专利名称：一种微藻连续高效光培养的简易装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及微藻培养生物技术领域，具体地说，是一种微藻连续高效光培养的简易装置。
背景技术：
在贝类等滤食性水生动物生理学实验中通常会用到小球藻，小球藻经常用于贝类等滤食性水生动物的基础饵料。有毒铜绿微囊藻是水华藻类中的优势种群，也是近年来最为常用的淡水毒藻的研究材料。由中科院水生所购买的普通小球藻和有毒铜绿微囊藻均使用BGll培养基进行培养，普通小球藻的最适温度为25 ± I °C，最适光照强度为2000Lx，光照周期为12D:12L ;有毒铜绿微囊藻的最适温度为25土1°C，最适光照强度为2000Lx，光照周期为12D: 12L，普遍认为有毒铜绿微囊藻在较强光照强度条件下会出现变黄现象。目前还没有一种专门用于这两种藻类连续高效培养的简易装置，根据藻细胞的生长特性，在其生长过程中，对光照、溶氧、无菌等环境要求较高。传统的藻类培养装置由高压蒸汽灭菌锅-光照培养箱-增氧泵-锥形瓶一系列仪器组成，由于培养箱规模小、体积有限、利用率低，藻细胞培养产量低，步骤繁琐，扩培周期长，人力、物力消耗较大，无法实现半自动化连续培养。如何精确地控制藻细胞生长环境的同时，高效地生产小球藻和有毒铜绿微囊藻是亟待解决的问题。
实用新型内容本实用新型的目的是针对现有技术中的不足，提供一种微藻连续高效光培养的简易装置，以实现微藻的高效、快速、大量的培养。为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案是:一种微藻连续高效光培养的简易装置，包括容器系统、照明系统、曝气系统、温度控制系统、支架系统、培养基半自动添加系统和定时控制系统，所述照明系统的照明装置位于容器系统内部，容器系统底部设有放藻管，培养基半自动添加系统通过加液管给容器系统提供新鲜培养基，所述的定时控制系统控制照明系统和曝气系统。所述的容器系统的主体为圆筒柱，圆筒柱的底部为弧形并在底部内侧设有卡座，圆筒柱的壁上置有磁力刷，容器系统的盖子为环形，中部的缺口适合照明装置穿过，在盖子上还设有凸起的加液口，加液口侧壁上开有线孔，加液口配有盖子。所述的照明系统的光源为荧光灯，荧光灯固定在柱子上后放入圆柱形的透明灯罩内，透明灯罩的底部封闭并在底部外侧固定有卡子，透明灯罩顶端的盖子上设有电源开关和线孔。所述的荧光灯设有四个，所述的柱子为细长方体状，四个荧光灯两两相对排列。所述的曝气系统包括空气过滤箱、气泵、防倒吸气管、控气阀门和气石，防倒吸气管的出气口伸入容器 系统的底部并与气石连接，防倒吸气管的最高点高于容器系统的顶端。[0011 ] 所述的防倒吸气管的出气口设有六个，六个出气口均匀分布在容器系统底部，每个出气口均连接有气石。所述的温度控制系统包括加热棒和冷却管，所述的加热棒和冷却管固定在容器系统内部。所述的培养基半自动添加系统包括培养基存储箱、水泵、加液管、总阀门和分阀门，培养基存储箱顶端设有存储箱盖。所述的定时控制系统包括定时控制器和串联插座，照明系统和曝气系统的电源接在串联插座上。所述的支架系统用于放置容器系统和曝气系统，设有两层，上层镂空适合容器系统底部的放藻管向下延伸，下层设有隔板适合放置曝气系统的部件。本实用新型优点在于:1、本实用新型微藻连续高效光培养的简易装置能够根据实验要求控制照明系统的光照强度以及光周期，通过曝气系统在补充藻类生长繁殖所需氧气以及二氧化碳的同时保持系统内水体的流动；2、容器系统弧形底部的放藻管能定期排放微藻和残渣，通过培养基半自动添加系统能及时补充新鲜培养基，可以达到连续快速培养的效果，圆筒柱盖子的特殊设计既保证了容器系统的密闭性又方便后期的清洗；3、温度控制系统可以在不同季节将容器系统内的温度控制在一个最佳值状态，满足微藻的生长增殖要求；4、该简易装置造价低廉、操作简单、便于管理、维护方便，对于小球藻、微囊藻等需氧微藻室内快速大量连续·培养非常实用。
附图1是本实用新型微藻连续高效光培养的简易装置的结构示意图。附图2是简易装置的容器系统的结构示意图，右图为左图的仰视图。附图3是照明系统与温度控制系统的结构示意图，右上图为透明灯罩盖子的俯视图，右中图为左图中箭头所示部位的截面图，右下图为透明灯罩底部的俯视图。附图4是曝气系统的结构示意图。附图5是培养基半自动添加系统的结构示意图。附图中涉及的附图标记和组成部分如下所示:1.容器系统11.圆筒柱12.放藻管13.放藻管阀14.卡座15.磁力刷16.圆筒柱盖子17.加液口18.加液口盖子19.线孔2.照明系统21.荧光灯22.柱子23.透明灯罩24.卡子25.透明灯罩盖子26.电源开关27.荧光灯线孔[0036]3.曝气系统31.空气过滤箱32.气泵33.防倒吸气管34.控气阀门35.气石4.温度控制系统41.加热棒42.冷却管43.固定夹5.支架系统51.上层52.下层隔板6.培养基半自动添加系统61.培养基存储箱62.存储箱盖63.水泵64.加液管65.加液管总阀门66.加液管分阀门7.定时控制系统71.定时控制器
72.串联插座8.双层环形密封板
具体实施方式
下面结合实施例并参照附图对本实用新型作进一步描述。请参照图1，图1是本实用新型微藻连续高效光培养的简易装置的结构示意图，该装置包括容器系统1、照明系统2、曝气系统3、温度控制系统4、支架系统5、培养基半自动添加系统6和定时控制系统7。培养基半自动添加系统6能给多个容器系统I提供新鲜培养基，本实施例中仅以一个容器系统I来进行说明。所述的定时控制系统7包括定时控制器71和串联插座72，照明系统2和曝气系统3的电源接在串联插座72上，定时控制器71能控制照明系统2和曝气系统3的工作时间。支架系统5设有两层，上层51镂空结构适合容器系统I底部的放藻管12向下延伸,下层隔板52可放置曝气系统3的空气过滤箱31和气泵32，支架系统5优选为不锈钢材料制成。请参照图2，图2是简易装置的容器系统I的结构示意图，右图为左图的仰视图。所述的容器系统I的主体为圆筒柱11，圆筒柱11为透明材质做成，优选为有机玻璃，便于观察内部微藻的生长状况，圆筒柱11的底部为弧形并在底部内侧设有镂空的卡座14，用于固定照明系统2的照明装置。放藻管12设于弧形底部的最低点处，放藻管12上安装有放藻管阀13，用于控制藻液排放量。在弧形底部的同一圆周上有防倒吸气管33的六个出气口，出气口连接气石35，气石35位于圆筒柱11的弧形底部内侧。圆筒柱11的壁上置有磁力刷15，磁力刷15用过滤棉或纱布包裹处理，既可以去除圆筒柱11内壁上附着的藻又可以减小磁力刷15对内壁的刮伤。圆筒柱盖子16为环形，中部的缺口适合照明装置穿过，圆筒柱盖子16与圆筒柱11的连接处用胶水密封。圆筒柱盖子16上还设有凸起的加液口 17，通过加液口 17可以向容器系统I内添加藻液和培养基。加液口 17侧壁上开有线孔19，线孔19可供温度控制系统4的电源线穿过，同时也起到排气功能。加液口 17配有加液口盖子18。请参照图3，图3是照明系统2与温度控制系统4的结构示意图，右上图为透明灯罩盖子25的俯视图，右中图为左图中箭头所示部位的截面图，右下图为透明灯罩23底部的俯视图。照明系统2的光源为荧光灯21，荧光灯21用捆线固定在柱子22上后放入圆柱形的透明灯罩23内，透明灯罩23的底部封闭并在底部外侧固定有卡子24，卡子24与容器系统I的卡座14配套使用，能将透明灯罩23牢牢固定住。顶端的透明灯罩盖子25上设有电源开关26和荧光灯线孔27，电源开关26控制荧光灯的工作状态。在本实施例中，所述的荧光灯21设有四个，所述的柱子22为细长方体状，四个荧光灯21两两相对排列。温度控制系统4包括加热棒41和冷却管42，加热棒41和冷却管42均通过固定夹43固定在透明灯罩23上,然后一同放入容器系统I的圆筒柱11内部，加热棒41和冷却管42的电源线通过线孔19引出接在串联插座72上。透明灯罩23的上端与容器系统I的圆筒柱盖子16之间设有双层环形密封板8，参见图1和图3，双层环形密封板8能将透明灯罩23与圆筒柱盖子16之间的环形空隙完全堵住，保证了容器系统I的密闭性。请参见图4，图4是曝气系统3的结构示意图，所述的曝气系统3包括空气过滤箱31、气泵32、防倒吸气管33、控气阀门34和气石35。防倒吸气管33为倒U形，防倒吸气管33的出气口伸入容器系统I的圆筒柱11底部并与气石35连接。防倒吸气管33的最高点高于容器系统I的顶端，能有效的防止容器系统I内部的液体倒吸入气泵32内。控气阀门34安装在气泵32出口处，能控制进气量。在本实施例中，防倒吸气管33的出气口设有六个，六个出气口均匀分布在圆筒柱11底部，每个出气口均连接有气石35。空气过滤箱31和气泵32放置在支架系统5的下层隔板52上。请参见图5，图5是培养基半自动添加系6的结构示意图，培养基半自动添加系统6包括培养基存储箱61、水泵63、加液管64、加液管总阀门65和加液管分阀门66，培养基存储箱61的顶端设有存储箱盖62。培养基半自动添加系统6通过加液管64给容器系统I提供新鲜培养基，请见图1和图2，由于加液管64末端有分支，且分支上均设有加液管分阀门66，所以培养基半自动添加系统6能给多个容器系统I提供新鲜培养基。该微藻连续高效光培养的简易装置能够根据实验要求控制照明系统2的光照强度以及光周期，通过曝气系统3在补充藻类生长繁殖所需氧气以及二氧化碳的同时保持系统内水体的流动。容器系统I弧形底部的放藻管12能定期排放微藻和残渣，通过培养基半自动添加系统6能及时补充新鲜培养基，可以达到连续快速培养的效果，圆筒柱盖子16的特殊设计既保证了容器系统I的密闭性又方便后期的清洗。温度控制系统4可以在不同季节将容器系统I内的温度控制在一个最佳值状态，满足微藻的生长增殖要求。该简易装置造价低廉、操作简单、便于管理、维护方便，对于小球藻、微囊藻等需氧微藻室内快速大量连续培养非常实用。为了使本实用新型所要实现的技术手段、创新特点、研究目的和效果易于了解和掌握，下面给出一种关于该简易装置部件的规格和尺寸的具体描述。ZYT16G微电脑时控开关,一个(上海卓一电子有限公司)；气泵32, —个(海利电磁式空气压缩机，85W, 90L/min);加热棒41，一根(佳宝2010，300W, 30cm);冷却管42，一根(三鱼金属冷却管，30cm);荧光灯21，四个(飞利浦，36W，50cm);水泵63，一个(天润，40W，2000L/H);所使用的有机玻璃材料均为厚度8mm的亚克力有机玻璃。圆筒柱11外径为50cm,高为61.5cm ;圆筒柱盖子16的外环直径为50cm,内环直径为15.3cm (稍大于双层环形密封板8的上层外径)；加液口 17的直径为IOcm,其圆心距圆筒柱盖子16的圆心16cm ;透明灯罩23上的双层环形密封板8的内径均为12cm (固定在透明灯罩23上，并用胶水密封)，上层 的外径为15cm，下层外径为20cm ;卡座14呈中空环状，外形类似平放的汽车轮胎，在其朝上的一侧开有三个口子，刚好能将固定在透明灯罩23底部的三个卡子24插入其中，朝下一侧固定有三个高Icm的支脚,支脚用胶水固定在圆筒柱11的弧形底部；圆筒柱11的弧形底部的最低处还设有一个直径4cm的放藻管12，放藻管12在容器系统外部安装有一个放藻管阀13 ;放藻管12周围出气口的直径为1.2cm，气石35是直径为2.5cm的半球形气石。照明系统2的透明灯罩23的外径为12cm,长为65cm ;柱子22为一根长55cm的不锈钢管，钢管横截面尺寸为2.5X2.5cm ;四个荧光灯21固定在钢管的四个面上，然后两两组合由两个电源开关26分别控制，两个开关均固定在透明灯罩盖子25上。支架系统5由3cmX 3cm的钢管焊接而成，总高74cm,上层51是一个边长为47cm的正方形，正方形四个角上焊接上四个横杆，最后形成一个正八边形框，能稳固地支撑圆筒柱11 ;支架系统5在距地面IOcm高度处焊接连接杆，连接杆上固定一块长53cm、宽30cm的下层隔板52，气泵32和空气过滤箱31就放置在下层隔板52上。培养基半自动添加系统6的主体部分是一个塑料材质的封闭性培养基存储箱61，培养基存储箱61开有一直径为IOcm的进液口和一个配套的存储箱盖62 ;培养基存储箱61底部放置一水泵63，水泵63出水口用PC管接到加液管64上，在加液管64上设有加液管总阀门65。
该微藻连续高效光培养的简易装置的具体工作方式如下:1、微藻连续高效光培养的简易装置的安装首先将不锈钢架依据实验室具体布局摆放好，然后将按照上述规格和尺寸做好的圆筒柱11架在支架上，然后用适当大小的PC管将放藻口接出形成放藻管12，并装上放藻管阀13，再接一个弯管使其出口朝外，然后将气泵32固定在支架的下层隔板52上，用PC管将气泵32和事先70%酒精灭菌后的空气过滤箱31连接好，然后接上倒U形防倒吸气管33、安装控气阀门34，最后接到圆筒柱11的六个出气口上，特制气石35由圆筒柱11内部穿出与外部气管用强力胶水粘结起来，做到完全密封的效果。装好放藻管阀13和曝气系统3后，关上放藻管阀13，用水将圆筒柱11进行彻底的清洗，清洗的过程要打开气泵32曝气，以便将防倒吸气管33中的脏物一并排出，清洗干净后排空圆筒柱11中的水。将装有荧光灯21的透明灯罩23插入卡座14中旋转一定角度固定住，然后装上加热棒41和冷却管42，接着再盖上圆筒柱盖子16，将加热棒41和冷却管42的电源线由线孔19穿出。盖上加液口盖子18，最后将圆筒柱盖子16与双层环形密封板8的上层、圆筒柱盖子16与圆筒柱11的接触处用封箱胶密封起来，使容器系统I成为封闭空间。关闭放藻管阀13和加液管分阀门66，然后向圆筒柱11中注入其最大容量1/5的自来水，并向其中加入2%的次氯酸钠溶液，然后将包裹好棉布并清洗干净的磁力刷15扔进去。打开控气阀门34，开启曝气系统3和照明系统2运行24h后，排空圆筒柱11中的水，SP可投入使用。2、培养基的加入及接种首先倒入少量高温灭菌的自来水将之前灭过菌的圆筒柱11冲洗一遍，排空圆筒柱11中的水，即可注入灭好菌的新鲜培养基，根据藻类的具体情况来决定藻的接种量，最初溶度为IX IO6个/mL为宜。加入的液体至少要没过加热棒41和冷却管42养殖系统才能正常运转，否则温度控制系统4无法开启。3、试验及日常维护以上步骤完成后，将荧光灯21和气泵32的电源接在一个由微电脑自动定时控制器71控制的串联插座72上，定时控制器71设置为自动控制档，每天8:00开启，22:00关闭。每天早晚各观察一次，及时用磁力刷15清除掉附着在圆筒柱11内壁上的藻体或脏物。检查照明系统2是否正常运转，曝气系统3是否出现漏气现象。定期更换空气过滤箱31上的滤纸。4、使用效果总结经过一个月的试用，在此期间定时控制系统7运行正常，每天定时开关照明系统2和曝气系统3，大概每隔两天需要清除一下圆筒柱11内壁上的附着藻。微囊藻溶度由原来的IXlO6个/mL扩大到了 5X107个/mL，扩大了 50倍，基本达到了预期的效果。而且日常管理操作方便，维护简单。以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和补充，这些改进和补充也应视为本实用新型的保护 范围。
权利要求1.一种微藻连续高效光培养的简易装置，其特征在于，包括容器系统、照明系统、曝气系统、温度控制系统、支架系统、培养基半自动添加系统和定时控制系统，所述照明系统的照明装置位于容器系统内部，容器系统底部设有放藻管，培养基半自动添加系统通过加液管给容器系统提供新鲜培养基，所述的定时控制系统控制照明系统和曝气系统。
2.根据权利要求1所述的微藻连续高效光培养的简易装置，其特征在于，所述的容器系统的主体为圆筒柱，圆筒柱的底部为弧形并在底部内侧设有卡座，圆筒柱的壁上置有磁力刷，容器系统的盖子为环形，中部的缺口适合照明装置穿过，在盖子上还设有凸起的加液口，加液口侧壁上开有线孔，加液口配有盖子。
3.根据权利要求1所述的微藻连续高效光培养的简易装置，其特征在于，所述的照明系统的光源为荧光灯，荧光灯固定在柱子上后放入圆柱形的透明灯罩内，透明灯罩的底部封闭并在底部外侧固定有卡子，透明灯罩顶端的盖子上设有电源开关和线孔。
4.根据权利要求3所述的微藻连续高效光培养的简易装置，其特征在于，所述的荧光灯设有四个，所述的柱子为细长方体状，四个荧光灯两两相对排列。
5.根据权利要求1所述的微藻连续高效光培养的简易装置，其特征在于，所述的曝气系统包括空气过滤箱、气泵、防倒吸气管、控气阀门和气石，防倒吸气管的出气口伸入容器系统的底部并与气石连接，防倒吸气管的最高点高于容器系统的顶端。
6.根据权利要求5所述的微藻连续高效光培养的简易装置，其特征在于，所述的防倒吸气管的出气口设有六个，六个出气口均匀分布在容器系统底部，每个出气口均连接有气O
7.根据权利要求1所述的微藻连续高效光培养的简易装置，其特征在于，所述的温度控制系统包括加热棒和冷却管，所述的加热棒和冷却管固定在容器系统内部。
8.根据权利要求1所述 的微藻连续高效光培养的简易装置，其特征在于，所述的培养基半自动添加系统包括培养基存储箱、水泵、加液管、总阀门和分阀门，培养基存储箱顶端设有存储箱盖。
9.根据权利要求1所述的微藻连续高效光培养的简易装置，其特征在于，所述的定时控制系统包括定时控制器和串联插座，照明系统和曝气系统的电源接在串联插座上。
专利摘要本实用新型涉及微藻连续高效光培养的简易装置，包括容器系统、照明系统、曝气系统、温度控制系统、支架系统、培养基半自动添加系统和定时控制系统，照明系统的照明装置位于容器系统内部，容器系统底部设有放藻管，培养基半自动添加系统通过加液管给容器系统提供新鲜培养基，定时控制系统控制照明系统和曝气系统。该装置能够根据要求控制照明系统的光照强度以及光周期，通过曝气系统在补充藻类生长繁殖所需氧气以及二氧化碳的同时保持系统内水体的流动；容器系统弧形底部的放藻管能定期排放微藻和残渣，通过培养基半自动添加系统能及时补充新鲜培养基；装置造价低廉、操作简单、便于管理、维护方便，对于需氧微藻室内快速大量连续培养非常实用。
文档编号C12R1/01GK203128547SQ2013201504
公开日2013年8月14日 申请日期2013年3月29日 优先权日2013年3月29日
发明者周作强, 胡梦红, 刘其根, 黄翠, 吴杰洋 申请人:上海海洋大学