；(2)菌丝体与基质紧密结合，生物量的测定非常复杂且不准确，故很难对微生物的生长和代谢过程进行定量研究。此外，连续发酵是获得高浓度菌体或提高产品生物效率的有效途径，液态发酵中补料培养通常可以提高生产效率，但在传统的固态培养体系中，补加固态物质会增加培养基的体积与表面积，补加液体物质则会影响培养体系的湿度，故不能准确判断出所加物质对菌体生长或代谢产物形成的真正影响；而且，传统的固态发酵过程所用原料多为不溶性物料，整个发酵体系不可能像液体发酵那样均匀一致，而且微生物与物料结合紧密，难以分离，因而难以对整个发酵过程的动力学进行准确研究。这样，就很难对固态发酵过程进行准确控制，从而给固态发酵规模的扩大及其发酵过程的自动化控制带来很大的不便。加之菌体与物料的紧密结合，菌丝体会伸入培养基内部生长，菌体产生的亲水性代谢物质一般都会进入培养基中的液体里从而不利于对菌体生长情况、代谢产物量进行方便、快速、准确的测定，这种培养体系无法用于微生物固态培养的动力学研究。
Weber等人提出用低凝固点的卡拉胶代替琼脂来研究丝状真菌的固态培养过程。结果发现，采用这种方法虽然能够将菌丝体与培养基分开，但是严重影响了菌体对培养基中矿质离子的吸收与利用。
Ooijkaas等人也曾利用尼龙膜培养法实现了菌体与固态琼脂培养基的成功分离，这种培养体系不能用于固态补料培养和连续培养过程的动力学研究。
2000年，Lydia等人指出，隋性支撑体在用于固态培养体系改良方面具有很大的应用潜力与优势，将这些支撑体浸泡在液体培养基中能营造出一种既类似于固态培养，又与液态培养有一定相似之处的培养体系，它兼具有两种培养体系的优点。
2004年，师俊玲等提出了膜转移培养技术，并提出用浸有培养基的脱脂棉支撑体系与微孔滤膜相配合从而达到固态分批培养和连续培养过程的思路。
综上所述如果能将Ooijkaas和Lydia及师俊玲的思想结合起来，研制出一种可以方便地加入新料和抽取旧料的培养器皿，就可以在培养基表面积维持恒定的条件下，研究丝状菌的固态补料培养，乃至连续培养过程。至今为止，还未见针对于固态补料培养或连续培养过程动力学研究用的培养器皿问世。
以下是申请人检索到的相关文献1.用于丝状菌固态培养研究的膜培养技术师俊玲，李寅，陈监(江南大学教育部工业生物技术重点实验室，江南大学生物工程学院，江苏无锡214036)；2.Pandey A，固体发酵，生物工程杂志，2003，13(2-3)81-84；3.Ooijkaas LP，Ifoeng CJ，Tramper J，Buitelaar RM，从葡萄糖中获得的不同氮来源和从淀粉中获得的碳来源在固体发酵得到的盾壳霉产品，生化书信，1998，20(8)785-788；4.Adams TTa，Eiteman MAa，Hanel BMa，在微栲的固态发酵下生产微控制产品，微来源技术，2002，82(1)33-41；5.Weber FJ，Tramper J，Rinzema A.在kappa-carrageenan(角叉藻聚糖)，固体培养时生物量大量恢复，生化工程，1999，13(1)55-58；6.Weber FJ，Tramper J，Rinzema A.培养盾壳霉的kappa-carrageenan凝胶发酵中镁离子的有效性，微生物研究2000，104(1)73-76；7.Ooijkaas LP，Buitelaar RM，Tramper J，Rinzema A.在琼脂基质上的盾壳霉的生长和孢子形成的化学计量学动力学.生物科技和生物工程学，2000，69(3)292-3008.Stoneman WF.盾壳霉有效控制核盘霉病毒，植物病理学，2002，92(6Supplement)S105；9.Dillard HR，Cobb AC盾壳霉在菌核体的寄生，植物病理学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.盾壳霉的发酵、应用和销售微生物学和生物科技，2001，56(1-2)58-68；11.McQuilken MP，Budge SP，Whipps JM.培养基和环境因素对无性孢子的，分生孢子的发芽、分生孢子器的生产、盾壳霉的菌丝的延长效果，微生物研究，1997，101(1)11-17；12.Lydia P，Ooijkaas FJ，Weber RM，Buitelaar JT，ArjenR，固态发酵系统的潜力，Tibtech August2000，18356-360。
发明内容
本实用新型的目的在于，提供一种可用于微生物固态连续培养的动力学研究，特别是丝状菌固态补料连续培养的动力学研究用的培养器皿，其在微生物培养过程中可以将菌丝体与固态基质分开且可实现固态连续培养；从而使该培养器皿在实验室条件下能用于微生物特别是丝状菌固态培养过程动力学研究，其在丝状菌固态培养过程的定量研究中具有很大的应用潜力与优势，尤其适用于菌体的高密度培养研究。所得新式培养器皿将膜培养与隋性支撑体体系结合使用，更适用于对固态补料/连续培养动力学进行详细、准确的定量研究。
为了实现上述目的，本实用新型采取的技术方案是，微生物固态补料连续用培养器皿，由皿体、皿颈和皿盖组成，其特征在于，皿体沿直径上下对应分别设置有液料进口和液料出口，在皿体的上沿还设有和皿体相配合的皿颈，皿颈为异型管状结构且设置有载膜台，皿颈的小端的外磨口与皿体的内径配合，所述的皿盖为双层结构并同心设置。
本实用新型的其他特点是所述的皿颈的小端与皿体的内径通过磨口对磨配合连接，磨口的对磨锥度约为1∶8.
所述双层的皿盖为两个直径不同并带有中心孔的皿盖组成，在中心孔上有螺杆状中轴，双层皿盖的连接通过螺杆状中轴上的垫片调节内外层高度。
或将皿盖直接烧制成双层结构。
皿盖的内层与皿颈的大端内径配合，皿盖的外层与皿颈的大端外径配合。
所述的培养器皿采用玻璃或耐高温塑性材料料为制作材料。
本实用新型的微生物固态补料连续培养用培养器皿，采用膜培养与隋性支撑体体系结合使用形成了一个微生物尤其是丝状菌封闭式固态补料/连续培养体系，其利于在固态培养中对菌体的生长条件进行人为调控，有利于对其中的菌体生长代谢过程进行深入研究。
图1是本实用新型的整体组合结构剖视图；图2是图1的俯视图；图3是本实用新型的分解示意图。
以下结合附图和本实用新型应用原理对本实用新型作进一步的详细说明。
具体实施方式
参见附图1～3，本实用新型的微生物固态补料连续培养用培养器皿，主要用于固态动力学，特别是固态补料/连续培养过程动力学详细、准确的定量研究。它由皿盖1、皿颈2、皿体3组成。皿体3的沿直径的在皿体上下分别设置有液料进口4和液料出口5，在皿体的上沿还设有和皿体相配合的皿颈2，皿颈2为异型管状结构，且设置有载膜台6，其小端与皿体3的内径以磨口对磨配合，皿盖1为双层结构并同心设置。
皿盖1采用双层有机封接组合结构，其可有效隔离污染源减少污染，皿盖与中部皿颈调节配合可固定微孔滤膜使膜放置平整，且能有效地与培养基分隔，避免培养基过量时从膜边缘流入膜上；其中内层盖，其中部有一圆孔，其孔径约为10mm；外层盖，其中部也有一圆孔，孔径同内层盖，两盖由中轴连接，中轴由耐高温杀菌的材料加工成螺杆状，用于连接内外层盖，连接时可通过中轴上的垫片调节内外层盖的高度。
也可以将皿盖1直接烧制成双层结构。
皿体3沿外径的上下设有料液进口4和料液出口5，料液进口4可通过橡皮管与进料装置连接。
皿颈2的小端与皿体2的内径通过磨口配合，磨口的锥度为1∶8，且经磨口配合后不渗漏水。
皿盖1的内层与皿颈2的大端内径配合，皿盖1的外层与皿颈2的大端外径配合。
培养器皿采用玻璃或耐高温塑性材料料为制作材料。
本实用新型的微生物固态补料连续培养用培养器皿，用玻璃为生产原料，其在中小规模生产时可用模具及人工吹制，可采用原料有JJ-17#，95，B40等高温料，造价约为15.00～20.00元/个；若用于大规模生产其制作可完全用模具实现，可采用中性料进行制作，造价会相应减少。因此，这种新型培养器皿具有很大的开发利用潜力。
使用本实用新型时，通过与其相配套使用的膜材料及惰性支撑体的选择，根据实验的目的制备所需培养液，如PDB等。培养器皿的培养用微孔滤膜可选用孔径为0.45μm，＝90mm的CA(醋酸纤维膜)、CN(硝酸纤维)、CN-CA(混合纤维素)、JN 66(尼龙6)、PP(聚丙烯膜)、PES(聚醚砜)、等膜材料，并以GF(玻璃纤维膜)或滤纸为分散培养液介质。
培养用惰性支撑体可选用的惰性支撑体，有脱脂棉、脱脂纱布、海绵，培养用惰性支撑体装到皿颈大端的载膜台6上。
使用本实用新型的培养皿操作步骤1、培养皿洗净烘干，培养液制备，膜的活化与烘干(请按厂家膜使用说明书对膜进行操作)。
2、培养器皿与惰性支撑体及膜的装配，将主体与皿颈磨合，取适量惰性支撑体------脱脂棉(约9g-9.5g/皿)，脱脂纱布(约19g-22g/皿)，海绵(刚好装到皿颈的载膜台处)剪成饼状加入皿中并放置平整。然后将处理好的膜用镊子轻轻的放在皿中，并用双层盖将膜压放平整。
3、整体用报纸包裹杀菌(121℃，30min热蒸气杀菌---常规杀菌法)。
4、干燥(烘箱热风干燥)，要求报纸充分干燥后方可取出使用。
5、加入培养液，可用蠕动泵直接泵入，也可人工用注射器注射式实现。注意加液后要使膜充分湿润后方可接种。
6、接种，采用菌悬液涂布法接种，接种量同一般培养皿。
7、连续培养(连续培养动力可采用蠕动泵，或也可人工用注射器注射式--实现歇式连续培养)。
8、检测，①取下微孔滤膜烘干后刮下菌体称重；②取下微孔滤膜用研钵磨下膜上菌体后定容记数；③直接挤抽出惰性支撑体中的培养液培养液进行检测。
9、惰性支撑体的回收利用，把其中的培养液挤出、用水洗干净、烘干后贮存备用。
权利要求1.一种微生物固态补料连续培养用培养器皿，由皿体、皿颈和皿盖组成，其特征在于，皿体沿直径上下对应分别设置有液料进口和液料出口，在皿体的上沿还设有和皿体相配合的皿颈，皿颈为异型管状结构且设置有载膜台，皿颈的小端的外磨口与皿体的内径配合，所述的皿盖为双层结构并同心设置。
2.如权利要求1所述的微生物固态补料连续培养用培养器皿，其特征在于，所述的皿颈的小端与皿体的内径通过磨口对磨配合，磨口的锥度为1∶8。
3.如权利要求1所述的微生物固态补料连续培养用培养器皿，其特征在于，所述的皿盖的内层与皿颈的大端内径配合，皿盖的外层与皿颈的大端外径配合。
4.如权利要求1所述的微生物固态补料连续培养用培养器皿，其特征在于，所述的培养器皿采用玻璃或耐高温塑性材料料为制作材料。
5.如权利要求1所述的微生物固态补料连续培养用培养器皿，其特征在于，所述双层的皿盖为两个直径不同并带有中心孔的皿盖组成，在中心孔上有螺杆状中轴，双层皿盖的连接通过螺杆状中轴上的垫片调节内外层高度。
6.如权利要求1所述的微生物固态补料连续培养用培养器皿，其特征在于，所述的皿盖为直接烧制的双层结构。
专利摘要本实用新型公开了一种微生物固态补料连续培养用培养器皿，包括皿体、皿颈和皿盖，其特征在于，皿体上下分别设置有液料进口和液料出口，在皿体的上沿还设有和皿体相配合的皿颈，皿颈为异型管状结构且设置载膜台，其小端与皿体的内径配合，所述的皿盖为双层结构并同心设置。本实用新型的微生物固态补料连续培养器皿，和膜培养与隋性支撑体体系结合使用实现了丝状菌封闭式固态补料/连续培养，利于在固态培养中对菌体的生长条件进行人为调控，有利于对其中的菌体生长代谢过程进行深入研究。更适用于对固态补料/连续培养动力学进行详细、准确的定量研究。
文档编号C12M3/00GK2813625SQ2005200787
公开日2006年9月6日 申请日期2005年5月12日 优先权日2005年5月12日
发明者王向丽, 曲直, 闫梅梅, 朱从会, 师俊玲 申请人:西北农林科技大学