微藻高通量培养装置制造方法
【专利摘要】本实用新型提供一种微藻高通量培养装置，通过将水套式CO2培养箱、低温恒温水槽、CO2罐、微孔板、照明器件等进行巧妙连接，获得了一种可用于微藻高通量培养的装置，特别是可适用于胶球藻的高通量培养。其中的水套式CO2培养箱本身具备湿度调节功能，可以保证箱体湿度大于95％，而且可以控制CO2浓度，并可灵活的根据需要调节日光灯照射距离，从而可尽量减少微孔板中培养液凝结到板盖上的水汽，与低温恒温水槽联用，可较好的控制培养箱温度。
【专利说明】微藻高通量培养装置 【【技术领域】】
[0001] 本实用新型属于生物工程领域，具体涉及一种可用在微藻高通量筛选中的适用于 微藻高通量培养的装置。 【【背景技术】】
[0002] 微藻户外大规模培养一般米用开放池和密闭光生物反应器，多以自养方式，利用 光能吸收二氧化碳和氮源、磷源等营养物质进行光合作用。开放池培养系统投资成本较低， 多以跑道池形式，占用土地多，主要适用于对环境适应能力较强的藻株，易受到温度、光照 的限制和杂藻、微生物污染，用于大规模工业化生产，产量很难保持稳定。密闭光生物反应 器则是使用密闭容器或管道体系，配备光照设备、C0 2补充装置和搅拌设施等，设置一定的 温度、光强、C02通气量，可最大程度上提高藻细胞的生物量，有效防止外界微生物污染，生 产效率较开放池高，但反应器成本较高，灭菌困难，较难适合同时测定多个参数对微藻生长 影响的要求。实验室条件下培养微藻一般采用锥形瓶与摇床配合使用，多参数多平行实验 会耗费大量人力物力财力。
[0003] 高通量筛选技术是20世纪80年代发展起来的一种用于新化合物开发及目的菌种 选育等方面的高新技术。其基本特点是采用高密度的方法，快速平行地测定大量样本。
[0004] 目前，实验室用于藻类高通量培养的装置多数仍采取锥形瓶系统，通过设置合适 的温度、光强参数，辅以通气或摇床摇动培养微藻，常面临光照不均一等问题，无法实现真 正的高通量。高通量培养或筛选的基本特点应该是以微孔板为载体，微孔板培养体系包括 24孔、48孔、96孔等，在微量水平上对微藻生长和内含物（包括油脂）积累实现多参数多平 行的高通量评价，可大大缩短培养时间，节省培养空间，短时间内实现高通量、多参数及微 量化，提1?实验效率。
[0005] 有人采用光照培养箱结合微孔板进行高通量培养，但光照培养箱不能准确控制箱 体湿度，微孔板上会凝结大量水汽，导致培养基浓度增大，光能吸收率降低，更无法对个别 生长周期较长的藻种进行培养评价，存在水分蒸发、边缘效应、微生物污染及光照均一性等 众多问题。
[0006] 另外，有研究证明，适当提高培养环境中C02浓度，能显著提高藻细胞生长速率、微 藻的生物量和油脂含量。目前的微藻高通量培养装置均不能有效地控制培养环境中〇) 2浓 度，空气中0. 04%的C02含量成为其生长的一个重要限制因素。
[0007] 本实用新型的技术方案是在现有技术的基础进行改进获得的。其所用的水套式 C〇2培养箱、低温恒温水槽均为现有装置。现有的水套式C02培养箱本身配备有一控制面板， 其上设有多个按钮，包括C0 2培养箱设置按钮、C02培养箱校正按钮、C02培养箱电源按钮，其 本身还配备有温度传感器、湿度传感器、C0 2浓度传感器及控制器，是一种具备湿度调节、C02 浓度控制功能的培养装置。其水套夹层具有加热调节温度作用，但是不能降温、难以实现箱 体内温度保持在较低温度的水平。由于光照导致培养箱内部升温，因而其难以适用于一些 微藻的高通量培养，例如胶球藻的高通量培养。低温恒温水槽为现有的一种自带制冷和加 热的高精度恒温装置，且其液体容纳腔内的冷源可外引，具备制冷装置、温度传感器、控制 器和控制面板等构件，其控制面板上设有多个按钮，如温度调节按钮、循环控制按钮、电源 控制按钮等，使用方便。 【
【发明内容】
】
[0008] 针对上述问题，本实用新型的目的是提供一种微藻高通量培养装置，通过将水套 式C02培养箱、低温恒温水槽、C0 2罐、微孔板、照明器件等进行巧妙连接，获得了一种可用于 微藻高通量培养的装置，特别是可适用于胶球藻的高通量培养。其中的水套式C0 2培养箱 本身具备湿度调节功能，可以保证箱体湿度大于95%，而且可以控制C02浓度，并可灵活的 根据需要调节适当的日光灯数量和照射距离，达到改变光照强度的目的，同时也可尽量减 少微孔板中培养液凝结到板盖上的水汽，与低温恒温水槽联用，可较好的控制培养箱温度。
[0009] 为实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案如下：
[0010] 一种微藻高通量培养装置，包括水套式co2培养箱、低温恒温水槽、co2罐、微孔板 和照明器件。所述水套式co 2培养箱内部有装水的水套夹层，侧壁开设有co2进气孔以及水 套夹层进水口和水套夹层出水口，所述进气孔通过导气管连通所述co 2罐；所述水套夹层进 水口和水套夹层出水口通过水管分别与低温恒温水槽的出液口、进液口连通；所述微孔板 置于水套式co 2培养箱箱体内，所述照明器件固定于水套式co2培养箱的箱体内且位于微孔 板上方。
[0011] 所述微藻高通量培养装置还包括微孔板振荡器，所述振荡器置于水套式C02培养 箱箱体内，所述微孔板置于微孔板振荡器的顶部。
[0012] 进一步的，所述水套式C02培养箱箱体内有隔板和固定于两个相对的内侧壁上安 装隔板的卡槽对，所述照明器件固定于隔板上。
[0013] 所述卡槽对有多对，分布于所述水套式C02培养箱箱体内的不同高度。
[0014] 优选的，所述隔板为表面设有多个通孔的多孔平板。
[0015] 优选的，所述照明器件为日光灯。
[0016] 优选的,所述微孔板为48孔板，材质采用聚苯乙烯。
[0017] 所述微藻可为但不限于胶球藻。
[0018] 本实用新型的有益效果是：
[0019] (1)本实用新型采用水套式co2培养箱和低温恒温水槽联用，有利于使水套式co 2 培养箱箱体内的温度更为稳定，特别是可以实现在较低温度水平的稳定。
[0020] (2)本实用新型提供的微藻高通量培养装置，其水套式C02培养箱和C0 2罐连接， 可以定量补充C02培养箱箱体内的C02浓度。适当补充C0 2浓度可以显著提高微藻的生长 和内含物（如油脂）的积累能力，有利于缩短培养周期，提高培养效率。
[0021] (3)本实用新型提供的微藻高通量培养装置，其水套式0)2培养箱的箱体内两个相 对的内侧壁上设有多对处于不同高度的用于安装隔板的卡槽对，通过将隔板安装于不同高 度的卡槽对上，可以方便灵活的根据需要调整照明器件的安装高度，从而达到调整光照强 度的效果。
[0022] (4)本实用新型提供的微藻高通量培养装置，其微孔板优选采用48孔微孔板，相 比于24孔板，其可更好的实现高通量培养，而相比于96孔板，其可更大程度的降低因水分 蒸发而产生的检测误差，材质采用聚苯乙烯微孔板对微藻生长无抑制作用。
[0023] (5)利用本实用新型中微孔板振荡器可对微孔板进行振荡，从而使微孔板内的培 养液更为均匀，可很好的保证微孔板体系行间和列间的平行性，结构简单，使用方便。
【专利附图】
【附图说明】
[0024] 图1是本实用新型实施例1的结构示意图；
[0025] 图2是本实用新型实施例1的局部剖视图；
[0026] 图3是本实用新型实施例中48微孔板排列布置图；
[0027] 图4是本实用新型实施例2中高通量培养条件下胶球藻不同行间和孔间的生长差 异情况
[0028] 图中：1 :水套式C02培养箱，2 :低温恒温水槽，3 :导气管，4 :C02罐，5 :日光灯，6 : 水套夹层，7 :微孔板振荡器，8 :48孔微孔板，9 :卡槽对，10 :水管，11 :C02培养箱设置按钮， 12 :C02培养箱校正按钮，13 :C02培养箱电源开关，14 :进气口，15 :隔板，16:水套夹层进水 口，17 :水套夹层出水口，18 :控制面板，21 :低温恒温水槽温度调节按钮，22 :低温恒温水槽 循环控制按钮，23 :低温恒温水槽电源开关，24 :出液口，25 :进液口。 【【具体实施方式】】
[0029] 上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了更清楚地说明本实用新型的技术 方案，下面将结合附图和实施例，对本实用新型作进一步描述。
[0030] 实施例一
[0031] 如图1、2所示，本发明提供一种用于高通量培养微藻的装置，包括水套式C02培养 箱1、低温恒温水槽2、C0 2罐4、微孔板振荡器7、微孔板8、和日光灯5。低温恒温水槽箱体 内设有液体容纳腔和循环泵，液体容纳腔用于容纳冷却水，在低温恒温水槽箱体上设有与 液体容纳腔连通的出液口 24和进液口 25。水套式C02培养箱1的箱体内侧壁和外侧壁之 间设有水套夹层6,水套夹层内填充有水，在水套式C0 2培养箱1的外侧壁上还开设有水套 夹层进水口 16和水套夹层出水口 17,通过水管10分别与低温恒温水槽的出液口 24、进液 口 25连通，从而实现与水套式C02培养的水套夹层6与低温恒温水槽的连通。打开低温恒 温水槽的电源开关23,通过低温恒温水槽循环控制按钮22启动低温恒温水槽中的循环泵， 低温恒温水槽的液体容纳腔内的液体和水套式C0 2培养箱的水套夹层6内的液体在循环泵 的作用下通过水管10、水套夹层进水口 16、水套夹层出水口 17、出液口 24和进液口 25形成 循环液流；通过低温恒温水槽温度调节按钮21调节温度（温度设定为8-18°C，可保证培养 箱内温度恒定在22-28°C )，从而起到调节及恒定水套式C02培养箱1箱体内温度的作用。
[0032] 水套式C02培养箱1的箱体侧壁开设有C02进气孔14, C02罐4通过导气管3连通 水套式C02培养箱1的C02进气孔16,从而可将C0 2罐1内的C02通过导气管3输送至水套 式C02培养箱1的箱体内。水套式C0 2培养箱具有控制面板18,所述控制面板18上设有调 节和控制C02进气量及温度的设置按钮11、起校正作用的校正按钮12和电源按钮13。
[0033] 微孔板振荡器7置于水套式C02培养箱1的底部，48孔聚苯乙烯微孔板8置于微 孔板振荡器7顶部，微孔板振荡器7可对微孔板8进行振荡，从而使微孔板8内的培养液更 为均匀。安装在卡槽9中的带有多个通孔的隔板15的下表面上均匀分布4个日光灯5,所 述日光灯5位于距离微孔板8上边沿的上方13cm处。
[0034] 实施例二
[0035] 本实施例为采用实施例1的高通量微藻培养装置进行胶球藻高通量培养的应用 例。
[0036] 将处于对数生长期的胶球藻C-169接种到48孔聚苯乙烯微孔板8中后，将微孔板 8置于实施例1所述的装置中的微孔板振荡器7上，进行振荡培养。其中，将水套式C0 2培 养箱1中空气湿度设定为96%，控制箱体内温度为25°C，平均光照强度为21501x，C02浓度 为2% ;所述微孔板振荡器7的振荡速率为600r/min。
[0037] 48孔微孔板的排列布置图如图3所示，共设置A、B、C、D、E、F共6个梯度，6个梯 度是指培养基内组分或添加物浓度的变化率，即设置6个浓度值，每个梯度4个平行，周围 24个孔分别加入lmL培养基，减少实验过程中藻液的水分挥发，防止产生边缘效应。
[0038] 使用FLUOstar OPTIMA多功能酶标仪在690nm波长处测定48孔板中胶球藻C-169 的吸光值（线性范围0-4. 5)，制作生长曲线。比生长速率w = (lnODflnOD^/t，其中0D2 和分别是培养开始和结束后测得的0D69(i值，t为培养时间间隔，单位为cf1。
[0039] 由胶球藻C-169在微孔板体系中的生长曲线图3中可见，行间生长状况并无显著 差异，同行孔间差异均小于10%，差异不显著（P < 〇. 05)，说明此培养体系是均一稳定的。 在C02培养箱中的微孔板表面无积水现象，培养结束后水分蒸发量小于总体积的5%，生长 繁殖情况良好。
[0040] 以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用 新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本实用新型的包 含范围之内。
【权利要求】
1. 一种微藻高通量培养装置，包括水套式C02培养箱（1)、低温恒温水槽（2)、C0 2罐 (3)、微孔板（8)和照明器件（5)，其特征在于：所述水套式C02培养箱（1)内部有装水的 水套夹层￠)，侧壁开设有C02进气孔（14)以及水套夹层进水口（16)和水套夹层出水口 (17)，所述进气孔（14)通过导气管（3)连通所述0)2罐（4);所述水套夹层进水口（16)和 水套夹层出水口（17)通过水管（10)分别与低温恒温水槽的出液口（24)、进液口（25)连 通；所述微孔板（8)置于水套式C0 2培养箱（1)箱体内，所述照明器件（5)固定于水套式C02 培养箱（1)的箱体内且位于微孔板（8)上方。
2. 根据权利要求1所述的微藻高通量培养装置，其特征在于：还包括微孔板振荡器 (7)，所述振荡器（7)置于水套式C02培养箱（1)箱体内，所述微孔板（8)置于微孔板振荡 器（7)的顶部。
3. 根据权利要求1或2所述的微藻高通量培养装置，其特征在于：所述水套式C02培养 箱（1)箱体内有隔板（15)和固定于两个相对的内侧壁上安装隔板（15)的卡槽对（9)，所述 照明器件（5)固定于隔板（15)的下表面。
4. 根据权利要求3所述的微藻高通量培养装置，其特征在于：所述卡槽对（9)有多对， 分布于所述水套式C02培养箱（1)箱体内的不同高度。
5. 根据权利要求3所述的微藻高通量培养装置，其特征在于：所述隔板（15)为表面设 有多个通孔的多孔平板。
6. 根据权利要求3中任一项所述的微藻高通量培养装置，其特征在于：所述照明器件 (5)为日光灯。
7. 根据权利要求3中任一项所述的微藻高通量培养装置，其特征在于：所述微孔板（8) 为48孔板，材质采用聚苯乙烯。
8. 根据权利要求1所述的微藻高通量培养装置，其特征在于：所述微藻为胶球藻。
【文档编号】C12R1/89GK203947101SQ201420378727
【公开日】2014年11月19日 申请日期:2014年7月9日 优先权日:2014年7月9日
【发明者】魏东, 李露 申请人:华南理工大学