[發明專利]一種體外重現腸道微生物組的系統及其應用方法

在審

• 申請號: 201811518985.1
• 申請日: 2018-12-12
• 公開（公告）號: CN109735438A
• 公開（公告）日: 2019-05-10
• 發明（設計）人: 胡會玲;張希春;王菊霞
• 申請（專利權）人: 山西中醫藥大學
• 主分類號: C12M1/26
• 分類號: C12M1/26;C12M1/24;C12M1/12;C12M1/04;C12N1/20
• 代理公司: 太原晉科知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 14110
• 代理人: 鄭晉周

本發明屬仿生學、人體生理學、微生物學、營養學及分析測試技術領域，提供一種體外條件重現胃腸道微生物組的系統及其實驗方法。由取樣裝置、模擬裝置、注射裝置、培養裝置，其中：取樣裝置為針管式采樣器；模擬裝置包括底部設置有超濾膜且置于離心管內的厭氧管，厭氧管頂部設置丁基膠塞，丁基膠塞上設置氮氣導管和空氣導管，氮氣導管伸入至厭氧管頂部；空氣導管伸入至厭氧管底部；注射裝置為連續注射器；培養裝置為恒溫搖床。模擬系統微型，達到高通量的技術要求。胃腸模擬在同一個管中進行，設有超濾膜，定時對模擬管離心，模擬小腸的吸收，能達到模擬胃腸道環境的效果。

技術領域

本發明屬于仿生學、人體生理學、微生物學、營養學及分析測試技術領域，具體涉及一種體外重現腸道微生物組的系統及其應用方法，在離體條件下，利用糞便重現胃腸道微生物組的系統裝置。該系統裝置因屬于微型而有利于多個樣本同時進行培養，從而達到高通量重現胃腸微生物組的技術要求。

背景技術

作為完整生物體的一部分，腸道菌群除了參與維持機體健康活動外，它們也與很多疾病的發生和發展有著密切的相關性。腸道菌群與宿主的生理和病理狀態均具有很密切的關系。腸道菌群對宿主的營養、代謝、上皮細胞的生長與分化、免疫功能的調節以及保護宿主免受外界侵襲方面起到非常重要的作用，同時它們與宿主的某些疾病也具有緊密聯系。

腸道正常菌群的種類、數量和分布是相對穩定的，受飲食、內分泌、衛生習慣、地理環境、年齡及衛生條件的影響而變動。一般認為，健康人體的糞便菌群與腸道各部位菌群組成基本一致。因而可以對大規模腫瘤癌患進行糞便樣本采集，并對這些人群進行追蹤，使用分子生態學方法對用藥過程中患者的胃腸道菌群組成進行動態分析，以期找到癌患在服藥過程中胃腸道菌群的規律性變化。由于糞便樣本的采集是非損傷性的樣本采集方法，對腸道菌群的組成與數量進行動態監控有可能成為一種非損傷性的判斷腫瘤癌患胃氣重建的重要依據。

對于人體胃腸道仿生系統的建立及方法的研究，國外起步較早，受重視程度也比較高，而我國的研究相對滯后，目前只有為數不多的機構進行著裝置和方法的研究，如實用新型專利授權號CN201634678U公開了一種模擬腸道環境的小型發酵裝置，該裝置可用于實驗室好氧、厭氧、產氣、不產氣等微型發酵,可準確收集與計量發酵所產生的氣體體積。發明專利授權號CN102533543B公開了一種能模擬人體腸道環境用于腸道微生物培養的裝置，該裝置能提供并維持相對恒定的溫度、濕度、并可有一定的振蕩,達到模擬腸道環境的效果。實用新型專利授權號CN202658158U公開了一種智能化生物體胃腸道消化系統模擬控制裝置，該裝置可通過計算機控制，模擬胃腸道消化系統。發明專利授權號CN101482460B公開了一種單位動物仿生消化系統及基于該系統模擬單位動物消化的方法，該系統及方法實現了體外條件下模擬動物胃腸道消化吸收飼料的過程。發明專利授權號CN101665758B公開了一種體外條件下重現人體胃腸道及微生態系統的模擬試驗方法，該方法基于由比利時根特大學引進的人體腸道微生態系統模擬裝置,針對東方人群的生活習性進行技術改進達到在體外條件重現人體胃腸道系統。發明專利授權號CN103740589A公開了一種人體胃腸道仿生系統及基于該系統的模擬實驗方法，實現在體外條件下，利用該系統和方法可以真實地模擬人體胃腸道對攝入食物的消化、吸收及腸道微生態系統。

目前，國內所申請胃腸道仿生系統的專利中，無人能夠保證采樣的厭氧環境，無人能夠做到微型，同時進行多個樣本的培養，而達到高通量的技術要求。

發明內容

本發明的目的是提供一種體外重現胃腸道微生物組的系統及其應用方法。

本發明由如下技術方案實現的：一種體外條件重現胃腸道微生物組的系統，由取樣裝置、模擬裝置、注射裝置、培養裝置，其中：取樣裝置為針管式采樣器；模擬裝置包括底部設置有超濾膜且置于離心管內的厭氧管，厭氧管頂部設置丁基膠塞，丁基膠塞上設置氮氣導管和空氣導管，氮氣導管伸入丁基膠塞內底部，空氣導管伸入至厭氧管底部； 注射裝置為連續注射器；培養裝置為恒溫搖床；