[發(fā)明專利]一種全波長可控光源的生物反應(yīng)裝置

無效

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• 申請日: 2011-12-08
• 公開（公告）號: CN102517210A
• 公開（公告）日: 2012-06-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 董靜洲;鄭小江
• 申請（專利權(quán)）人: 湖北民族學(xué)院
• 主分類號: C12M3/00
• 分類號: C12M3/00;C12M1/36;A01G1/04
• 代理公司: 武漢宇晨專利事務(wù)所 42001
• 代理人: 王敏鋒

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明技術(shù)涉及生物細胞光反應(yīng)領(lǐng)域，尤其涉及一種全波長可控光源的生物反應(yīng)裝置，適用于光照控制野生型生活細胞或工程細胞遺傳研究、代謝研究或工業(yè)化光控細胞發(fā)酵工藝。

背景技術(shù)

大量的科學(xué)研究證明：自養(yǎng)生物細胞在一定波長的光源照射下營養(yǎng)生長和次生代謝產(chǎn)物積累都受到波長的定向調(diào)節(jié)，異養(yǎng)生物細胞在特殊波長光源的刺激下代謝途徑也會發(fā)生變化而導(dǎo)致一些生物活性物質(zhì)的積累。生活細胞的這一特點可用于工業(yè)化生產(chǎn)人類需要的生物活性物質(zhì)或者藥物。由于不同波長的光源都具備一定的能量，且只能被生活細胞內(nèi)某些特殊的光敏色素或者其它光敏物質(zhì)（如某些酶或者非酶蛋白質(zhì)受體）吸收而使基因表達或相應(yīng)的代謝網(wǎng)絡(luò)發(fā)生變化，由此引起某些特定的次生代謝產(chǎn)物表達量增加。這是本發(fā)明裝置的理論基礎(chǔ)。利用生活細胞的這一特性，可以系統(tǒng)深入地研究不同波長光源對代謝網(wǎng)絡(luò)的調(diào)控機理，這些未知的光反應(yīng)機制是生物光反應(yīng)科學(xué)研究的重要內(nèi)容，也是生物工程高科技產(chǎn)業(yè)中細胞光反應(yīng)技術(shù)領(lǐng)域的核心理論。

各種波長的光照射對生物細胞內(nèi)的復(fù)雜的代謝網(wǎng)絡(luò)具有一定的光化學(xué)效應(yīng)，從而對信號轉(zhuǎn)導(dǎo)、酶的活性和基因表達具有調(diào)節(jié)功能，這對以細胞培養(yǎng)為手段生產(chǎn)生物活性物質(zhì)和藥物為目的的生物工程產(chǎn)業(yè)具有重大意義。因此研究全波長范圍內(nèi)的各波長光源與生活細胞內(nèi)代謝網(wǎng)絡(luò)之間的作用規(guī)律、作用靶點，對生物細胞代謝光反應(yīng)具有重大的理論意義，對生物工程高新技術(shù)開發(fā)具有重大的實踐意義。但是目前尚沒有符合這一研究需要的科學(xué)儀器。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有的技術(shù)存在的上述問題，提供一種全波長可控光源的生物反應(yīng)裝置，該裝置提供從200納米到1000納米范圍的全波長光源，根據(jù)科學(xué)研究的需要，該裝置上的光源控制器可以選擇該波長范圍內(nèi)的任意波長的光進行組合以獲得特殊波長組合的混合光源或單色光源，利用此光源對發(fā)酵細胞或植物愈傷組織進行光反應(yīng)研究。尤其適用于：特定波長的光照對某些基因的表達調(diào)控，對次生代謝產(chǎn)物積累的調(diào)控，對植物細胞生長、分化的調(diào)控等方面的研究。

本發(fā)明的目的可通過下列技術(shù)方案來實現(xiàn)：

一種全波長可控光源的生物反應(yīng)裝置，包括外圍箱體和設(shè)置在外圍箱體內(nèi)的石英玻璃制成的罐體，罐體頂部的設(shè)置有罐蓋，還包括通氣玻璃管道、設(shè)置在罐體內(nèi)且一端與罐蓋連接的石英玻璃制成的螺旋攪拌器和設(shè)置在罐體內(nèi)且一端與罐蓋連接的溫度和PH值傳感器，罐體底部與設(shè)置有開關(guān)閥的發(fā)酵液出口管的一端連通，發(fā)酵液出口管的另一端穿出外圍箱，罐蓋上設(shè)置有與罐體連通的培養(yǎng)基入口管，培養(yǎng)基入口管位于罐體外部的一端穿出外圍箱體且設(shè)置有第二無菌過濾器，罐體側(cè)壁上設(shè)置有波長可調(diào)的全波長LED裝置，外圍箱體外壁設(shè)置有用于調(diào)節(jié)全波長LED裝置波長的總控制器，通氣玻璃管道一端穿過罐蓋與罐體連通，另一端穿出外圍箱體且設(shè)置有第一無菌過濾器。

如上所述的全波長LED裝置的波長范圍為200-1000納米，全波長LED裝置的波長調(diào)節(jié)的最小梯度為5-10納米。

如上所述的通氣玻璃管道與罐體連通的一端延伸至罐體底部。

如上所述的通氣玻璃管道為二條。

如上所述的罐體上部設(shè)置有微量取樣口。

如上所述的外圍箱體的底部內(nèi)壁上設(shè)置有自動控溫加熱器。

如上所述的全波長LED裝置包括設(shè)置有LED的印制板，印制板設(shè)置有LED的一面與罐體外圍相適配。

如上所述的印制板包括第一印制板和第二印制板，且設(shè)置在罐體兩側(cè)。

如上所述第一印制板上的LED與第二印制板上的LED鏡像對稱分布，第一印制板和第二印制板鏡像對應(yīng)的LED波長錯開分布。

如上所述的第一印制板上的LED與第二印制板上的LED鏡像對稱分布，第一印制板上的LED按照波長遞增依次排列，第二印制板上鏡像對應(yīng)的LED按照波長遞減依次排列。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

1．結(jié)構(gòu)簡單，操作簡單方便；

2．提供精確的光源控制系統(tǒng)，適合科學(xué)研究需要；

3．在現(xiàn)有的發(fā)酵罐技術(shù)基礎(chǔ)上加入全波長可控光源，填補了生物光反應(yīng)研究所需儀器和技術(shù)的空白；

4.?發(fā)酵罐體為石英玻璃制作，確保各波長光源的透過率，也便于隨時觀察細胞或組織的生長狀況，同時外圍加一個密閉箱體，可以對發(fā)酵液保溫和遮光以避免環(huán)境光線的影響；

5.?根據(jù)發(fā)酵細胞和目的產(chǎn)物的需要，將光源改成特定波長組合的光源板，可以用于工業(yè)化細胞發(fā)酵，利用光反應(yīng)原理提高細胞生長速度、生長量以及目的產(chǎn)物的產(chǎn)量。

附圖說明