一种基于冷凝扩散原理的滨海潮滩沉积物厌氧培养装置的制作方法

本实用新型涉及一种基于冷凝扩散原理的滨海潮滩沉积物厌氧培养装置，适用于生态学、地球化学、土壤学和环境科学中滨海潮滩沉积物背景调查领域。

背景技术：

滨海潮滩湿地沉积物的初级生产力非常高，同时还要接受来自上游和近海有机质的输入。大量有机质在河口潮滩湿地沉积，并在终端电子受体存在的情况下分解形成二氧化碳和无机营养盐。常见的有机质代谢途径包括：有氧代谢、硝酸盐异化还原、锰异化还原、铁异化还原、硫酸盐异化还原和产甲烷途径。有氧代谢是潮滩沉积物中效率最高、速度最快的有机质代谢方式，但由于在淤泥质的潮滩沉积物中，潮滩表层粘土的渗透性相对较弱。使得深层的潮滩沉积物处于厌氧环境中。定量分析有机质厌氧代谢的速率以及途径，对于准确评估滨海潮滩沉积物碳、氢、氧、氮、磷、硫和铁的生物地球化学行为，营养盐的的吸附和解吸，有机质成岩途径和模型，温室气体的产生和排放过程具有重要的意义。如何有效地进行潮滩沉积物的厌氧培养，也已经成为生态学、地球化学、土壤学和环境科学的关注热点。

目前，滨海潮滩沉积物厌氧培养的方法包括厌氧培养试管、梅森培养罐、温室气体培养瓶、针筒式抽真空土壤厌氧培养瓶和冷扩散培养法等。厌氧培养试管（瓶）通常是在厌氧环境下（通常为纯氮气环境下）将野外采集的新鲜沉积物样品置入试管中，用氮气吹扫试管，并利用丁基胶塞和铝箔封住培养瓶。梅森培养罐中将玻璃培养瓶放入热水保持一定温度，盖上二片式梅森瓶盖，再放回热水加热，最后放到室温冷却，经过一番热胀冷缩之后，两片式的外圈而盖片契合紧密来实现装置密封。针筒式抽真空土壤培养瓶包括棕口玻璃瓶、橡胶塞子、塑料密封盖和针筒，橡胶塞的圆形环面与玻璃瓶开口处内侧环面紧密配合，保证玻璃瓶内部被密封，密封盖表面设置孔，配合针筒使用，内圈设置螺旋突起与玻璃瓶开口处外圈的突起配合，达到紧固的效果，针筒通过密封盖及橡胶塞进入玻璃瓶抽真空，使瓶内保持厌氧环境。温室气体培养瓶法通常是利用有机玻璃管或玻璃管（瓶）作为培养装置，利用硅胶塞密封，硅胶塞中插有两根玻璃管，玻璃管为一长一短，长管口作为氮气的通入口，短管口为出气口。 冷扩散培养法利用磨口玻璃烧瓶和带有两个长短玻璃管出口的磨口玻璃瓶塞，长管口作为氮气的进气口以及压力补偿注射器的连接，端管口连接一塑胶旋塞阀，用作氮气的出口及与提取液的注入口，磨口玻璃烧瓶中放置塑料小瓶，用来盛放气体吸收液。

厌氧培养试管小巧方便，缺点是铝箔密封性不强，不能保证完全的厌氧环境。梅森密封培养方法操作简便，容易保存，样品可保存半年以上，缺点是密封时需要进行加热。厌氧培养试管及梅森密封培养法均适合样品的厌氧储存，不适合沉积物厌氧培养气体的提取。针筒式抽真空土壤培养瓶、温室气体培养瓶法和冷扩散培养法均适合沉积物的气体产生培养，但各有其利弊。针筒式抽真空土壤培养瓶使用针筒对多个培养瓶单独抽真空，操作简单，所有装置均可循环使用，不浪费材料，但用针筒抽取较为费力耗时，不适合实验的大批量进行。温室气体培养瓶法优点在于玻璃瓶容积大，可采集的气体样品较多，但其缺点在于玻璃容器易碎较笨重。冷扩散培养法与温室气体培养瓶法较为相似，但其新颖之处在于利用塑料小瓶吸收气体，但磨口玻璃烧瓶笨重易碎，且烧瓶中的塑料小瓶不易取出。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种基于冷凝扩散原理的滨海潮滩沉积物厌氧培养装置，该装置结构简单，易于制造，造价低廉，使用方便。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种基于冷凝扩散原理的滨海潮滩沉积物厌氧培养装置，包括带有密封盖的第一离心管，可放置于所述第一离心管内连盖的第二离心管，以及真空抽气泵，所述第一离心管的密封盖上设有两个可连通第一离心管内外的离心管接头，所述两个离心管接头向内分别连接一长一短两根通气管，其中的长通气管深入第一离心管底部，所述两个离心管接头向外分别连接一个连接接头，所述真空抽气泵经通气连接管与其中一个连接接头连接，所述第一离心管内设有用于定位所述第二离心管的支撑环。

进一步地，所述离心管接头为由鲁尔母接头和与之匹配的鲁尔公接头组成的鲁尔接头，所述密封盖上开设有用于穿设所述鲁尔接头的通孔。

进一步地，所述第一离心管为螺口尖底离心管，所述密封盖为与之匹配的螺口密封盖，并配设有增加螺口尖底离心管与螺口密封盖之间密封性的生料带。

进一步地，所述第二离心管为圆底连盖离心管。

进一步地，所述螺口尖底离心管与螺口密封盖的连接处，所述螺口密封盖与鲁尔接头的连接处，以及所述鲁尔接头与连接接头的连接处均涂设有用于增加连接处密封性的硅胶。

相较于现有技术，本实用新型的有益效果是：

1、结构简单，组装方式简单易行，易于量产；

2、所用材料价格便宜，易于购买，装置整体造价低廉；

3、构造轻盈，占用空间小，便于携带；

4、操作简单、省力，装置密封后，通入氮气，关闭连接接头，即可完成沉积物厌氧培养的厌氧要求；

5、易于检漏，在通气状态下，将装置浸入水中，若无气泡则检漏成功；

6、装置主体为离心管，可灵活进行振荡、离心，便于实验进一步进行；

7、装有吸附气体溶液的内部离心管方便取出，可及时测定其含量。

附图说明

图1是本实用新型实施例的结构示意图。

图中，1、圆底连盖离心管，21、长通气管，22、短通气管，3、连接接头，4、鲁尔母接头，5、鲁尔公接头，6、螺口尖底离心管，7、真空抽气泵，8、通气连接管，9、支撑环，10、螺口密封盖。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。

本实用新型基于冷凝扩散原理的滨海潮滩沉积物厌氧培养装置，包括带有密封盖10的第一离心管6，可放置于第一离心管6内连盖的第二离心管1，以及真空抽气泵7，第一离心管6的密封盖10上设有两个可连通第一离心管内外的离心管接头，两个离心管接头向内分别连接一长一短两根通气管21、22，其中的长通气管21深入第一离心管6底部，两个离心管接头向外分别连接一个连接接头3，真空抽气泵7经通气连接管8与其中一个连接接头3连接，第一离心管6内设有用于定位第二离心管1的支撑环9。

在本实用新型的较佳实施例中，离心管接头为由鲁尔母接头4和与之匹配的鲁尔公接头5组成的鲁尔接头，密封盖10上开设有用于穿设鲁尔接头的通孔。第一离心管6为螺口尖底离心管，密封盖10为与之匹配的螺口密封盖，并配设有增加螺口尖底离心管6与螺口密封盖10之间密封性的生料带，第二离心管1为圆底连盖离心管。通气管21、22和通气连接管8均为硅胶材质的硅胶管。

为了增加本装置各个环节的密封性，螺口尖底离心管6与螺口密封盖10的连接处，螺口密封盖10与鲁尔接头4、5的连接处，以及鲁尔接头4与连接接头3的连接处均涂设有用于增加连接处密封性的硅胶。

在本实用新型第一实施例中，所采用的螺口尖底离心管为50mL螺口尖底离心管（Biosharp DP BS-500-M），材质为聚丙烯PP，密封盖为平盖，平盖上开设有两个6mm的小孔，供鲁尔母接头通过。所采用的硅胶管，内径为3mm，外径为6mm，长管长度为85mm，短管长度为35mm，耐高温高压，可进行高温杀菌处理。所采用的圆底连盖离心管为5mL圆底连盖离心管，材料为聚丙烯PP，规格为13.5×53mm，约450-460克左右，可在121度下高温高压灭菌，冷却后使用。连接接头采用一次性无菌三通旋塞，一次性无菌三通旋塞为聚丙烯PP材质。所采用的鲁尔母接头为聚丙烯PP材质，产品规格为3.2mm（1/8英寸），可与三通旋塞头连接，相匹配的鲁尔公接头为聚丙烯PP材质，可与鲁尔母接头连接。所采用的真空抽气泵为KVP15真空隔膜泵，负压大，流量大，稳定性好，12V和24V电压可选。

使用前，先将鲁尔母接头4和鲁尔公接头5进行杀菌消毒，将一次性无菌三通旋塞3、鲁尔母接头4、开有6mm孔的50mL螺口尖底离心管6的密封盖10、鲁尔公接头5和硅胶通气管21、22组装。上述组件构成了本实用新型装置的反应瓶盖部分。

使用时，在装有沉积物的50mL螺口尖底离心管6管口缠裹一层聚四氟乙烯密封生料带，增强50mL螺口尖底离心管6和密封盖10接口处的密封性。把盛有气体吸附液的5mL圆底连盖离心管1反扣卡在50mL螺口尖底离心管6中，5mL圆底连盖离心管1穿过支撑环9可牢牢卡在50mL螺口尖底离心管6内，操作时尽量保持50mL螺口尖底离心管6呈垂直状态，不可倾斜。将密封盖10小心旋上，缠上防水生料带，并在50mL螺口尖底离心管6和密封盖10接口处及一次性无菌三通旋塞3和开有6mm孔的密封盖10接口处涂上硅胶进行密封。硅胶风干后，将两个一次性无菌三通旋塞3全部打开，在连接长通气管21的一次性无菌三通旋塞3的通气口通入氮气，通气1分钟后，依次关闭连接短通气管22的一次性无菌三通旋塞3和连接长通气管21的一次性无菌三通旋塞3，并把装置浸入水中进行检漏，无气泡冒出则检漏完成。从连接短通气管22的一次性无菌三通旋塞3口接真空抽气泵，抽气2分钟后，关闭一次性无菌三通旋塞3，再从连接长通气管21的一次性无菌三通旋塞3口通过通气连接管8连接至真空泵7，抽真空2分钟，关闭一次性无菌三通旋塞3。从而避免抽真空过程中第一离心管6内残留氮气。

至此完成了50ml螺口尖底离心管6内洗气过程，使50mL螺口尖底离心管6内为厌氧状态。

作为本实用新型优选的实施方式，可根据需要，将螺口尖底离心管换成100 mL或者120 mL的规格，将圆底连盖离心管换成10 mL规格，作为大容积的沉积物厌氧培养装置。

作为本实用新型优选的实施方式，可在螺口尖底离心管的管壁嵌入温湿度计，可以对恒温培养条件进行检测。

作为本实用新型优选的实施方式，可将螺口尖底离心管换成富光PC塑料太空杯，作为大量沉积物气体产生的厌氧培养装置。

作为本实用新型优选的实施方式，可用真空抽气泵抽取瓶内培养气体并接入气袋，将培养气体储存。

作为本实用新型优选的实施方式，可连接真空抽气泵抽取气体，并将真空抽气泵与气相色谱仪连接，实现沉积物气体产生的连续监测。

以上是本实用新型的较佳实施例，凡依本实用新型技术方案所作的改变，所产生的功能作用未超出本实用新型技术方案的范围时，均属于本实用新型的保护范围。