一种生物膜培养及采集装置的制造方法
【专利摘要】一种生物膜培养及采集装置，属于环境科学技术领域。由长方体形的盒式结构、生物膜采集器和载玻片组成；盒式结构由盒盖和盒体组成，其中盒盖由2个盒盖横挡条和2个盒盖侧挡条顺次连接构成框架结构；盒体由2个盒体中部横挡条、2个盒体底部横挡条、4个盒体立支柱、4个盒体侧挡条构成，1个盒体中部横挡条和1个盒体底部横挡条安装在2个盒体立支柱间，4个盒体立支柱再由4个盒体侧挡条顺次连接构成框架结构，生物膜采集器紧贴在载玻片的表面。该装置适用于野外或实验室内培养及采集生物膜，应用范围广；为透光的开放体系，使得培养条件接近自然状态，有利于生物膜生长；便于生物膜的快速采集，提高工作效率。
【专利说明】
一种生物膜培养及采集装置
技术领域
[0001 ]本实用新型属于环境科学技术领域，具体涉及一种生物膜培养及采集装置。
【背景技术】
[0002] 自然水体生物膜是由一种或多种微生物构成的膜状集合体，它形成于人工或自然 环境中，广泛的存在于各种水下基质表面。它包括自养(藻类等)和异养(病毒、细菌、真菌、 原生动物等)微生物、胞外聚合物以及来自水体的各种有机物和无机物。生物膜具有较强的 吸附能力，它的存在改变了原有基质对污染物的吸附特性，对污染物在水体中的迀移转化 起着重要作用。
[0003] 培养并采集生物膜是生物膜相关研究的工作基础，一种便捷的生物膜培养采集装 置有利于研究工作的顺利进行。现已有专利"玻载生物膜培养装置"（专利号:01202517.8)， 该装置适用于培养玻载生物膜，即生物膜生长于载玻片上。但对生物膜进行理化性质分析 (如对生物膜进行元素分析、总有机碳测定等）、组分分离(如提取胞外聚合物等)等实验研 究时，需要将生物膜从载玻片上刮下进行研究。原有专利"玻载生物膜培养装置"并无生物 膜刮取采集功能，这使得在刮取生物膜的过程中耗费较多时间。本实用新型在原有专利基 础上，对"玻载生物膜培养装置"中的各组件的尺寸及构造进行重新设计，并添加了生物膜 采集装置，便于生物膜的培养及采集。 【实用新型内容】
[0004] 本实用新型的目的是提供一种生物膜培养及采集装置，使生物膜在载玻片上生 长，并采用生物膜采集器刮取生物膜，供实验研究使用。本实用新型采用一种开放的盒式结 构，将载玻片和生物膜采集器放在盒式结构内，盖上盒盖，置于水中培养生物膜。
[0005] 本实用新型所述的一种生物膜培养及采集装置，其特征在于：由长方体形的盒式 结构、生物膜采集器1和载玻片2组成(如图1)。盒式结构由盒盖和盒体组成，保证了在开放 体系中培养生物膜。其中盒盖由2个盒盖横挡条3和2个盒盖侧挡条4顺次连接构成框架结 构;盒体由2个盒体中部横挡条5、2个盒体底部横挡条6、4个盒体立支柱7、4个盒体侧挡条8 构成，1个盒体中部横挡条5和1个盒体底部横挡条6安装在2个盒体立支柱7间，4个盒体立支 柱7再由4个盒体侧挡条8顺次连接构成框架结构。
[0006] 本实用新型可采用有机玻璃为制作原料(有机玻璃的厚度为2~3毫米），用三氯甲 烷等有机溶剂粘合。制作材料透光，保证光线可透过本装置，使得生物膜的生长更接近自然 状况。
[0007] 进一步地，生物膜采集器1由拉杆9和刮板10组成，其结构如图2、图3所示。刮板10 由2个斜面刮片13、2个端面挡片11和1个底板14构成无盖的梯形体结构，梯形体结构的上边 长度大于底边长度。在端面挡片11的外侧面上设置有向外凸起的圆柱体12,该圆柱体12可 将生物膜采集器1固定在生物膜培养及采集装置的盒式结构中。斜面刮片13为上薄下厚的 楔形结构(如图4)，边缘尖锐。拉杆9为柱状(圆柱或方柱)结构，安装于底板14的中心位置。
[0008] 进一步地，盒盖横挡条3由盒盖上挡条17、在盒盖上挡条17下面安装的盒盖背挡条 15,在盒盖背挡条15内侧安装的多个盒盖挡片16组成，相邻的两个盒盖挡片16间具有一定 的距离，形成缝隙，可用于插入载玻片2;盒盖上挡条17和盒盖背挡条15将多个盒盖挡片16 的顶面和后面遮挡住，保证载玻片2不会从盒盖挡片16间的缝隙中滑出，其结构如图5所示 (以相邻的两个挡片为例，图中只画出了两个盒盖挡片的情形）。盒盖侧挡条4的尺寸应满足 使载玻片2可插入盒盖内。
[0009] 进一步地，盒体中部横挡条5由中部背挡条18和多个中部横挡片19构成，其结构图 6所示（以相邻的两个挡片为例，图中只画出了两个中部横挡片的情形）。多个中部横挡片19 安装在中部背挡条18的内侧面上，相邻的两个中部横挡片19间具有一定的距离，形成缝隙， 可用于插入载玻片2;中部横挡片19的数量、缝隙的位置及其间距与盒盖挡片16的数量、缝 隙的位置及间距相同。在每个中部横挡片19上还设置有竖直的凹槽，凹槽的尺寸以及该凹 槽与相对凹槽间（设置于另一个中部背挡条内侧面上安装的中部横挡片上）的距离应满足 使同一个刮板10的2个端面挡片11上两个圆柱体12的端面与凹槽内表面相切，也应当便满 足使生物膜采集器1的固定及方便取出。该凹槽的位置应当满足使生物膜采集器1的斜面刮 片13紧贴载玻片2的表面。
[0010] 进一步地，盒体底部横挡条6由底部背挡条20、底部横挡片21和底部挡条22构成， 其结构如图7所示（以相邻的两个挡片为例，图中只画出了两个底部横挡片的情形）。底部横 挡片21为多个，安装在底部背挡条20的内侧面上，邻的两个底部横挡片21间具有一定的距 离，形成缝隙，可用于插入载玻片2;底部挡条22与底部背挡条20垂直，安装在底部背挡条20 和底部横挡片21的下面，保证生物膜采集器1及载玻片2不会从底部横挡片21的凹槽及相邻 底部横挡片21的缝隙中滑出。底部横挡片21的数量、缝隙的位置及其间距与盒盖挡片16的 数量、缝隙的位置及间距相同；在每个底部横挡片21上同样设置有竖直的凹槽，该凹槽的位 置与在中部横挡片19上设置的凹槽的位置相同；凹槽的尺寸以及相对凹槽间（设置于另一 个底部背挡条内侧面上安装的底部横挡片上）的距离应满足使同一个刮板10的2个端面挡 片11上两个圆柱体12的端面与凹槽内表面相切，也应当便满足使生物膜采集器1的固定及 方便取出。该凹槽的位置应当满足使生物膜采集器1的斜面刮片13紧贴载玻片2的表面。此 外，底部挡条22的高度应满足当生物膜采集器1插入底部横挡片21中的凹槽时，生物膜采集 器1的底板14与底部挡条22的底面位于同一水平面。
[0011] 进一步地，要求盒盖横挡条3、盒体中部横挡条5和盒体底部横挡条6的长度相同， 盒盖侧挡条4和盒体侧挡条8的长度相同，同时盒体的尺寸应满足可插入生物膜采集器1和 载玻片2的要求。此外，盒体与盒盖的尺寸要匹配，当盒盖盖在盒体上时，盒盖侧挡条4位于 盒体侧挡条8的正上方，并保证载玻片2可插入盒盖中相邻两个盒盖挡片16的缝隙内。
[0012] 进一步地，将生物膜采集器1插入盒体，使得生物膜采集器1中侧面凸起的圆柱体 12从盒体中部横挡条5的凹槽内穿过，并能够固定在盒体底部横挡板6的凹槽内；载玻片2插 在相邻的两个中部横挡片19和两个底部横挡片21的缝隙间。凹槽和缝隙间的距离要求生物 膜采集器1的斜面刮片13能够紧密地贴合在载玻片2的表面，便于从载玻片2上刮取生物膜， 并可将刮下的生物膜截留在生物膜采集器1内，便于生物膜的收集。其位置关系如图8所示 (以一个生物膜采集器1和一片载玻片2为例）。
[0013] 本实用新型具有如下优点：
[0014] 1、该装置适用于野外或实验室内培养及采集生物膜，应用范围广；
[0015] 2、该装置为透光的开放体系，使得培养条件接近自然状态，有利于生物膜生长；
[0016] 3、该装置具有生物膜采集器，便于生物膜的快速采集，提高工作效率。
【附图说明】
[0017] 图1:生物膜培养及采集装置组件分解示意图；
[0018] 图2:生物膜采集器结构示意图；其中，图(a)为主视图；图（b)为侧视图；图（c)为俯 视图；图（d)为立体图；
[0019] 图3:刮板的结构不意图；其中，图（a)为主视图；图（b)为侧视图；图（c)为俯视图； 图（d)为立体图；
[0020] 图4:刮板中斜面刮片的结构不意图；其中，图(a)为主视图；图（b)为侧视图；图（c) 为俯视图；图（d)为立体图；
[0021] 图5:盒盖横挡条的结构示意图（以相邻的两个挡片为例，图中只画出了两个盒盖 挡片的情形）；其中，图(a)为主视图；图(b)为侧视图；图（c)为俯视图；图（d)为立体图；
[0022] 图6:盒体中部横挡条的结构示意图（以相邻的两个挡片为例，图中只画出了两个 中部横挡片的情形）；其中，图（a)为主视图；图（b)为侧视图；图（c)为俯视图；图（d)为立体 图；
[0023] 图7:盒体底部横挡条的结构示意图（以相邻的两个挡片为例，图中只画出了两个 底部横挡片的情形）；其中，图（a)为主视图；图（b)为侧视图；图（c)为俯视图；图（d)为立体 图；
[0024]图8:载玻片及生物膜采集器的位置关系示意图（装置中插有一个生物膜采集器和 一片载玻片）；
[0025]图9:生物膜培养及采集装置。
【具体实施方式】
[0026] 实施例1:可装19片51X76X1毫米载玻片的生物膜培养及采集装置的制作
[0027] 采用有机玻璃为原料制作生物膜培养及采集装置，用三氯甲烷等有机溶剂粘合。 具体制作步骤及使用方法如下。
[0028] 1、生物膜采集器的制作
[0029]按图2、图3和图4所示，制作生物膜采集器1。制作20根高为90毫米、底面半径为1毫 米的圆柱体拉杆9。按图3和图4所不制作刮板10，刮板10底部设置有底板14 (1个），侧面设置 有斜面刮片13(2个）、端面设置有端面挡片11(2个），粘合后构成无盖的梯形体，上底边长度 大于下底边长度，可用于刮取并截留生物膜。端面挡片11的厚度为1毫米，其形状为等腰梯 形，上底与下底的长分别为10毫米和6毫米，高为5毫米。将圆柱体12粘合于端面挡片11上 (底面圆切于等腰梯形的上底中点处），该圆柱体12可将生物膜采集器1固定在生物膜培养 及采集装置内。圆柱体12的高为1.5毫米，底面圆的半径为1毫米。梯形体刮板10的底板14尺 寸为43X6X1毫米，将底板14与端面挡片11粘合，根据剩余两个斜面的角度和长度制作楔 形的斜面刮片13(2个，尺寸如图4所示），并将其与端面挡片11、底板14相粘合，制成无盖梯 形体刮板(共需制作20个）。将上述圆柱体拉杆9粘合到底板14的中央位置(如图2)，至此生 物膜采集器1制作完成(共20个）。
[0030] 2、盒盖的制作
[0031]按图5制作生物膜培养及采集装置的盒盖。将20片盒盖挡片16(10X10X3毫米)粘 合到尺寸为219 X 10 X 2毫米的盒盖背挡条15上(共2条，每条上安装有20片盒盖挡片16)，相 邻盒盖挡片16的间距为1毫米。盒盖上挡条17(共2条)的尺寸为219X5X2毫米，将其垂直粘 合于上述盒盖背挡条15(共2条）的上表面，使得盒盖背挡条15和盒盖上挡条17包围盒盖挡 片16相邻的两个面，制成盒盖横挡条3，盒盖横挡条3可避免载玻片2从生物膜培养及采集装 置中滑落(位置关系参照图5)。采用盒盖侧挡条4(共2个，55X2X2毫米)连接盒盖横挡条3 (共2条），构成盒盖。
[0032] 3、盒体的制作
[0033]按图6、图7制作生物膜培养及采集装置的盒体。按图中的三视图制作40个中部横 挡片19和40个底部横挡片21(挡片尺寸为10X10X3毫米，挡片上具有凹槽，凹槽尺寸为10 X2X1.5 毫米)。
[0034]将40片中部横挡片19分别粘合到尺寸为219X10X2毫米的中部背挡条18上(共2 条，每条中部背挡条18上粘合20个中部横挡片19)，相邻中部横挡片18的间距为1毫米，制成 盒体中部横挡条5 (共2条）。
[0035]将40片底部横挡片21分别粘合到尺寸为219X10X2毫米的底部背挡条20上(共2 条，每条底部背挡条20上粘合20个底部横挡片21)，相邻底部横挡片21的间距为1毫米。将尺 寸为219 X 5 X 3毫米底部挡条22(共2条)垂直粘合于底部背挡条20(共2条）的下表面上，使 得底部背挡条20和底部挡条22包围底部横挡片21相邻的两个面，避免生物膜采集器1和载 玻片2从凹槽和缝隙中滑落(位置关系参照图7)，制成盒体底部横挡条6(共2条）。
[0036]采用盒体立支柱7 (共4个，73 X 5 X 2毫米)和盒体侧挡条8(共4个，55 X 3 X 2毫米） 将盒体中部横挡条5(共2条)和盒体底部横挡条6(共2条)连接起来构成框架结构，制成盒 体。
[0037]在上述长方体形盒式结构中插入制作好的20个生物膜采集器1及19片51X76 XI 毫米的载玻片2(由于载玻片2位于相邻两个生物膜采集器1的中间，便于生物膜采集器1刮 取生长在载玻片2两面的生物膜，故生物膜采集器1的数量比载玻片2的数量多一个）。生物 膜采集器1的圆柱体12固定在底部横挡片21的凹槽内，载玻片2插入相邻的两个中部横挡片 19和底部横挡片21的缝隙间（如图8)。将盒盖盖在盒体上，用细绳把盒盖侧挡条4与盒体侧 挡条8系在一起，避免盒盖与盒体分离。生物膜培养及采集装置的整体构造如图9所示。
[0038] 实施例2:自然水环境中生物膜的培养及采集
[0039] 将组装好的生物膜培养及采集装置放在自然水环境中（湖水、河水等），装置可竖 直放置或水平放置。用细绳将装置固定在水体表面的绳子、浮标或其他固定物上。可根据需 要调整生物膜培养及采集装置与固定物的距离，从而调整载玻片在水中的培养深度。待在 载玻片表面的生物膜长成后，将生物膜培养及采集装置取回，轻微晃动装置去掉多余的水。 拉起生物膜采集器1的拉杆9,刮片13可将生物膜从在载玻片2上刮下，并将生物膜截留在生 物膜采集器1内部。打开盒盖，取出生物膜采集器1并回收生物膜即可。使用后的装置可用清 水和刷子对其进行清洗。
[0040] 实施例3:实验室内生物膜的培养及采集
[0041 ]采集自然水体水样(湖水或河水)于实验室内培养生物膜。采集的水样经0.45μπι混 和纤维素膜过滤，去除水中悬浮颗粒等杂质。在透明玻璃缸中加入倒入30L过滤后的水样， 并加入微量矿物盐溶液，该溶液的成分如表1所示。随后将组装好的生物膜培养及采集装置 竖直或水平放置于透明玻璃缸内，于30°C、自然光照条件下培养生物膜。待生物膜长成后， 将生物膜培养及采集装置取出，轻微晃动装置去掉多余的水。拉起生物膜采集器1的拉杆9， 刮片13可将生物膜从在载玻片2上刮下，并将生物膜截留在生物膜采集器1内部。打开盒盖， 取出生物膜采集器并回收生物膜即可。使用后的装置可用清水和刷子对其进行清洗。
[0042] 表1:微量矿物盐溶液成分一览表
【主权项】
1. 一种生物膜培养及采集装置，其特征在于：由长方体形的盒式结构、生物膜采集器 (1)和载玻片(2)组成;盒式结构由盒盖和盒体组成，其中盒盖由2个盒盖横挡条(3)和2个盒 盖侧挡条(4)顺次连接构成框架结构;盒体由2个盒体中部横挡条(5)、2个盒体底部横挡条 (6)、4个盒体立支柱(7)和4个盒体侧挡条(8)构成，1个盒体中部横挡条(5)和1个盒体底部 横挡条(6)安装在2个盒体立支柱(7)间，4个盒体立支柱(7)再由4个盒体侧挡条(8)顺次连 接构成框架结构； 生物膜采集器（1)由拉杆(9)和刮板（10)组成，刮板（10)由2个斜面刮片（13)、2个端面 挡片（11)和1个底板(14)构成无盖的梯形体结构，梯形体结构的上边长度大于底边长度;拉 杆(9)安装于底板(14)的中心位置； 盒盖横挡条(3)由盒盖上挡条（17 )、在盒盖上挡条（17)下面安装的盒盖背挡条（15 )，在 盒盖背挡条(15)内侧安装的多个盒盖挡片（16)组成，相邻的两个盒盖挡片（16)间具有一定 的距离，形成缝隙，用于插入载玻片(2); 盒体中部横挡条(5)由中部背挡条（18)和多个中部横挡片（19)构成；多个中部横挡片 (19)安装在中部背挡条（18)的内侧面上，相邻的两个中部横挡片（19)间具有一定的距离， 形成缝隙，可用于插入载玻片(2);中部横挡片（19)的数量、缝隙的位置及其间距与盒盖挡 片（16)的数量、缝隙的位置及间距相同；在每个中部横挡片（19)上设置有竖直的凹槽，凹槽 的尺寸满足使生物膜采集器(1)的固定及方便取出，凹槽的位置满足使生物膜采集器(1)的 斜面刮片（13)紧贴载玻片(2)的表面； 盒体底部横挡条(6)由底部背挡条(20)、多个底部横挡片(21)和底部挡条(22)构成;底 部横挡片(21)安装在底部背挡条(20)的内侧面上，相邻的两个底部横挡片(21)间具有一定 的距离，形成缝隙，可用于插入载玻片(2);底部横挡片(21)的数量、缝隙的位置及其间距与 盒盖挡片（16)的数量、缝隙的位置及间距相同；底部挡条(22)与底部背挡条(20)垂直，安装 在底部背挡条(20)和底部横挡片(21)的下面，底部横挡片(21)的数量及其间距与盒盖挡片 (16)的数量及间距相同；在每个底部横挡片（21)上设置有竖直的凹槽，该凹槽的位置与在 中部横挡片（19)上设置的凹槽的位置相同；凹槽的尺寸满足使生物膜采集器（1)的固定及 方便取出，凹槽的位置满足使生物膜采集器(1)的斜面刮片（13)紧贴载玻片(2)的表面。2. 如权利要求1所述的一种生物膜培养及采集装置，其特征在于:在端面挡片（11)的外 侧面上设置有向外凸起的圆柱体（12)，该圆柱体（12)能够将生物膜采集器（1)固定在中部 横挡片（19)和底部横挡片(21)的凹槽中。3. 如权利要求1所述的一种生物膜培养及采集装置，其特征在于:斜面刮片（13)为上薄 下厚的楔形结构，边缘尖锐。4. 如权利要求1所述的一种生物膜培养及采集装置，其特征在于:盒盖横挡条(3)、盒体 中部横挡条(5)和盒体底部横挡条(6)的长度相同，盒盖侧挡条(4)和盒体侧挡条(8)的长度 相同，同时盒体的尺寸应满足可插入生物膜采集器(1)和载玻片(2)的要求。5. 如权利要求1所述的一种生物膜培养及采集装置，其特征在于:盒体与盒盖的尺寸匹 配，当盒盖盖在盒体上时，盒盖侧挡条(4)位于盒体侧挡条(8)的正上方，并保证载玻片（2) 可插入盒盖中相邻两个盒盖挡片（16)的缝隙内。
【文档编号】C12M1/00GK205576110SQ201620318470
【公开日】2016年9月14日
【申请日】2016年4月15日
【发明人】张利文, 郭志勇, 董德明, 花修艺, 梁大鹏
【申请人】吉林大学