一种微生物趋电性测定装置及其方法
【技术领域】
[0001]本发明属于环境微生物领域，具体涉及一种微生物趋电性测定装置及其方法。
【背景技术】
[0002]在环境中微生物会表现出趋向性，尤以趋化性最为常见。趋化性是微生物的重要生理生化特征，研究微生物的趋化性，对于揭示微生物的行为、分布和性能具有重要作用。近些年来，微生物燃料电池(MFC)成为微生物、能源和环境领域的研究热点。在MFC研究中，人们发现微生物不仅会对化学物质产生响应，也会对电信号产生响应，值得关注。
[0003]对生物电化学的研究，目前主要集中在MFC与微生物电解池(MEC)上，且主要处于试验MFC和MEC工作性能的宏观层面，对其微观层面的微生物作用机理，迄今报道不多，对MFC和MEC中微生物趋电性行为及其生理生化特性的研究则鲜有涉及。要考察微生物对电信号的响应，需要采用生物电化学装置来测定。但是，目前市场上尚没有现成的微生物趋电性测定装置。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是解决现有技术中存在的问题，并提供一种微生物趋电性测定装置及其方法。
[0005]一种微生物趋电性测定装置，装置由电化学工作站、专用微生物趋电性培养皿和电信号数据采集仪组成；
专用微生物趋电性培养皿包括培养皿底座和培养皿面盖，培养皿底座为圆柱形，且由分隔板等分成N个扇形体形状的区室，N为大于等于3的整数；每个区室内底部设置由弧线形钛丝构成的阳极与由折线形钛丝构成的阴极，阳极的弧度与该区室底面扇形的弧度一致，阴极的夹角与该区室底面扇形的两条半径夹角一致；培养皿面盖呈扇形，数量为N个，培养皿面盖底部两侧半径方向均设有L型滑轨，分隔板上部侧壁设有与L型滑轨相配合的凹槽，每个培养皿面盖可独立进行插入或抽取；阳极上垂直竖起一段穿过培养皿面盖的连结钛丝，用作阳极接头；阴极上也垂直竖起一段穿过培养皿面盖的连结钛丝，用作阴极接头；电化学工作站的阳极与阴极分别与阳极接头和阴极接头相连，电信号数据采集仪的高电压端与低电压端也分别与阳极接头和阴极接头相连。
[0006]作为优选，所述的N=3。
[0007]—种使用所述装置的微生物趋电性测定方法，包括如下步骤:
首先，将培养皿面盖与培养皿底座合上，并将整个专用微生物趋电性培养皿进行灭菌并冷却至室温；
其次，在经紫外线灭菌的超净工作台中操作，将培养皿面盖的顺着分隔板分别抽出，往扇形体形状的区室中加入目标培养基，接种目标微生物，完成后将培养皿面盖插入原位置；
最后，用电化学工作站控制培养皿面盖的电极电势，用电信号数据采集仪记录微生物趋电性培养皿的电压与电流。
[0008]本发明的有益效果是:
(I)在微生物培养皿中设置阳极与阴极，可以观测电刺激下微生物的趋向运动和生理生化特性。
[0009](2)将专用微生物培养皿分成三个区室，可以同时进行三组试验，提高研究效率。
[0010](3)设置组合式微生物培养皿面盖，可以单独抽出面盖的不同部分，既能避免普通培养皿需要掀盖的繁琐操作，也能减少操作带来的生物污染。
【附图说明】
[0011]图1为微生物趋电性测定装置示意图；
图2为本发明的专用微生物培养皿示意图；
图3为本发明的培养皿面盖示意图。
[0012]图中:电化学工作站1、专用微生物培养皿2、电信号数据采集仪3、培养皿底座4、培养皿底座分隔板5、阳极6、阴极7、培养皿面盖8、L型滑轨9。
【具体实施方式】
[0013]下面结合附图对本发明进一步说明。
[0014]如图1所示，一种微生物趋电性测定装置，装置由电化学工作站1、专用微生物趋电性培养皿2和电信号数据采集仪3组成；电化学工作站I用于控制专用微生物培养皿2中阳极6与阴极7的电极电势。电信号数据采集仪3用于监测专用微生物培养皿2的电压与电流。
[0015]如图2所示，专用微生物趋电性培养皿2包括培养皿底座4和培养皿面盖8，培养皿底座4为圆柱形，且由分隔板5等分成N个扇形体形状的区室，N为大于等于3的整数，如4个、5个等，可根据需要进行设定；每个扇形体形状的区室内底部设置由弧线形钛丝构成的阳极6与由折线形钛丝构成的阴极7。阳极6沿着底面扇形的圆弧进行设置，阳极6的弧度与该区室底面扇形的弧度一致。阴极7沿着底面扇形的两条半径进行设置，阴极7的夹角与该区室底面扇形的两条半径夹角一致。阳极6与阴极7不相连，但两者相对，形成一个不封闭的空间。每个扇形体形状的区室上部设置有呈扇形的培养皿面盖8，数量与区室数量相同，也为N个。
[0016]如图3所示，培养皿面盖8插入扇形体形状的区室两侧的分隔板5上进行固定，具体方式为:培养皿面盖8底部两侧半径方向均设有L型滑轨9，分隔板5上部侧壁设有与L型滑轨9相配合的凹槽，通过L型滑轨9凹与槽的配合，使每个培养皿面盖8可独立进行插入或抽取，从而减少培养皿被污染的可能。培养皿面盖8插入分隔板5时，培养皿面盖8的上表面高于底座4顶部。这样可以使外界污染物不会掉入培养皿内。
[0017]阳极6上垂直竖起连接有一段穿过培养皿面盖8的连结钛丝，用作阳极6接头，阴极7上也垂直竖起连接一段穿过培养皿面盖8的连结钛丝，用作阴极7接头，便于与电化学工作站和电信号数据采集仪相连。电化学工作站I的阳极与阴极分别与阳极6接头和阴极7接头相连，电信号数据采集仪3的高电压端与低电压端也分别与阳极6接头和阴极7接头相连(图1中仅以一对电极进行示意，若有多对电极，各电极均需与相应的接口相连)。
[0018]作为一种优选实施方式，所述的N=3。即培养皿底座4由分隔板5等分成3个扇形体形状的区室，每个区室的底面扇形弧度为120°。这样能满足一般试验的需求，可以同时进行三组试验，提高研究效率。
[0019]—种使用所述装置的微生物趋电性测定方法，包括如下步骤:
首先，将培养皿面盖8与培养皿底座4合上，并将整个专用微生物趋电性培养皿2在121°C的高温下进行灭菌30min并冷却至室温；
其次，在经紫外线灭菌的超净工作台中操作，将上述专用微生物趋电性培养皿2上的培养皿面盖8的顺着分隔板5的凹槽分别抽出，并往扇形体形状的区室中加入试验所需的目标培养基，并接种目标微生物，完成后将培养皿面盖8插入原位置将培养皿进行密闭；最后，用电化学工作站I控制培养皿面盖8的电极电势，用电信号数据采集仪3记录微生物趋电性培养皿2的电压与电流，从而实现微生物趋电性的测定。
【主权项】
1.一种微生物趋电性测定装置，其特征在于，装置由电化学工作站(I)、专用微生物趋电性培养皿⑵和电信号数据采集仪⑶组成； 专用微生物趋电性培养皿(2)包括培养皿底座(4)和培养皿面盖(8)，培养皿底座(4)为圆柱形，且由分隔板(5)等分成N个扇形体形状的区室，N为大于等于3的整数；每个区室内底部设置由弧线形钛丝构成的阳极(6)与由折线形钛丝构成的阴极(7)，阳极(6)的弧度与该区室底面扇形的弧度一致，阴极(7)的夹角与该区室底面扇形的两条半径夹角一致；培养皿面盖(8)呈扇形，数量为N个，培养皿面盖(8)底部两侧半径方向均设有L型滑轨(9)，分隔板(5)上部侧壁设有与L型滑轨(9)相配合的凹槽，每个培养皿面盖(8)可独立进行插入或抽取；阳极(6)上垂直竖起一段穿过培养皿面盖(8)的连结钛丝，用作阳极(6)接头；阴极(7)上也垂直竖起一段穿过培养皿面盖(8)的连结钛丝，用作阴极(7)接头；电化学工作站(I)的阳极与阴极分别与阳极(6)接头和阴极(7)接头相连，电信号数据采集仪(3)的高电压端与低电压端也分别与阳极(6)接头和阴极(7)接头相连。2.如权利要求1所述的微生物趋电性测定装置，其特征在于，所述的N=3。3.一种使用如权利要求1所述装置的微生物趋电性测定方法，其特征在于，包括如下步骤: 首先，将培养皿面盖(8)与培养皿底座(4)合上，并将整个专用微生物趋电性培养皿(2)进行灭菌并冷却至室温； 其次，在经紫外线灭菌的超净工作台中操作，将培养皿面盖(8)的顺着分隔板(5)分别抽出，往扇形体形状的区室中加入目标培养基，接种目标微生物，完成后将培养皿面盖(8)插入原位置； 最后，用电化学工作站(I)控制培养皿面盖(8)的电极电势，用电信号数据采集仪(3)记录微生物趋电性培养皿(2)的电压与电流。
【专利摘要】本发明公开一种微生物趋电性测定装置。装置由电化学工作站、专用微生物趋电性培养皿和电信号数据采集仪三部分组成。专用微生物趋电性培养皿包括培养皿底座和培养皿面盖,培养皿底座由分隔板等分成三个区室，每个区室单独设置阳极和阴极，阳极和阴极与电化学工作站、电信号数据采集仪的相应接口相连。培养皿面盖可插入式盖于底座上方，且每个部分可以单独使用。本发明可以观测电刺激下微生物的趋向运动和生理生化特性；可以同时进行三组试验，提高研究效率；设置组合式专用微生物趋电性培养皿面盖，可以单独抽出面盖的不同部分，既能避免普通培养皿需要掀盖的繁琐操作，也能减少操作带来的生物污染。
【IPC分类】G01N27/26
【公开号】CN105044176
【申请号】CN201510476326
【发明人】郑平, 丁阿强, 张萌, 曾卓, 王茹, 邱琳, 厉巍
【申请人】浙江大学
【公开日】2015年11月11日
【申请日】2015年8月6日