《一种可密封的恒压式微藻培养装置.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《一种可密封的恒压式微藻培养装置.pdf（9页珍藏版）》请在专利查询网上搜索。
1、(10)授权公告号 CN 102816684 B (45)授权公告日 2013.09.18 CN 102816684 B *CN102816684B* (21)申请号 201210283256.9 (22)申请日 2012.08.10 C12M 1/00(2006.01) C12M 1/04(2006.01) (73)专利权人 中国科学院海洋研究所 地址 266071 山东省青岛市南海路七号 (72)发明人 宋秀贤 付梅 俞志明 曹西华 于海燕 (74)专利代理机构 沈阳科苑专利商标代理有限 公司 21002 代理人 白振宇 (54) 发明名称 一种可密封的恒压式微藻培养装置 (57) 摘要 。
2、本发明涉及对微藻进行培养的装置， 具体地 说是一种可密封的恒压式微藻培养装置， 包括瓶 体、 活塞、 可伸缩式气囊及蠕动泵， 瓶体内的下方 装有培养液、 上方为上层气体， 活塞密封插在瓶体 的瓶口处， 在瓶体上分别设有对应培养液和上层 气体的培养液取样口及上层气体取样口 ； 活塞上 分别插设有带有阀门的第一、 二管道， 第一管道的 一端与培养液相通， 第二管道的一端与上层气体 相通， 第二管道的另一端依次通过可伸缩式气囊、 蠕动泵与第一管道的另一端及通气口相连通。本 发明可在密封条件下保证瓶体内气压与外界大气 压一致， 在培养过程中不影响光照， 最大限度保证 气体与培养液的充分接触 ； 还可以。
3、对培养装置中 的上层气体和培养液方便地进行取样分析。 (51)Int.Cl. 审查员 张敏 权利要求书 1 页 说明书 4 页 附图 3 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利 权利要求书1页 说明书4页 附图3页 (10)授权公告号 CN 102816684 B CN 102816684 B *CN102816684B* 1/1 页 2 1. 一种可密封的恒压式微藻培养装置， 其特征在于 ： 包括瓶体 （1） 、 活塞 （8） 、 可伸缩式 气囊 （9） 及蠕动泵 （10） ， 其中瓶体 （1） 内的下方装有培养液 （2） 、 上方为上层气体 （15） ， 所述 活塞 （。
4、8） 位于瓶体 （1） 的顶部， 在瓶体 （1） 上分别设有对应培养液 （2） 和上层气体 （15） 的 培养液取样口 （3） 及上层气体取样口 （4） ； 所述活塞 （8） 上分别插设有带有阀门的第一管道 （13） 及第二管道 （14） ， 该第一管道 （13） 的一端与所述培养液 （2） 相通， 第二管道 （14） 的一 端与所述上层气体 （15） 相通， 所述第二管道 （14） 的另一端依次通过可伸缩式气囊 （9） 、 蠕 动泵 （10） 与第一管道 （13） 的另一端及通气口 （6） 相连通 ； 所述活塞 （8） 包括瓶塞 （7） 及瓶体 （1） 顶部的瓶颈 （5） ， 该瓶塞 （7）。
5、 插在瓶颈 （5） 内， 瓶 塞 （7） 与瓶颈 （5） 的接触面均为磨砂面 ； 所述第一管道 （13） 及第二管道 （14） 均插设在瓶塞 （7） 上 ； 所述瓶颈 （5） 的内表面为磨砂面， 瓶塞 （7） 的外表面为磨砂面， 瓶颈 （5） 与瓶塞 （7） 磨 砂接触部分的尺寸相符 ； 所述瓶塞 （7） 可上下移动， 以保证瓶体 （1） 内气压恒定。 2. 按权利要求 1 所述可密封的恒压式微藻培养装置， 其特征在于 ： 所述瓶颈 （5） 及瓶 塞 （7） 上均设有突起 （18） ， 瓶颈 （5） 上的突起 （18） 与瓶塞 （7） 上的突起 （18） 之间通过绳子 （19） 相连。 3.按。
6、权利要求2所述可密封的恒压式微藻培养装置， 其特征在于 ： 所述瓶颈 （5） 上的突 起 （18） 设置在瓶颈 （5） 的外表面， 瓶塞 （7） 上的突起 （18） 设置在瓶塞 （7） 的顶端 ； 所述绳 子 （19） 为不可伸缩的绳子， 绳子 （19） 的长度短于活塞 （8） 的长度。 4.按权利要求1所述可密封的恒压式微藻培养装置， 其特征在于 ： 所述瓶体 （1） 及瓶塞 （7） 均由透光性耐腐蚀材料制成。 5. 按权利要求 1 所述可密封的恒压式微藻培养装置， 其特征在于 ： 所述第二管道 （14） 的另一端通过第三管道 （16） 与可伸缩式气囊 （9） 的一端连通， 可伸缩式气囊 （。
7、9） 的另一端 与所述蠕动泵 （10） 上的第四管道 （17） 的一端连通， 所述第四管道 （17） 的另一端通过三通 阀分别与第一管道 （13） 的另一端和通气口 （6） 相连通 ； 所述第二管道 （14） 的另一端设有第 三阀门 （12） 。 6. 按权利要求 1 所述可密封的恒压式微藻培养装置， 其特征在于 ： 所述第二管道 （14） 的另一端通过第三管道 （16） 与可伸缩式气囊 （9） 的一端连通， 可伸缩式气囊 （9） 的另一端 与所述蠕动泵 （10） 上的第四管道 （17） 的一端连通， 所述第四管道 （17） 的另一端与第一管 道 （13） 的另一端相连通， 所述通气口 （6）。
8、 带有第二阀门， 并连通于第一管道 （13） 的另一端 ； 所述第一管道 （13） 及第二管道 （14） 的另一端分别设有第一阀门 （11） 、 第三阀门 （12） 。 7. 按权利要求 1 所述可密封的恒压式微藻培养装置， 其特征在于 ： 所述培养液取样口 （3） 及上层气体取样口 （4） 上分别设有可密封的阀门。 权 利 要 求 书 CN 102816684 B 2 1/4 页 3 一种可密封的恒压式微藻培养装置 技术领域 0001 本发明涉及对微藻进行培养的装置， 具体地说是一种可密封的恒压式微藻培养装 置。 背景技术 0002 微藻培养是水环境相关研究中不可缺少的重要组成部分， 对微藻。
9、进行培养的装置 通常为普通三角烧瓶。 然而， 在研究某种气体物质对微藻的影响， 或藻类对某种气体物质转 化率的影响时， 需要使用可密封的恒压微藻培养装置。目前， 在实验室内进行的相关研究 中， 多采用向橡胶塞密封的三角烧瓶中加入研究气体的饱和溶液的方式进行藻类培养， 此 类培养装置瓶口的橡胶塞会影响瓶内采光， 对藻类生长产生不良影响 ； 另外， 在实验过程中 取样分析培养液及瓶内上层气体时需打开瓶塞， 会造成瓶内研究气体浓度等实验条件的改 变， 从而影响实验结果 ； 再有， 现有的培养装置无法保证培养瓶内气压的恒定， 而气压改变 可能导致微藻细胞体积、 细胞核体积、 叶绿体结构和体积等生物参数。
10、的变化， 从而影响细胞 的结构和数量。 发明内容 0003 针对现有微藻密封培养装置所存在的上述问题， 本发明的目的在于提供一种可 密封的恒压式微藻培养装置。该可密封的恒压式微藻培养装置将瓶内的气体与外界空气 隔离， 且实现瓶内气压与大气压一致， 同时保证研究气体与培养液充分接触， 且便于取样分 析， 从而实现气体实验的条件稳定， 保证实验顺利进行。 0004 本发明的目的是通过以下技术方案来实现的 ： 0005 本发明包括瓶体、 活塞、 可伸缩式气囊及蠕动泵， 其中瓶体内的下方装有培养液、 上方为上层气体， 所述活塞位于瓶体的顶部， 在瓶体上分别设有对应培养液和上层气体的 培养液取样口及上层。
11、气体取样口 ； 所述活塞上分别插设有带有阀门的第一管道及第二管 道， 该第一管道的一端与所述培养液相通， 第二管道的一端与所述上层气体相通， 所述第二 管道的另一端依次通过可伸缩式气囊、 蠕动泵与第一管道的另一端及通气口相连通。 0006 其中 ： 所述活塞包括瓶塞及瓶体顶部的瓶颈， 该瓶塞插在瓶颈内， 瓶塞与瓶颈的接 触面均为磨砂面 ； 所述第一管道及第二管道均插设在瓶塞上 ； 所述瓶颈及瓶塞上均设有突 起， 瓶颈上的突起与瓶塞上的突起之间通过绳子相连 ； 所述瓶颈上的突起设置在瓶颈的外 表面， 瓶塞上的突起设置在瓶塞的顶端 ； 所述绳子为不可伸缩的绳子， 绳子的长度短于活塞 的长度 ； 所。
12、述瓶颈的内表面为磨砂面， 瓶塞的外表面为磨砂面， 瓶颈与瓶塞磨砂接触部分的 尺寸相符 ； 所述瓶塞可上下移动， 以保证瓶体内气压恒定 ； 所述瓶体及瓶塞均由透光性耐 腐蚀材料制成 ； 0007 所述第二管道的另一端通过第三管道与可伸缩式气囊的一端连通， 可伸缩式气囊 的另一端与所述蠕动泵上的第四管道的一端连通， 所述第四管道的另一端通过三通阀分别 与第一管道的另一端和通气口相连通 ； 所述第二管道的另一端设有第三阀门 ； 说 明 书 CN 102816684 B 3 2/4 页 4 0008 所述第二管道的另一端通过第三管道与可伸缩式气囊的一端连通， 可伸缩式气囊 的另一端与所述蠕动泵上的第四。
13、管道的一端连通， 所述第四管道的另一端与第一管道的另 一端相连通， 所述通气口带有第二阀门， 并连通于第一管道的另一端 ； 所述第一管道及第二 管道的另一端分别设有第一阀门、 第三阀门 ； 0009 所述培养液取样口及上层气体取样口上分别设有可密封的阀门。 0010 本发明的优点与积极效果为 ： 0011 1 本发明既可隔绝外界空气与瓶体内气体的接触， 还可保证瓶体内气压与外界大 气压一致 ； 而且在培养过程中不影响光照， 可方便地向培养装置内通入气体， 同时最大限度 保证气体与培养液的充分接触 ； 还可以对培养装置中的上层气体和培养液方便地进行取样 分析。 0012 2本发明在研究与气体相关。
14、的水环境问题时， 能够保证实验条件的稳定， 且便于 操作。 0013 3本发明结构简单， 制作容易， 操作方便， 成本低廉。 附图说明 0014 图 1 为本发明的结构示意图 ； 0015 图 2 为图 1 中活塞的结构示意图 ； 0016 图 3 为本发明活塞被推至顶端的结构示意图 ； 0017 图 4 为本发明实施例 1 中伪矮海链藻细胞生长曲线图 ； 0018 图 5 为本发明实施例 2 中磷化氢气体对伪矮海链藻超氧化物歧化酶 （SOD） 活性影 响图 ； 0019 其中 ： 1 为瓶体， 2 为培养液， 3 为培养液取样口， 4 为上层气体取样口， 5 为瓶颈， 6 为通气口， 7 为。
15、瓶塞， 8 为活塞， 9 为可伸缩式气囊， 10 为蠕动泵， 11 为第一阀门， 12 为第三阀 门， 13 为第一管道， 14 为第二管道， 15 为上层气体， 16 为第三管道， 17 为第四管道， 18 为突 起， 19 为绳子。 具体实施方式 0020 下面结合附图对本发明作进一步详述。 0021 如图 1 所示， 本发明包括瓶体 1、 活塞 8、 可伸缩式气囊 9 及蠕动泵 10， 其中瓶体 1 内的下方装有培养液 2、 上方为上层气体 15， 活塞 8 位于瓶体 1 的顶部。在瓶体 1 外表面的 上方和下方各设有一个取样口， 分别是对应培养液 2 的培养液取样口 3 和对应上层气体。
16、 15 的上层气体取样口 4， 可以方便取样分析 ； 培养液取样口 3 上设有可密封的第四阀门， 上层 气体取样口 4 上设有可密封的第五阀门。 0022 活塞8上分别插设有第一管道13及第二管道14， 两根管道均垂直于瓶体1的底面 （即第一、 二管道 13、 14 相互平行） ； 其中第一管道 13 的一端 （下端） 插入培养液 2 中、 与培养 液 2 相通， 另一端 （上端） 露出活塞 8 ； 第二管道 14 的一端 （下端） 与上层气体 15 相通， 另一 端 （上端） 同样由活塞 8 露出。第二管道 14 的另一端通过第三管道 16 与可伸缩式气囊 9 的 一端连通， 可伸缩式气囊9。
17、的另一端与蠕动泵10上的第四管道17的一端连通， 第四管道17 的另一端通过三通阀分别与第一管道13的另一端和通气口6相连通， 即三通阀的第一个开 说 明 书 CN 102816684 B 4 3/4 页 5 口与第四管道17的另一端连通， 三通阀的第二个开口与第一管道13的另一端连通， 三通阀 的第三个开口与通气口 6 连通。或者， 第四管道 17 的另一端也可直接与第一管道 13 的另 一端相连， 本实施例即为此连接方式， 在第一管道13与第四管道17连接的另一端设有第一 阀门 11 ； 通气口 6 则位于第一阀门 11 的下方、 与第一管道 13 相连通， 在通气口 6 上设有第 二阀门。
18、。第二管道 14 的另一端设有第三阀门 12， 需要时可关闭。第三管道 16 及第四管道 17 可从第二管道 14 及第一管道 13 上取下， 方便清洗和更新。 0023 如图 2 所示， 活塞 8 包括瓶塞 7 及瓶体 1 顶部的瓶颈 5， 该瓶塞 7 插在瓶颈 5 内， 瓶塞 7 与瓶颈 5 的接触面均为磨砂面， 即瓶颈 5 的内表面为磨砂面， 瓶塞 7 的外表面为磨砂 面， 共同构成活塞 8， 用于第二重气压控制， 与可伸缩式气囊 9 共同保证瓶内气压恒定 ； 瓶颈 5 与瓶塞 7 磨砂接触部分的尺寸相符， 瓶塞 7 可上下移动， 以实现瓶体 1 内的气压恒定 ； 第 一管道 13 及第。
19、二管道 14 均插设在瓶塞 7 上， 随瓶塞 7 一起移动。瓶颈 5 及瓶塞 7 上均设 有突起 18， 瓶颈 5 上的突起 18 设置在瓶颈 5 的外表面， 瓶塞 7 上的突起 18 设置在瓶塞 7 的 顶端， 在瓶颈 5 上的突起 18 与瓶塞 7 上的突起 18 之间通过绳子 19 相连 ； 绳子 19 为不可伸 缩的绳子， 绳子 19 的长度短于活塞 8 的长度， 以免瓶体 1 内气压突然增大， 导致瓶塞 7 被顶 出。如图 3 所示， 活塞 8 的状态是可伸缩式气囊 9 选择的参考标准， 若在预实验中， 活塞 8 被推至瓶塞 7 的顶端， 则需更换更大尺寸的可伸缩式气囊 9。 002。
20、4 本发明瓶体 1 及瓶塞 7 均由透光性耐腐蚀材料制成， 透光性耐腐蚀材料可为石英 玻璃， 不影响瓶内采光。 0025 本发明的工作原理为 ： 0026 将培养液2倒入瓶体1内， 插好瓶塞7， 并将瓶塞7上的第一、 二管道13、 14分别通 过第四管道 17 和第三管道 16 与蠕动泵 10 及可伸缩式气囊 9 连接。 0027 当需要向培养液 2 中通入气体时， 首先关闭第一阀门 11， 从通气口 6 通入气体， 气 体将通过第一管道 13 进入培养液 2 中 ； 之后关闭通气口 6 的第二阀门， 打开第一阀门 11。 蠕动泵 10 上的第四管道 17 保证瓶体 1 内的上层气体 15 从。
21、瓶体上方与下方的培养液 2 不 断循环， 从而使气液充分接触。当瓶体 1 内由于通气气体、 取样、 及产生或消耗气体等造成 瓶体 1 内气压改变时， 可伸缩式气囊 9 通过其伸缩以保证瓶体 1 内气压与外界大气压一致。 根据实验需要， 可选择不同尺寸的可伸缩式气囊9。 蠕动泵10外接电源工作， 保证瓶体1内 的上层气体 15 按图 1 中箭头所指方向循环， 以保证瓶体 1 内上层气体 15 与培养液 2 充分 接触混匀。需要取样时， 分别开启第四、 五阀门， 即可从上层气体取样口 4 和培养液取样口 3 处分别对上层气体 15 及培养液 2 进行取样。 0028 若实验所用气体有毒， 实验结束。
22、后， 关闭第一阀门11和第三阀门12， 从通气口6通 入空气或氮气， 将瓶体 1 内的上层气体 15 从上层气体取样口 4 带出至中和性介质中进行处 理， 再打开瓶塞 7 进行培养装置的清洗。 0029 实施例 1 0030 将本发明的培养装置应用于伪矮海链藻培养， 将海水经 0.45m 的混合纤维滤膜 过滤， 121高温高压灭菌 20min， 室温冷却后， 加入 f/2 培养基母液对伪矮海链藻进行培 养， 每天取样对藻密度进行计数分析。伪矮海链藻细胞接种密度为 2.79105 个 /mL， 接种 1 天后伪矮海链藻进入指数增长期， 并于接种 5 天后达到稳定期， 藻细胞生长正常， 其生长 曲。
23、线如图 4 所示。 说 明 书 CN 102816684 B 5 4/4 页 6 0031 实施例 2 0032 将本发明的培养装置应用于磷化氢气体对伪矮海链藻影响的实验， 共设置 5 个 浓度梯度磷化氢处理组， 换算为 P 浓度分别为 0mol/L、 0.022mol/L、 0.056mol/L、 0.11mol/L、 0.22mol/L。将海水经 0.45m 的混合纤维滤膜过滤， 121高温高压灭 菌 20min， 室温冷却后， 加入 f/2 培养基母液对伪矮海链藻进行培养， 在实验开始时按上述 浓度通入磷化氢气体。实验 5 天后， 取样进行生理生化指标分析， 测定了超氧化物歧化酶 （SOD） 活性， 结果显示， 当磷化氢浓度低于 0.11mol/L 时， 随着磷化氢浓度的升高， 单位藻 细胞超氧化物歧化酶 (SOD) 活性升高， ； 而磷化氢浓度达到 0.22mol/L 后， 由于磷化氢具 有较强的毒性， 藻细胞酶活性受抑制 （如图 5 所示） 。 说 明 书 CN 102816684 B 6 1/3 页 7 图 1 说 明 书 附 图 CN 102816684 B 7 2/3 页 8 图 2 图 3 图 4 说 明 书 附 图 CN 102816684 B 8 3/3 页 9 图 5 说 明 书 附 图 CN 102816684 B 9 。