专利名称：培养生物的装置和培养生物的方法
背景技术：
本发明涉及培养生物组织或生物细胞的装置及方法。更具体地，本发明涉及无需将混合培养基与生物组织或生物细胞直接接触，借助微孔体向生物组织或生物细胞供应培养基的培养生物组织或生物细胞的装置及方法。
现有技术的描述由于近年来生物技术领域的快速进展，从研究特定基因的表达和特定因子代谢的基础研究水平以及如稀有植物的繁殖，遗传突变的扩大，有用物质的大量生产，缩短培养期，遗传资源的保存等的工业水平来看，生物组织培养技术已变得非常重要。
发明概述但是，在这类组织培养技术中，在使用固体培养基如琼脂培养基的组织培养中，它需要在一个相对较短的时期内进行转至新培养基的传代培养，这是因为培养基中的水和营养物质会很快地被培养组织消耗掉，同时培养组织向培养基中分泌废物。另外，在所述传代操作的情况下，有时会污染培养基。此时存在下述问题，即培养组织不易于从培养组织和培养基直接接触的传统组织培养系统中从组织培养系统再次分离。另外，在存活细胞计数中，通过检测琼脂平板培养基上的克隆数目来计数存活细胞(如样品中细菌)的数量。但是，该方法不能实施于某些细菌如乳酸菌等，因为所述细菌具有非常酸的生长pH范围，因此，由于琼脂的性质，在所述条件下培养基不能固化从而不能制备琼脂平培养基。
此外，已经发现微生物能生存于如高压，低压，强酸，强碱，高温，低温，高盐浓度，厌氧，需氧条件，辐射，有机溶剂等恶性环境中(嗜压的，嗜酸的，嗜碱的，嗜热的，嗜冷的，高嗜盐的，抗溶剂的，抗辐射的细菌等)，而且已知它们生产即便在这种恶性环境中仍能发挥有效作用的有用物质如酶等。因此，期望通过培养这些微生物来分离所述有用物质以便用于多种工业用途中，这就需要使用适于培养这类微生物的培养装置和方法。
本发明人对上述问题进行了深入的研究，结果发现，可采用通过借助特定的微孔体向培养组织供应培养基可解决上述问题，从而完成了本发明。
即，在第一个方面，本发明提供了(1)一种生物-培养装置，其包含培养基，具有吸水能力微孔体，其部分浸在培养基中，以及含有至少部分培养基和微孔体的容器，其中借助具有毛细管吸引力的微孔体内部连通孔(communicating pole)将培养基向上转移，从而为置于微孔体表面上的生物组织或生物细胞供应培养基，由此培养生物组织或生物细胞。
此外，在第二个方面，本发明提供了(2)根据(1)的生物-培养装置，其中微孔体具有直立圆筒形或柱形的形状。
此外，在第三个方面，本发明提供了(3)根据(1)或(2)的生物-培养装置，其中微孔体包含圆筒形或柱形部件和向上续接圆筒形或柱形部件的盘形部件，且盘形部件的外径大于圆筒形或柱形部件的外径，盘形部件的中心凹陷，其中盘形部件的一部分向其直径方向凸出且其外径大于容器开口的外径，通过突出部分的底部和容器开口边缘间的接触从而用容器支撑微孔体。
此外，在第四个方面，本发明提供了(4)根据(1)至(3)的任一项的生物-培养装置，其中微孔体为非金属无机固体材料的烧制品。
此外，在第五个方面，本发明提供了(5)根据(1)至(3)的任一项的生物-培养装置，其中微孔体为开放单元(open-cell)型塑料泡沫。
此外，在第六个方面，本发明提供了(6)一种生物-培养装置，其包含培养基，具有吸水能力的微孔体，与微孔体连接的插入体，其可通过部分插入体与培养基的接触而向微孔体供应培养基，以及含有至少部分培养基和微孔体的容器，其中借助具有毛细管吸引力的微孔体内部连通孔将通过插入体供应的培养基向上转移，从而为置于微孔体表面上的生物组织或生物细胞供应培养基，由此培养生物组织或生物细胞。
此外，在第七个方面，本发明提供了(7)根据(1)至(6)的任一项的生物-培养装置，其中生物组织或生物细胞为植物，真菌或细菌的组织或细胞。
此外，在第八个方面，本发明提供了(8)一种生物培养方法，其包含借助具有吸水能力的部分浸在培养基中的微孔体内部连通孔将培养基向上转移，从而为置于微孔体表面上的生物组织或生物细胞提供培养基，由此培养生物组织或生物细胞。
此外，在第九个方面，本发明提供了(9)根据权利要求8的生物培养方法，其中生物组织或生物细胞为植物，真菌或细菌的组织或细胞。
除非本说明书另有所指，将生物体和生物组织如动物，植物，真菌，细菌等的生物组织全体表示为生物组织。此外，将通过酶处理组织得到的单个细胞表示为生物细胞。此外，将包含多种介质成分如营养物，缓冲剂，粘度调节剂，抗生素，渗透调节剂(ormoregulatories)，酶，天然物质(如酵母提取物)，调节剂(如植物激素)，氨基酸，维生素等的介质表示为培养基。
根据本发明的第一至九个方面，可降低培养基的消耗，因为与将生物组织与培养基直接接触来进行培养的传统培养系统相比，通过微孔体的毛细管作用可以仅将需要量的培养基供应给生物组织。
此外，在根据本发明的装置和方法中，降低了对操作如搅拌和摇动的需要，因为生物组织在混合培养基外的微孔体上培养，故此培养组织需要的气体如氧气可以充分得以供应。
此外，在根据本发明的装置和方法中，可以降低要实施的所需传代次数，因为从生物组织分泌且在生物组织附近蓄积的废物同样可以借助微孔体而扩散至培养基中并在其中得以稀释。因此，在本发明的装置和方法中，除上述效果外，还能防止由传代操作可能导致的污染，且使得在同一培养基中进行长期培养而不进行传代培养成为可能。
此外，即使当发生了培养基被微生物等污染，生物组织也不会被污染，或至少延长了生物组织被污染的时间，因为是借助连通孔将培养基提供给生物组织，因此生物组织可在被污染前即被转移至新鲜培养基，从而防止了生物组织自身的污染。
此外，不受pH，温度，高压，低压，培养基成分，紫外线，辐射等影响的平板琼脂培养成为可能，且可仅通过将已经无菌处理的微孔体置于培养容器中，然后向其中倾注培养基即可实施培养，而无需溶解或固化琼脂的操作步骤。或者，可通过将用培养基饱和的微孔体无菌转移至净化台，如通过用蒸馏袋等将其无菌包装，在净化台上将其打开并将其置于培养容器内，从而可以容易地培养生物组织。
特别地，根据本发明的第二个方面，通过使用便于成型的圆筒形或柱形微孔体可以降低制作生物-培养装置的成本。
此外，根据本发明的第三个方面，通过使用具有直径大于圆筒形或柱形微孔体的盘状微孔体使长期培养或大量生物组织的培养成为可能。
此外，根据本发明的第四个方面，通过利用非金属无机固体材料的烧制品作为微孔体，可以提供具有优良易成形性和耐久性以及重量轻的生物-培养装置。
此外，根据本发明的第五个方面，通过利用开放单元型塑料泡沫作为微孔体，可将本发明的生物-培养装置用于多种用途，因为其具有优良的模压性能，其可以制成多种形状，且其可被制备成轻型微孔体。
此外，本发明的生物-培养装置可适于在如装置的培养面积和重量受限的空间站(space station)中的环境下进行应用，因为，上述非金属无机固体材料烧制品或开放单元型塑料泡沫可被成型为或模压得更小。
此外，根据本发明的第六个方面，即使当培养基被消耗，其表面变低时，培养基仍可被持续地供应给微孔体和生物组织，由此使长期培养成为可能，因为即使在微孔体不与培养基直接接触时，培养基仍能借助插入体而被供应给微孔体和生物组织。此外，从培养装置的设计角度出发，因为增强了微孔体在容器内相对位置的灵活性所以容器设计的自由程度得以增强。
此外，特别地，植物，真菌和细菌组织或细胞的代谢率和生长率相对低于动物组织或细胞。根据这一原因，由于培养基会干燥，故传统培养基如琼脂培养基的寿命短于培养组织或细胞，因此在单一培养基中长期培养植物，真菌和细菌的组织或细胞是不可能的。此外，尽管在液体培养基中可以长时间持续培养，除了必要的摇动，这就存在可能由于培养组织或细胞周围环境中的显著变化以及由于交换培养基可能导致的污染所带来压力的危险。根据本发明的第七个方面，因为培养基被持续地供应给培养装置的微孔体，故生物组织或细胞可培养非常长的时间而无需传代或移植。因此，可通过在从植物，真菌和细菌的组织或细胞提取有用物质后，在单培养操作中更方便获得大量有用物质，和通过采用在再分化后仅仅交换培养基即可实施的调节操作，特别在植物培养的情况下，提供培养装置。
此外，根据本发明的第八个方面，可提供具有上述优点的生物-培养装置。
此外，特别地，与动物的组织或细胞相比，植物，真菌和细菌的组织或细胞的代谢率和生长率更低。根据这一原因，由于培养基会干燥，故传统培养基如琼脂培养基的寿命短于培养组织或细胞，因此在单一培养基中长期培养植物，真菌和细菌的组织或细胞是不可能的。此外，尽管在液体培养基中可以长时间持续培养，除必要的摇动外，这就存在可能由于培养的细胞周围环境中的显著变化以及由于交换培养基可能导致的污染所带来压力的危险。根据本发明的第九个方面，因为培养基被持续地供应给培养装置的微孔体，故生物组织或细胞可培养非常长的时间而无需传代或移植。因此，可通过在从植物，真菌和细菌的组织或细胞提取有用物质后在单培养操作中更方便获得更多的有用物质，和通过采用在再分化后仅仅交换培养基即可实施的调节操作，特别在植物培养的情况下，提供培养方法。
附图简述
图1显示本发明的培养装置的一个实施方案的上方透视图。
图2显示本发明的培养装置的另一个实施方案的的上方透视图。
图3显示本发明的培养装置的另一个实施方案的上方透视图。
图4显示本发明的培养装置的另一个实施方案的上方透视图。
图5显示本发明的培养装置的另一个实施方案的侧面剖面图。
图6显示本发明的培养装置的另一个实施方案的侧面截面图。
图7作为显示已经在包含含有植物激素的培养基的本发明的培养装置1中发芽的烟草(Nicotiana tabacum)种子的图片的替代物的照片。
图8作为显示已经在包含含有植物激素的培养基的本发明的培养装置1中生长在接种10日后的烟草(Nicotiana tabacum)愈伤组织的图片的替代物的照片。
图9作为显示已经在包含含有植物激素的培养基的本发明的培养装置1中生长在接种26日后的烟草愈伤组织的图片的替代物的照片。
图10作为显示已经在包含含有植物激素的培养基的本发明的培养装置1中生长在接种28日后的烟草愈伤组织的图片的替代物的照片。
图11作为显示已经在包含含有植物激素的培养基的本发明的培养装置1中生长在接种32日后的烟草愈伤组织的图片的替代物的照片。
图12作为显示已经用包含含有植物激素的培养基的本发明的培养装置1发芽的烟草种子的图片的替代物的照片。
图13作为显示将烟草幼苗置于包含含有植物激素的培养基的本发明的培养装置2后即刻的叶片和顶端的图片的替代物的照片。
图14作为显示置于包含含有植物激素的培养基的本发明的培养装置2中10日后的烟草愈伤组织的图片的替代物的照片。
图15作为显示置于包含含有植物激素的培养基的本发明的培养装置2中33日后的烟草愈伤组织的图片的替代物的照片。
图16作为显示置于包含含有植物激素的培养基的本发明的培养装置2中56日后的烟草愈伤组织的图片的替代物的照片。
图17.作为显示置于包含含有植物激素的培养基的本发明的培养装置1中第35日的草莓(Fragaria chiloensis)花药的图片的替代物的照片。
图18.作为显示接种于本发明的培养装置2后26小时的丝状真菌(Oospora roseoflava)的真菌菌群的图片的替代物的照片图19.作为显示接种于本发明的培养装置2后49小时的丝状真菌的真菌菌群的图片的替代物的照片。
图20.作为显示接种于本发明的培养装置2后73小时的丝状真菌的真菌菌群的图片的替代物的照片。
图21.作为显示接种于本发明的培养装置2后91小时的丝状真菌的真菌菌群的图片的替代物的照片。
图22.作为显示接种于本发明的培养装置2后10日的金针菇(Flammulina velutipes)的真菌菌群的图片的替代物的照片。
图23.作为显示接种于本发明的培养装置2后11日的金针菇的真菌菌群的图片的替代物的照片。
图24.作为显示接种于本发明的培养装置2后13日的金针菇的真菌菌群的图片的替代物的照片。
图25.作为显示接种于本发明的培养装置2后14日的金针菇的真菌菌群的图片的替代物的照片。
图26.作为显示接种于本发明的培养装置2后16日的金针菇的真菌菌群的图片的替代物的照片。
图27.作为显示接种于本发明的培养装置2后66小时的细菌枯草芽孢杆菌的细菌菌群的图片的替代物的照片。
图28.作为显示接种于本发明的培养装置2后109小时的细菌枯草芽孢杆菌的细菌菌群的图片的替代物的照片。
图29.作为显示接种于本发明的培养装置2后55日的Gonytrichummacrocladum的真菌菌群的图片的替代物的照片。
图30.作为显示接种于本发明的培养装置2后55日的Gonytrichummacrocladum的真菌菌群的图片的替代物的照片。
优选实施方案详述下面，参照图1-6，详细描述本发明生物-培养装置的实施方案。
首先，本发明生物-培养装置的第一个实施方案为包含培养基3和直立于所述生物-培养装置1底部的圆筒形或柱形微孔体2的生物-培养装置，通过将生物组织或生物细胞4置于所述微孔体的表面上，可以繁殖，去分化，分化，再生，保存，选择，分离或杂交生物组织或生物细胞4。
用在生物-培养装置中的培养基3不受特别局限，但可以是任何培养基，只要其能繁殖，去分化，分化和再生生物组织或生物细胞。其实例包括，例如，用于植物组织的培养基如MS(Murashige-Skoog)培养基，B5培养基，W培养基，NT培养基，Kao8P培养基，LS培养基，H培养基，KC培养基，HB培养基，WPM，Kassanis培养基，Neelsen’s培养基，Galzy培养基，Nitsh和Nitsh培养基，Noushi培养基等，根据目的，可在其中加入多种植物激素，氨基酸，维生素，抗生素，渗透调节剂，缓冲剂，天然物质(如酵母提取物)或酶；用于动物组织的培养基如199培养基，基本Eagle培养基(MEM)，dulbecco改良的基本Eagle培养基(DMEM)，RPMI1640，Ham’s F12培养基，MCDB 104培养基，MCDB 153培养基，ES培养基，MEM1，DEMEM1，DEMEM2等，根据目的，可在其中加入多种氨基酸成分，维生素，酶(例如胰蛋白酶)，抗生素，渗透调节剂，缓冲剂，天然物质(如酵母提取物和血清)；用于真菌的培养基如改良的Ohta培养基，Hamada’s EBIOS-蔗糖培养基，M培养基，MYP培养基，PDA培养基，Ohta培养基，Mozelb-培养基，用于交配的Wessels和Niderpruem基本培养基，Kerruish和Da Costa培养基，Goodey和Lucetohole培养基，Czapek培养基，酵母融合培养基，Wickerham合成培养基，MY培养基，oatmeal培养基，改良的Gorodkowa培养基，Christensen’s尿素培养基，Henneberg培养基，Czapek-Dox培养基，Uschinsky培养基，用于厌氧真菌的巯基乙酸培养基，Kleyn醋酸钠培养基，酵母完全合成培养基(Wickerham)，琥珀酸盐-硝酸盐培养基，Gorodkowa培养基，玉米粉培养基(cornmeal medium)，硝酸盐培养基，Fowells硝酸钠培养基，Lindegren培养基等，根据目的，可在其中加入多种氨基酸，维生素，酶，抗生素，渗透调节剂，缓冲剂，天然物质(如酵母提取物)；用于细菌的培养基如马铃薯蔗糖培养基，BL培养基，CW培养基，改良的CCFA培养基，B-CYEα培养基，WYOα培养基，DNase培养基，PS乳汁培养基，TCBS培养基，BGLB培养基，EC培养基，CVT琼脂，EMB培养基，BCMO157培养基，NAC琼脂，OF培养基基质(medium base)，右旋糖-膦酸化物-胨培养基，Rusell培养基，Kligler培养基，TSI培养基，SIM培养基，Simmons柠檬酸钠培养基，丙二酸盐培养基，尿素培养基，Christensen尿素培养基，赖氨酸铁琼脂培养基，检测赖氨酸脱碳的培养基，LIM培养基，OIML培养基，VPOF培养基，SS培养基，SS-SB培养基，MacConkey培养基，DHL培养基，亮绿培养基，XLD培养基，Rappaport肉汤，Hajna连四硫酸盐肉汤基质，亚硒酸盐肉汤基质，SBG硫肉汤基质，连四硫酸盐肉汤，EEM肉汤，心浸液培养基，脑心浸液培养基，SCD培养基，SCDLP培养基，BTB乳糖培养基，Drigalski培养基，SCDLP肉汤，乳糖肉汤JP培养基，用于产甲烷菌的牛粪，MS-1(1.5％酪蛋白氨基酸，0.01％半胱氨酸，0.01％色氨酸，0.05％柠檬酸钠，0.2％琥珀酸钠，0.05％K2HPO4，0.05％KH2PO430.01％KNO，2.0％MgSO4·7H2O，0.005％FeSO4·7H2O，22-26％NaCl)，MS-2培养基(0.5％酪蛋白氨基酸，1.0％酵母提取物，0.5％胨，0.3％柠檬酸钠，0.5％ KCl，2.0％ MgSO4·7H2O，0.005％ FeSO4·7H2O，25％ NaCl)和用于高嗜盐细菌的MS-3培养基(1.0％酵母提取物，0.5％ MgCl2.6H2O，0.5％ NH4Cl，25％ NaCl)和用于嗜碱和高嗜盐菌的MSA-4培养基(1.0％胨，0.3％柠檬酸钠，2.0％ MgSO4·7H2O，0.2％ KCl，5.0％NaCO3·10H2O，25％ NaCl)，用于嗜热和嗜酸细菌的YSG培养基，MH-1培养基(1.0g酵母提取物，1.0g胰蛋白胨，30g NaCl，3.5g MgSO4·7H2O，2.8g MgCl·6H2O，0.2g FeSO4·7H2O，0.33g KCl，0.2g NH4-Cl，50mg NaBr，20mg H3BO3，0.5g KH2PO4，7.5mg SrCl·6H2O，10mg(NH4)2SO4，0.1mgNa2WO4·2H2O，50mg KI，0.75g CaCl·2H2O，2mg NiCl·6H2O，1mg刃天青(Resazurine)，10ml微量成分溶液(1.5g次氮基三乙酸酯(nitrirotriacetate)，3g MgSO4·7H2O，0.5g MnSO4·7H2O，1g NaCl，0.18gZnSO4·7H2O，10mg CuSO4·5H2O，20mg KAl(SO4)2·7H2O，10mg H3BO3，10mg Na2MoO2·2H2O，25mg NiCl2·6H2O，0.3mg Na2SeoO3·5H2O于每升蒸馏水中)，25g硫(Sulfer)，25g Na2S·9H2O于每升蒸馏水中)，MH-2培养基(0.01％酵母提取物，0.01％酪蛋白氨基酸，0.1％碳源，0.02％ NaCl，0.03％ KH2PO4，0.13％ (NH4)2SO4，0.025％ MgSO4·7H2O，0.005％CaCl2·2H2O，葡萄糖)和用于嗜热古细菌的MH-3培养基(5g Bacto胨，1g Bacto酵母提取物，0.1g FeC5H5O7，19.45g NaCl，5.9g MgCl2，3.24gNa2SO4，1.8g CaCl2，0.55g KCl，0.16g NaHCO3，0.08g KBr，0.034g SrCl2，0.022g H3BO3，0.004g硅酸钠，0.0024g NaF，0.0016g NH4NO3，0.008gNa2HPO4，10g酪蛋白或淀粉于每升蒸馏水中)。
其次，用于本发明的生物-培养装置中的具有吸水能力的微孔体2不受特别地限制，但可以是任何微孔体，只要其具有在20℃时能够保持0.005-500(重量/重量)，优选为0.01-100(重量/重量)，更优选为0.025-50(重量/重量)，最优选为0.05-5(重量/重量)倍水量的吸水能力，以及具有0.2-900μm，优选为0.05-80μm，更优选为0.1-9μm，最优选为0.2-3μm的孔径且能以相对微孔体的0.05-1，优选为0.2-0.4的孔率(体积/体积)的连通孔。与之相似的，通过调节微孔体的孔径和孔率，由于微孔体的过滤作用，即使在培养基被病毒，细菌，丝状真菌，藻类和原生动物所污染时，那些生物仍然不能接触或需要很长时间才能接触到培养的生物组织，而在此期间通过将生物组织转移到另一培养装置中，即可防止生物组织自身受污染。
此外，优选的微孔体不仅具有上述特征，而且还能耐受高温和高压灭菌处理如高压灭菌器处理，以及强碱，强酸，高温，低温，有机溶剂，辐射，或使用重力条件等，微孔体的实例包括根据传统方法通过捏合，成型和烧制非金属无机固体原料如10号粘土，瓷2号粘土(Shiroyama Cerapot)和Murakami粘土(由日本的Niigata Prefecture制造)而获得的多孔体，和开放单元型塑料泡沫材料如聚乙烯醇泡沫，聚氨酯泡沫塑料，聚苯乙烯泡沫，氯乙烯树脂泡沫，聚乙烯泡沫，聚丙烯泡沫，酚树脂泡沫和尿素树脂泡沫。特别地，当将非金属无机固体原料制成易于吸水和释放水分的多孔体时，优选烧制那些原料，同时包含例如50-60％重量的透锂长石和氧化铝。通常，优选透锂长石包含76.81％重量的SiO2，16.96％重量的Al2O3，4.03％重量的LiO2，0.26％重量的K2O和1.94％重量的不可避免的杂质。此外，非金属无机原材料可以包含粉末状无机泡沫。另外，用于本发明的生物-培养装置中的微孔体由非金属无机材料组成，而该材料即使已吸收水，其强度也基本上不会降低或其形状基本上不会改变。
作为非金属无机固体原料成型的方法，有本领域中已知的成型方法，如滑移浇铸成型，挤压成型，压制成型和陶轮成型。特别地，从大规模生产和降低成本的角度考虑，优选挤压成型。此外，可以使用本领域公知的一般方法和条件在成型后实施干燥。成型体的随后烧制不受特别局限，只要是采用传统的条件和方法实施烧制即可。例如可选择易于获得所需孔的氧化烧制。烧制温度为1000℃～2000℃，优选为1100℃～1500℃，更优选为1150℃～1250℃，最优选为1200℃。当烧制非金属无机固体原料的温度低于1000℃时，易于保持硫成分，另一方面，当温度高于2000℃时，则不能获得所需的吸水特性。
另一方面，作为模塑由开放单元型塑料泡沫构成的微孔体的方法，有熔融发泡模塑，固相发泡模塑和铸造发泡模塑。
熔融发泡模塑的主要步骤包含熔融和捏合，未发泡的片材模塑，加热发泡或挤压发泡，冷却，裁剪和加工。在固相发泡模塑中，聚合物发泡为固相或接近固相的状态。此外，在铸造发泡模塑中，液体原材料(单体或寡聚物)在空气中反应时被铸造和发泡。为发泡开放单元型塑料泡沫，通常使用发泡剂。
此外，微孔体2具有圆筒形或柱形的形状，一种形状，其包括圆筒形或柱形部件和从圆筒形部件或柱形部件上行续接且具有大于圆筒形或柱形部件的外径的盘形部件，其中盘形部件中心凹陷，或一种结构，其中空间突出或concovity置于盘形部件凹陷的底部，以便根据培养目的而增加特定表面积。
培养基3与微孔体2的一部分相接触，由于毛细管作用借助微孔体内部的连通孔而向上输送，在其内部保存并被供应给生物组织或生物细胞4，由此，可诱导生物组织的繁殖，去分化，分化，再生，保存，选择，分离和杂交。另外，根据本发明的实施方案，在培养开始时不与培养基接触的接种于微孔体上的生物组织或细胞有时会生长得大并在培养过程中与混合培养发生接触。这种情况也包括在本发明范围中。
含有至少部分前述培养基3和微孔体2的容器5是足够的，只要通过用铝箔密封容器开口，可将微孔体2，培养基3和生物组织或生物细胞4隔绝在容器之外即可。优选地，容器抗高温和高压灭菌处理如高压灭菌器处理，各种培养条件和培养基条件如强碱，强酸，高温，低温，高盐浓度，高压，低压，有机溶剂，辐射，或使用重力条件等，具有可从外面观察到培养状态的材料和形状，由通常用作组织培养容器的材料如玻璃，塑料和乙烯基聚合物制成，具有如圆筒形，平底瓶型，杯型，点阵型和平板型的形状。此外，当通过用特定气体置换容器中气体来培养生物组织或生物细胞时，以及当通过加压或减压容器内气体来培养生物组织或生物细胞时，盖6和容器7被提供以能够咬合从而使容器内部可以在即使压力或减压条件下仍能保持密封的螺纹装置8，和给料管9，如图2中所示。(当容器中的气体被特定气体替换时，提供了两个或多个给料管)。另外，当通过实施重力来培养生物组织或生物细胞时，或当从微孔体收集培养的组织培养的细胞分泌的成分时，离心管可用作容器和盖子，如图3中所示。
当使用本发明的生物-培养装置培养生物组织时，通常实施如下操作。
首先，培养基3和微孔体2经开口7被置于容器5中，容器的开口7用如铝箔，棉花塞，硅氧烷塞，橡皮塞和软木塞的塞子6密封，这证实了培养基3已经遍及微孔体2而被吸收，然后对生物-培养装置进行高温和高压灭菌处理如高压灭菌器处理。或者，可对所述生物-培养装置进行非加热灭菌处理如紫外线灭菌。
然后，将该生物-培养装置冷却至室温，在无菌条件下如在净化台上除去塞子6，然后采用设备如镊子，吸液管，铂圈和铂针将预先用本领域技术人员众所周知的方法进行无菌处理的生物组织或生物细胞置于微孔体2的表面上。然后，开口7再用塞子密封，采用静置，摇动，离心等培养装置在适当条件下培养生物组织或生物细胞4。
或者，通过将置于容器5的微孔体2和置于另一容器的培养基3单独进行高温和高压灭菌干热灭菌和在无菌条件下将培养基3分散在容器5中，可遍及微孔体吸收培养基。或者，将微孔体2和置于容器中的培养基3分别进行紫外线或γ射线无菌，可在无菌条件下将微孔体2置于包含培养基的容器中。
在该实施方案中，微孔体2直立置于容器5的底部。但是，在本发明的生物-培养装置中，以这样的位置关系，即该部件与培养基3接触或浸渍在培养基3中，将一部分微孔体2安置于容器5中就足够了。例如，微孔体可悬挂于容器5或塞子6的侧面或上部。
或者，如图6所示，提供了在微孔体12下半部的由聚乙烯醇，碳纤维束，玻璃纤维束或吸水性丙烯腈纤维束构成的插入体20，而且通过浸渍一部分插入体，培养基3借助插入体可渗透入微孔体中。此外，优选这种插入体20具有弹性。然后，通过使用插入体从而借助插入体将培养基渗透入微孔体中，使得给予微孔体和容器的尺寸自由度成为可能。此外，包含于培养基中的可沉淀组分可通过使用插入体从而使可沉淀组分沉淀在插入体上，从而避免了沉淀在微孔体孔内。此外，优选微孔体和插入体能够耐受热，低温，强碱，强酸，有机溶剂，辐射，紫外线，压力，和减压，和具有不会由于重力而改变形状的强度。
本发明的生物-培养装置可用于培养植物组织或细胞如有用树木的种子，叶，苗端，茎，根，花药，花丝，生长点(顶芽，侧芽，苗端和根端)，腋芽，鳞片，子房，胚珠，胚，花粉，不定芽，不定胚和不定根，所述有用树木如bishop的花(Ammi majus)，洋葱(Allium cepa)，蒜(Alliumsativum)，芹菜(Apium graveolens)，石刁柏(Asparagus officinalis)，甜菜(Beta vulgaris)，花椰菜(Brassica oleracea var.botrytis)，抱子甘蓝(Brassica oleracea var.gemmifera)，甘蓝(Brassica oleracea var.capitata)，油菜(Brassica napus)，葛缕子(Carum carvi)，菊花(Chrysanthemummorifolium)，斑点毒参(Conium maculatum)，黄连(Coptis japonica)，菊苣(Cichorium intybus)，矮生西葫芦(Curcurbita pepo)，曼陀罗(Daturameteloides)，胡萝卜(Daucus carota)，麝香石竹(Dianthus caryophyllus)，荞麦(Fagopyrum esculentum)，茴香(Foeniculum vulgare)，草莓(Fragariachiloensis)，大豆(Glycine max)，风信子(Hyacinthus orientalis)，红薯(Ipomoea batatas)，莴苣(Lactuca sativa)，百脉根(Lotus corniculatus，Lotus japonieus)，番茄(Lycopersicon esculentum)，苜蓿(Medicago sativa)，烟草(Nicotiana tabacum)，稻(Oryza sativa)，欧芹(Petroselinum hortense)，豌豆(Pisum sativum)，玫瑰(Rosa hybrida)，茄子(Solanum melongena)，马铃薯(Solanum tuberosum)，小麦(Triticum aestivum)，玉米(Zea mays)等；观叶植物(foliage plant)如金鱼草(Antirrhinum majus)，鼠耳芥(Arabidopsis thaliana)，巴豆(Codiaeum variegatum)，仙客来(cyclamen)(Cyclamen persicum)，一品红(Euphorbia pulcherrima)，非洲菊(Gerberajamesonii)，向日葵(Helianthus annuus)，天竺葵(fish geranium)(Pelargonium hortorum)，矮牵牛(Petunia hybrida)，非洲紫罗兰(Saintpaulia ionatha)，药薄公英(Taraxacum officinale)，蓝猪耳(Toreniafournieri)，白车轴草(Trifolium repens)，兰属(Cymbidium)等；有用树木如beat tree(Azadirachta indica)，柑桔属(Citrus)，小果咖啡(commoncoffee)(Coffea arabica))，桉属(Eucalyptus)，橡胶树(para rubber tree)(Hevea brasiliensis)，枸骨叶冬青(Ilex aquifolium)，枸桔(Poncirustrifoliata)，扁桃(Prunus amygdalus)，加拿大杨(carolina poplar)(Populuscanadensis)，侧柏(Biota orientalis)，日本柳杉(Cryptomeria japonica)，挪威云杉(Picea abies)，松属(Pinus)，葡萄藤(Vitis vinifera)，苹果(Maluspumila)，杏(Prunus armeniaca)，柿(Diospyros kaki)，无花果(Ficus carica)，栗属(chestnut)(Castanea crenata)等；动物细胞如动物的肺成纤维细胞，表皮角质化细胞，黑色素细胞，真皮成纤维细胞，支气管上皮细胞，支气管平滑肌细胞，近尿管上皮细胞，肾皮质(cortex renis)上皮细胞，肾小球系膜细胞(mesangial cell)，细支气管上皮细胞，星形胶质细胞，脐带(unbilical cord)血管内皮细胞，冠状血管内皮细胞，冠状血管的平滑肌细胞，滑膜细胞，主动脉内皮细胞，主动脉平滑肌细胞，肺静脉内皮细胞，肺静脉平滑肌细胞，肺微血管内皮细胞，真皮微血管内皮细胞，髂内皮细胞，新生儿微血管内皮细胞，人毛发真皮乳头细胞，软骨细胞，牛冠状动脉内皮细胞，牛冠状动脉平滑肌细胞，鸡动脉平滑肌细胞，小鼠脑微管上皮细胞，猪肝巨噬细胞，猪睾丸巨噬细胞，大鼠动脉平滑肌细胞，大鼠前脂肪细胞等，所述动物如人类(智人)，日本猕猴(Macaca fuscata)，猕猴(Macaca muulatta)，黑猩猩(Pan troglodytes)，猩猩(Pongo pygmmaeus)，猪(Sun scrofa)，小鼠(Mus musculus)，大鼠(Rattus norvegicus)，家禽(Allus gallus)等，真菌的菌丝体或细胞，所述真菌如金针菇(Flammlinavelutipes)，香菇(shiitake mushroom)(Lentinula edodes)，真姬菇(bunashimejimushroom)(Hypsizygus marmoreus)，荷叶离褶伞(fried chicken mushroom)(Lyophyllum decastes)，滑菇(nameko mushroom)(Pholiota nameko)，墨汁鬼伞(inky cap)(Coprinus atramentarius)，sulphur tuft(Naematolomasublateritium)，马勃(Lycoperdon gemmatum)，灵芝(mannentake mushroom)(Ganoderma lucidum)，裂褶菌(suehirotake muchroom)(Schizophyllumcommune)，平菇(oyster mushroom)(Pleurotus ostreatus)，舞菇(maitakemushroom)(Grifola frondosa)，松口蘑(matsutake mushroom)(Tricholomamatsutake)，柱状田头菇(yanagimatsutake mushroom)(Agrocybecylindracea)，云芝(turkey tails)(Coriolus versicolor)，褐环乳牛肝菌(brownyellow boletus)(Suillus luteus)，厚环乳牛肝菌(larch boletus)(Suillusgrevillei)，、空柄小牛肝菌(amihanaiguchi)(Boletinus cavipes)，honshimejimushroom(Lyophyllum shimeji)，毛霉菌属，根霉菌属，犁头霉属，藻菌，曲霉菌如黑曲霉(Aspergillus niger)，米曲霉(Aspergillus oryzae)和溜曲霉(Aspergillus tarmarii)等，青霉菌(penicillium)，镰刀菌(Fusarium)，木霉菌(Trichoderma)，念珠菌(Monilia)以及酵母(酿酒酵母(Saccharomycescerevisiae))等；细菌如光合作用细菌(Rhodospillum molischianum，嗜酸红假单胞菌(Rhodopseudomonas acidophila)，万尼氏红微菌(Rhodomicrobium vannielii)，酒色着色菌(Chromatium vinosum)，桃红荚硫菌(Thiocapsa roseopersicina)，玫瑰色板硫菌(Thiopedia rosea)，泥生绿菌(Chlorobium limicola)，褐弧状绿菌(Chlorobium phaeovibrioides)，格形暗网菌(Pelodictyon clathratiforme)，紫色光合作用细菌(嗜盐外硫红螺菌(Ectothiorhodospira halophila))，滑动细菌(橙色粘球菌(Myxococcusfulvus)，珊瑚状粘球菌(Myxococcus coralloides)，叶柄粘球菌(Myxococcusstipitatus)，黄色粘球菌(Myxococcus xanthus))，鞘细菌(浮游球衣菌(Sphearotilus natans))，芽殖细菌，具有附属体的细菌(海王生丝单胞菌(Hyphomonas neptunium)，锈色嘉利翁氏菌(Gallionella ferruginea))，螺旋体(出血黄疸螺旋体(Spirochaeta icterohaemorrhagiae)，苍白螺旋体(Spirochaeta pallida)，橙黄螺旋体(Spirochaeta aurantia))，螺菌，螺旋或扭转细菌，需氧杆菌或球菌(荧光假单胞菌(Pseudomonas fluorescens)，铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)，卵状假单胞菌(Pseudomonas ovalis)，Pseudomonas gluconicum)，水稻黄单胞菌(Xanthomonas oryzae)，氧化葡糖杆菌(Gluconobacter oxydans))，固氮细菌(褐球固氮菌(Azotobacterchroococcum)，豌豆根瘤菌(Rhizobium leguminosarum)，三叶草根瘤菌(Rhizobium trifolii)，苜蓿中华根瘤菌(Rhizobium meliloti)，菜豆根瘤菌(Rhizobium phaseoli)，大豆慢生根瘤菌(Rhizobium japonicum)，巴氏梭菌(Clostridium pasteurianum))，Methylomonadaceae(甲烷甲基单胞菌(Methylomonas methanica))，乙酸菌(醋化醋杆菌(Acetobacter aceti))，兼性厌氧细菌(大肠杆菌，产气肠杆菌(Enterobacter aerogenes)，伤寒杆菌(伤寒沙门氏菌(Salmonella typhi))，鼠伤寒沙门氏菌(Salmonella typhimurium)，肠炎沙门氏菌(Salmonella enteritidis)，痢疾杆菌(Shigella typhimurium)，Serratia marcescescens，普通变形菌(Proteus vulgaris)，霍乱弧菌(Vibriocholerae)，副溶血弧菌(Vibrio parahaemolyticus)，厌氧菌(产琥珀酸丝状杆菌(Bacteroides succinogenes))，需氧球菌或球杆菌(金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)，表皮葡萄球菌(Staphylococcus epidermidis)，腐生葡萄球菌(Staphylococcus saprophyticus)，酿脓链球菌(Streptococcuspyogenes)，无乳链球菌(Streptococcus agalactiae)，绿色链球菌(Streptococcusviridans)，肺炎链球菌(Streptococcus pneumoniae)，粪肠球菌(Enterococcusfaecalis)，屎肠球菌(Enterococcus faecium)，鸟肠球菌(Enterococcus avium)，白喉棒杆菌(Corynebacterium diphtheriae)，枯草杆菌(Bacillus subtilis)，炭疽芽孢杆菌(Bacillus anthracis)，蜡状芽孢杆菌(Bacillus cereus)，厌氧球菌(淋病奈瑟氏球菌(Nesseria gonorrhoeae))，革兰阴性无机营养菌(欧洲亚硝化单胞菌(Nitrosomonas europaea)，海洋亚硝化细菌(Nitrosococcusoceani)，汉堡硝化杆菌(Nitrobacter hamburgensis)，Nitrobacter vulgaris，维氏硝化杆菌(Nitrobacter winogradskyi)，氧化硫硫杆菌(Thiobacillusthiooxydans))，革兰阳性球菌(谷氨酸发酵细菌(谷氨酸微球菌(Micrococcusglutamicus))，金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)，乳酸乳球菌乳亚种(Spreptococcus lactis)，牛链球菌(Streptococcus bovis)，变异链球菌(Streptococcus mutans)，肠膜明串珠菌(Leuconostoc mesenteroides)，乳明串珠菌(Leuconostoc lactis)，啤酒片球菌(Pediococcus cerevisiae)，乳酸片球菌(Pediococcus acidilactici)，戊糖片球菌(Pediococcus pentosaceus)，德式乳杆菌(Lactobacillus delbrueckii)，裂阿托波氏菌(Lactobacillus rimae)，菊糖芽孢乳杆菌(Sporolactobacillus inulinus)，凝结芽孢杆菌(Bacillus coagulans)，枯草杆菌，多粘芽孢杆菌(Bacillus polymyxa)，Bacillus maercerans，Bacilluspycnoticus，炭疽细菌(炭疽芽孢杆菌(Bacillus anthracis))，丁酸(butylic acid)发酵细菌(Clostridium butyrium)，丙酮丁醇发酵细菌(丙酮丁醇梭菌(Clostridium acetobutylicum))，生胞梭菌(Clostridium sporogenes)，肉毒梭菌(Clostridium botulinum)，产气荚膜梭菌(Clostridium perfringens)，破伤风杆菌(破伤风梭菌(Clostridium tetani))，还原硫细菌(瘤胃脱硫肠状菌(Desulfotomaculum rumimis))，孢子八叠球菌(脲芽孢八叠球菌(Sporosarcina ureae))，分支杆菌相关的细菌(白喉(白喉棒杆菌(Corynebacterium diphtheriae))，藤黄红球菌(Corynebacterium fascians)，拉氏拉氏杆菌(Corynebacterium rathayi)，腐烂分枝杆菌(Corynebacteriumsepedonicum)，密执安棍状杆菌诡谲亚种(Corynebacterium insidiosum)，萎蔫短小杆菌(Corynebacterium flaccumfaciens)，牛型放线菌(Actinomycesbovis)，皮诺卡氏菌(Nocardia farcinica)，灰色链霉菌(Streptomyces griseus)，枝链霉菌(Streptomyces rameus)，委内瑞拉链霉菌(Streptomycesvenezuelae)，大宫链霉菌(Streptomyces omiyaensis)，金霉素链霉菌(Streptomyces aureofaciens)，榛色链霉菌(Streptomyces avellaneus)，Streptomyces lutianus，嗜热菌(嗜热古菌(Aeropyrum pernix)，Aquifexaeolicus，闪烁古生球菌(Archaeoglobus fulgidus)，喜热芽孢杆菌(Bacillusthermoleovorans)，詹氏甲烷球菌(Methanococcus jannaschii)，炽热甲烷嗜热菌(Methanothermus fervidus)，耐超高温热棒菌(Pyrobaculum aerophilum)，Pyrobaculum calidifontis，冰岛热棒菌(Pyrobaculum islandicum)，Pyrobaculum oguniense，激烈热球菌(Pyrococcus furiosus)，深海嗜热古细菌(Pyrococcus horikoshii)，Pyrococcus kodakaraensis，Pyrococcus shinkaj，Pyrolobus fumarii，Rhodothermus obamensis，直逗号糖多孢菌(Saccharopolyspora rectivirgula)，嗜酸热硫化叶菌(Sulfolobusacidocaldarius)，希氏硫化叶菌(Sulfolobus shibatae)，希氏硫化叶菌(Sulfolobus shibatae)，硫磺矿硫化叶菌(Sulfolobus solfataricus)，Sulfolobustokodaii，普通高温放线菌(Thermoactinomyces vulgaris)，速生热球菌(Thermococcus celer)，Thermococcus odakaraensis，Thermococcus litoralis，Thermococcus profundus，热球菌属菌株(Thermococcus strain)，嗜酸热原体(Thermoplasma acidophilum)，火山热原体(Thermoplasma volcanium)，海栖热袍菌(Thermotoga maritima)，那不勒斯栖热袍菌(Thermotoga neapolitana)，嗜热栖热菌(Thermus thermophilus)，甲烷细菌(甲酸甲烷杆菌(Methanobacterium formicicum)，嗜碱甲烷杆菌(Methanobacteriumthermoautotrophicum)，嗜树木甲烷短杆菌(Methanobrevibacter arboriphilus)，瘤胃甲烷短杆菌(Methanobrevibacter ruminantium)，史氏甲烷短杆菌(Methanobrevibacter smithii)，詹氏甲烷球菌(Methanococcus jannaschii)，Methanoculleus chikugoensis，Methanopyrus kandleri，联合鬃毛甲烷菌(Methanosaeta concilii)，巴氏甲烷八叠球菌(Methanosarcina barkeri)，Methanosarcina mazeii，Methanosphaera stadmaniae，Methanothermobacterthermautotrophicus)，嗜盐细菌(日本盐盒菌(Haloarcula japonica)，死海盐盒菌(Haloarcula marismortui)，盐生盐杆菌(Halobacterium halobium)，盐沼盐杆菌(Halobacterium salinarium)，Haloferax mediterranei，沃氏富盐菌(Haloferax volcanii)，Halomonas variabilis，法老嗜盐碱杆菌(Natronobacterium pharaonis)，(Tetragenococcus halohila)，副溶血弧菌，创伤弧菌(Vibrio vulnificus))，嗜冷细菌(Colwellia psychrerythraea，Moritellamarina，小肠结肠炎耶尔森氏菌(Yersinia enterocolitica)，假结核耶尔森氏菌(Yersinia pseudotuberculosis)，海底希瓦氏菌(Shewanella benthica))，嗜压细菌(Moritella japonica，Moritella yayanosii，Photobacterium profundum，海底希瓦氏菌，Shewanella violacea，沙雷菌(Shewanella oneidensis))，嗜酸细菌(嗜热古菌)，硫磺矿硫化叶菌，Sulfolobus tokodaii，嗜酸热硫化叶菌，嗜酸热原体)，嗜碱细菌(嗜碱芽孢杆菌(Bacillus alcalophilus)，(Bacillushalodurans)，巴氏芽孢杆菌(Bacillus pasturii)，金橙黄微小杆菌(Exiguobacterium aurantiacum))，耐辐射细菌(耐放射异常球菌(Deinococcusradiodurans)，耐放射异常球菌(Micrococcus radiodurans)，蜡状芽孢杆菌(Bacillus cereus))，Shizuoka Prefecture的油田分离的代谢石油细菌HD-1菌株(固定CO2型石油合成或降解的细菌)，TK-122菌株和耐有机溶剂细菌(恶臭假单胞菌(Pseudomonas putida)IH-2000菌株)等。作为特定的培养方法，任何本领域已知的培养方法是可能的。当植物为实施对象时，其实例包括去分化(愈伤组织化)和植物组织的再分化，花药培养，苗端培养，原生质培养，批培养，克隆的细胞培养，种子培养，高密度培养，共培养，保育培养方法，调理培养方法(conditioning culture method)，同位素竞争方法，直接标记方法，子房培养方法，胚珠培养方法，胚胎培养方法，花粉培养方法，同步培养方法等。此外，当真菌为实施对象时，其实例包括从部分如菇实体的茎，茎上部，菌褶和菌盖的分离培养，孢子分离培养，从土壤和空气的分离培养和从分离的真菌菌株的传代培养等。此外，当动物为实施对象时，其实例包括胃肠上皮细胞培养，肝细胞培养，人表皮角质细胞培养，血管内皮细胞培养，肾细胞培养，朗格罕氏岛细胞培养，成纤维细胞培养，肌细胞培养，中幼粒细胞培养，癌细胞培养，神经细胞培养，支气管上皮细胞培养，神经细胞分化培养，血细胞分化培养，胚胎干细胞分化培养和肝癌细胞分化培养。另外，当细菌为实施对象时，其实例包括使用氮气，二氧化碳等作为气体的厌氧培养，使用空气，加压氧气等的需氧培养，强碱条件下的培养，强酸条件下的培养，高温培养，低温培养，高盐浓度培养，在大于大气压的气体中实施的加压培养，减压培养，有机溶剂中的培养，在辐射下的培养和通过离心施以重力来实施的培养本发明的生物-培养装置的第二个实施方案为生物-培养装置11，其包含培养基13和包括圆筒形部件以及从圆筒形部件上行续接的，且具有大于圆筒形部件外径的盘形部件的微孔体12，其通过将生物组织14置于中心凹陷的盘形部件的底部15上而诱导繁殖，去分化，分化，再生，保存，选择，分离和杂交，如图4和图5中所示。包括圆筒形部件和盘形部件的微孔体12由容器18支撑，并通过凸向盘形部件直径方向的部件16的底部17和容器开口外周的接触来密封容器的内部。或者，微孔体的盘形部件12可通过在其上安装盖19而密封，所述盖具有可从外部可观察到培养状态的材料和形状，例如具有相应于或大于盘形部件外径的内径的培养皿。备选地，盘形部件如第一个实施方案中所述用铝箔简单密封。此外，部件16上的盖19，容器18将部件与给料管相联结。即使在压力或减压下，该装置仍能保持密封。此外，优选能耐受热，强碱，强酸，高压，低压，有机溶剂，辐射，紫外线等的微孔体。
由于培养基，原料和微孔体的材料以及可作为培养对象的生物组织或生物细胞与第一个实施方案中的那些一致，省略对其的解释。
发明的实施方式实施例为了证明可用本发明的生物-培养装置培养细胞，采用下述装置和样品来进行实验。
培养实验1(1)培养装置已通过在1250℃烧制24小时而制得同时包含50-60％重量的Murakami粘土中氧化铝Al2O3的外径为1.4cm，内径为0.9cm以及高度为4.5cm的圆筒形微孔体(由日本的Niigata Prefecture所制)被直立置于具有2.3cm直径和15cm高度的平底玻璃试管的底部，并在其中注入6ml的包含萘乙酸(NAA)和苄基腺嘌呤(BA)各2ppm的去分化MS液体培养基。然后，用双层铝箔密封平底玻璃试管的开口。在证实了试管中，培养基遍及微孔体被吸收，使用高压灭菌器以高温和高压(121℃，压力1.2atm)对其灭菌10分钟，允许冷却，以获得培养装置1。用于本实验的微孔体具有耐热性。
单独地，将已用与上述培养装置1相同的原材料和条件所制备的微孔体与容积为570ml的玻璃容器装配好，所述微孔体由外径为7.5cm，内径为5.5cm以及深度为5.0cm的盘形部件和外径为1.7cm，内径为0.7cm以及高度为4.7cm的圆筒形部件组成，并具有外径为1.5cm，高度为4.3cm柱形部件，所述柱形部件在盘形部件中心内凹的底部向上凸出，并通过覆盖培养皿密封盘形部件的开口。在加热器中干热灭菌2小时(161℃)。另一方面，在Erlenmeyer瓶中注入包含萘乙酸(NAA)和苄基腺嘌呤(BA)各2ppm的去分化MS液体培养基，并使用高压灭菌器以高温和高压(121℃，压力1.2atm)对其灭菌10分钟。然后，在无菌条件下，小心地提起微孔体以从容器分离，然后通过间隙倒入130ml已进行无菌处理的去分化MS液体培养基。然后，允许静置直至培养基遍及微孔体被吸收，以获得培养装置2。
(2)试验材料作为试验材料，使用萌芽17日后的未成熟烟草SR1(Nicotianatabacum)的种子和叶以及直径为3mm的草莓(Fragaria chiloensis)芽中的花药。采用流水冲洗，浸入70％乙醇数秒，浸入5％次氯酸钠水溶液中10分钟来对这些试验材料进行无菌(sterilication)处理以使用。作为草莓芽中的花药，在无菌条件下将已如上所述无菌处理的芽中分离花药，并用作试验材料。
(3)培养在无菌条件下除去培养装置1的铝箔，将试验材料置于微孔体顶端内表面，并再用铝箔密封开口。单独地，在相同条件下除去培养装置2的培养皿，将试验材料置于微孔体盘形部件的底部，并再用培养皿密封盘形部件的开口。如此，将置于培养装置1或2上的试验材料在天然光照条件下于26℃静置培养(磨砂玻璃外约10cm)。
(4)结果(i)烟草种子表1中显示了置于如上述培养装置1上的烟草种子的生长过程，而图7-11分别显示了放置后5，10，26，28和32日时的情况。单独地，图12中显示了用既不包含NAA也不包含BA的培养基进行培养的烟草种子的生长作为对照。
表1接种后的天数烟草种子的生长过程0日 接种5日 萌芽，根未分化7日 愈伤组织化10日愈伤组织，直径0.8mm26日愈伤组织，直径4.3mm28日愈伤组织，直径5.0mm32日愈伤组织，直径6.6mm(ii)未成熟烟草的叶表2中显示了置于如上述培养装置2上的未成熟烟草植物叶子的生长过程，图13-16分别显示了放置后10，33，和56日，放置后的即刻情况。
表2放置后天数 烟草叶子和愈伤组织直径的改变0日放置，3.1mm10日 愈伤组织，直径4.7mm33日 愈伤组织，直径4.9mm56日 愈伤组织，直径5.1mm(iii)草莓的花药表3中显示了置于如上述培养装置1上的草莓的花药(N＝29)的生长过程，图17显示为放置后35日时草莓花药的愈伤组织的图片。
表3样品号26接种后天数 草莓花药的生长过程
0日放置7日愈伤组织化10日 愈伤组织，直径0.3mm28日 愈伤组织，直径0.8mm35日 愈伤组织，直径2.6mm从这些结果，证实了根据本发明的培养装置，无论植物和组织部分是何种类，所述植物组织均可以象在传统琼脂培养基中一样生长，而且培养基中的植物激素可以借助微孔体对植物组织的形态发生和繁殖产生影响。草莓花药的愈伤组织形成率为55.1％。
由此，证实了可以使用本发明培养装置中的微孔体作为培养介质来培养植物组织，而且优势可得到有效的发挥，且没有已有介质的缺点。
培养实验2(1)培养装置根据用于上述培养实验1的相同的方法，除了将130ml改良的Ohta培养基(通过在1升水中溶解10g葡萄糖，1g柠檬酸，1g酒石酸铵，1g磷酸钾，1g硫酸镁，50mg氯化钙和7g HEPES获得)作为培养基置于培养装置中，来实施实验。
(2)试验材料丝状真菌和金针菇用作试验材料。
(3)培养在无菌条件下，除去培养装置2上的培养皿，用铂针将丝状真菌接种在微孔体的盘形部件的底部中部，并再用培养皿密封盘形部件。如此，将接种于培养装置2上的丝状真菌在天然光照条件下于26℃静置培养(磨砂玻璃外约10cm)。
(4)结果(i)丝状真菌表4和图18-21中显示了接种于如上述培养装置2上的丝状真菌的生长过程。
表4接种后小时 丝状真菌的生长过程
0小时 接种26小时 菌群，直径5.2nm49小时 菌群，直径29.6nm73小时 菌群，直径56.8mm91小时 菌群，直径56.8mm(底部22.9mm，内侧5.1mm)(ii)金针菇表5和图22-26中显示了接种于如上述培养装置2上的金针菇菌丝的生长过程。
表5接种后时间0小时 接种10日菌群，直径19.6mm11日菌群，直径34.6mm12日菌群，直径42.0mm13日菌群，直径44.8mm14日菌群，直径54.0nun15日菌群，直径56.0mm从这些结果，证实了不管何种类型的真菌都能用本发明的培养装置生长。
培养实验3(1)培养装置根据用于上述培养实验1的相同的方法，除了将130ml马铃薯-蔗糖培养基(通过将表皮完全脱去的200g马铃薯置于适量水中，煮沸30分钟，过滤，加入10g蔗糖和水调整至1升而获得)作为培养基置于培养装置2中，来实施实验。
(2)试验材料将细菌枯草芽孢杆菌用作试验材料。
(3)培养在无菌条件下，除去培养装置2上的培养皿，将枯草芽孢杆菌悬液铺覆于微孔体的盘形部件的底部，并再用培养皿密封盘形部件。如此，将接种于培养装置2上的细菌在天然光照条件下于26℃静置培养(磨砂玻璃外约10cm)。
(4)结果图27和28显示了接种于如上述培养装置2上的枯草芽孢杆菌的生长外观，表6显示了1个菌群的生长过程。
表6接种后时间细菌生长过程0小时 接种66小时菌群，直径2.00mm92小时菌群，直径5.29mm109小时 菌群，直径5.94mm118小时 菌群，直径7.12mm132小时 菌群，直径7.74mm从这一结果，证实了细菌也能用本发明的培养装置生长。
污染抑制实验将丝状真菌，Gonytrichum macrocladum接种在用于草莓花药的上述培养实验中的培养装置2的培养基上，并将其在天然光照条件下于26℃静置培养(磨砂玻璃外约10cm)。图29和30中显示了结果。
如这些图明显所示，接种在培养基上丝状真菌的生长和延长即使在接种后55日仍能在微孔体柱形部件的下半部分被抑制，而且真菌没有到达培养生物组织的盘形部件。从该结果，证实了根据本发明的培养装置，即使混合培养基被丝状真菌污染，丝状真菌的侵入也会由于培养基和生物样品之间的微孔体的滤过作用而得以抑制或遏制，而且生物样品可以在污染前转移至另一培养装置，由此，样品可继续得以培养。
工业实用性根据本发明，提供了培养装置，其中仅消耗少量培养基，且降低了对某些操作如搅拌和摇动的需要，且降低了所需传代次数，因此使得生物组织或生物细胞的长期培养成为可能而无需传代操作，因此提供了培养装置，通过其从组织或细胞中提取有用物质后，在单培养操作中更方便获得更多量的有用物质。而且可以预防传代操作带来的污染和其它具有不利影响的刺激(传代培养的物理刺激)。此外，还使培养在不受培养基的pH和培养温度等的影响实施成为可能。此外，可以提供更窄，更小，更轻的培养装置。
权利要求
1.一种生物-培养装置，其包含培养基，具有吸水能力的微孔体，其部分浸在所述培养基中，和一个含有至少部分所述培养基和所述微孔体的容器，其中借助具有毛细管吸引力的所述微孔体内部的连通孔将所述培养基向上转移，以将所述培养基供应给置于所述微孔体表面上的生物组织或生物细胞，由此培养所述生物组织或生物细胞。
2.根据权利要求1的生物-培养装置，其中所述微孔体具有直立的圆筒形或柱形的形状。
3.根据权利要求1或2的生物-培养装置，其中所述微孔体包含圆筒形或柱形部件，和向上续接所述圆筒形或柱形部件并具有外径大于所述圆筒形或柱形部件的外径的盘形部件，其中所述盘形部件的中心是凹陷的，其中所述盘形部件的一部分向其直径方向凸出且其外径大于容器开口的外径，通过所述凸出部分的底部和所述容器开口边缘间的接触用所述容器支撑所述微孔体。
4.根据权利要求1-3任一项的生物-培养装置，其中所述微孔体为非金属无机固体材料的烧制品。
5.根据权利要求1-3任一项的生物-培养装置，其中所述微孔体为开放单元型塑料泡沫。
6.一种生物-培养装置，其包含培养基；具有吸水能力的微孔体，与所述微孔体连接的插入体，其可通过部分所述插入体与所述培养基间的接触向所述微孔体供应培养基，和含有至少部分培养基和所述微孔体的容器，其中借助具有毛细管吸引力的所述微孔体内部的连通孔将所述通过插入体供应的培养基向上转移，从而将所述培养基供给置于所述微孔体表面上的生物组织或生物细胞，由此培养所述生物组织或生物细胞。
7.根据权利要求1-6任一项的生物-培养装置，其中所述生物组织或生物细胞为植物，真菌或细菌的组织或细胞。
8.一种培养生物的方法，其包含借助微孔体内部的连通孔将培养基向上转移，以将所述培养基供给置于所述微孔体表面上的生物组织或生物细胞，由此培养所述生物组织或生物细胞，所述微孔体具有吸水能力，其部分浸在所述培养基中。
9.根据权利要求8的培养生物的方法，其中所述生物组织或生物细胞为植物，真菌或细菌的组织或细胞。
全文摘要
本发明提供了一种其中混合培养基与生物组织不直接接触的生物培养装置，其包含培养基，具有吸水能力的微孔体，其部分浸在培养基中，或连接到微孔体的插入体，其借助一部分插入体与培养基间的接触可将培养基供应到微孔体，其中通过微孔体内部的连通孔将培养基向上转移以将培养基供应给置于置于微孔体表面上的生物组织或生物细胞，从而培养生物组织或生物细胞，以及使用所述装置的培养生物的方法。
文档编号C12N5/04GK1589321SQ0282277
公开日2005年3月2日 申请日期2002年11月15日 优先权日2001年11月16日
发明者长谷川亮, 铃村大辅 申请人:哈伊特卡尔查株式会社