[發明專利]多功能植物離體根培養生物反應器系統

有效

• 申請號: 201210525954.5
• 申請日: 2012-12-07
• 公開（公告）號: CN103031251A
• 公開（公告）日: 2013-04-10
• 發明（設計）人: 王貴榮
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: C12M3/00
• 分類號: C12M3/00;C12M1/34;C12M1/02
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 郭國中

技術領域

本發明涉及一種生物技術領域的系統，具體涉及一種多功能植物離體根培養生物反應器系統。

背景技術

藥用植物離體根(不定根、發根等)生物反應器大規模培養，不僅可以生產許多具有重要價值的次級代謝產物，而且可以緩解野生資源的過度采挖。目前用于藥用植物離體根培養的反應器主要有鼓泡式、氣升式、流化床式和噴霧式等。鼓泡塔和噴霧式反應器具有剪切力小，傳質能力強的特點，是植物離體根培養時主要采用的反應器類型。

植物離體根在反應器內生長的規律符合“S”型曲線。接種后，植物離體根大約需要10天左右的時間適應周圍的環境，所以在“適應期”內離體根的生物量增加非常緩慢。對于同一種植物組織，不同的反應器類型所需要的“適應期”亦不同，其中鼓泡塔需要的“適應期”最短。然而，植物離體根在鼓泡塔式反應器內生長時，“適應期”過后，隨著生物量的增加，培養液的粘度會變大，最終導致反應器中傳質能力下降而出現“氧氣盲區”進一步影響生長速率。噴霧式反應器可以使植物離體根交替處于液體浸泡與“裸露”狀態，傳質能力明顯優于鼓泡塔式反應器。

然而，目前常用的鼓泡塔式和噴霧式反應器為獨立的類型，無法同時體現兩者的優點。

發明內容

本發明的目的在于克服上述現有技術的不足，提供一種多功能植物離體根培養生物反應器系統。本發明的反應器系統使得植物離體根得以在一套反應器系統內實現培養初期的鼓泡塔模式和培養中后期的噴霧模式。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：

本發明涉及一種多功能植物離體根培養生物反應器系統，包括噴霧裝置和反應器，所述噴霧裝置包括噴霧儲液罐、虹吸管、氣噴頭、進液管、空氣過濾裝置、噴霧頭、噴霧閥和液泵，所述反應器包括反應罐、攪拌槳、網、氣噴墊和出液管；所述氣噴頭設置在所述噴霧儲液罐的底部，所述進液管和空氣過濾裝置分別設置在所述噴霧儲液罐的上方，所述進液管上設有進液閥，所述噴霧儲液罐的下部通過輸液管路依次連接所述液泵以及反應罐的下部，所述輸液管路上靠近所述噴霧儲液罐的一端設有所述噴霧閥，所述虹吸管的一端設于所述噴霧儲液罐內，另一端伸入所述反應罐內，所述伸入反應罐的虹吸管的端部設有噴霧頭，所述反應罐的下部還設有出液口，所述出液口與所述出液管相連，所述出液管上設有出液閥，所述反應罐由底部至上依次設置氣噴墊、攪拌槳和網。

優選地，所述出液口位于所述網和攪拌槳的中間。

優選地，所述氣噴墊是孔徑為100～180μm的玻璃濾蕊。

優選地，所述反應器系統還包括監控系統，所述監控系統包括設于所述反應罐內部上方的pH探頭、氧探頭以及與所述pH探頭、氧探頭連接的在線監測裝置。

進一步優選地，所述監控系統還包括與所述在線檢測裝置相連接的電腦。

與現有技術相比，本發明具有的有益效果為：

1、本發明的反應器系統使得植物離體根可以在一套反應器內實現兩種培養方式，具體為在培養初期使用鼓泡塔模式，在培養中后期使用噴霧模式，從而將鼓泡塔式反應器的“適應期”短與噴霧反應器的傳質能力強、氣液混合效果好的優勢相疊加；

2、通過監控系統的pH探頭、氧探頭實時獲得反應罐內培養液的pH值和氧含量，可依此數值調整由進液管輸入系統內的培養基的配方，使得離體根始終處于最合適的培養狀態。

附圖說明

通過閱讀參照以下附圖對非限制性實施例所作的詳細描述，本發明的其它特征、目的和優點將會變得更明顯：

圖1為本發明的反應器系統的結構示意圖；

其中，1為噴霧頭，2為噴霧儲液罐，3為噴霧閥，4為進液閥，5為出液閥，6為反應罐，7為攪拌槳，8為虹吸管，9為氣噴頭，10為氣噴墊，11為氧探頭，12為pH探頭，13為網，14為在線監測裝置，15為電腦，16為空氣過濾裝置，17為液泵，18為進液管，19為出液管。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例對本發明進行詳細說明。以下實施例將有助于本領域的技術人員進一步理解本發明，但不以任何形式限制本發明。應當指出的是，對本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干調整和改進。這些都屬于本發明的保護范圍。

實施例