[發(fā)明專利]連續(xù)監(jiān)測細(xì)胞生長速率的裝置和方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011181295.9
• 申請日: 2020-10-29
• 公開（公告）號(hào): CN114426919A
• 公開（公告）日: 2022-05-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張建法;孫夏青
• 申請（專利權(quán)）人: 南京理工大學(xué)
• 主分類號(hào): C12M1/34
• 分類號(hào): C12M1/34;C12M1/24;C12M1/00;C12Q1/06
• 代理公司: 南京理工大學(xué)專利中心 32203
• 代理人: 劉海霞

本發(fā)明公開了一種連續(xù)監(jiān)測細(xì)胞生長速率的裝置和方法。所述的裝置包括底部設(shè)有凹槽的培養(yǎng)瓶，插入凹槽的傳感器以及傳感器固定裝置，利用凹槽中的傳感器在培養(yǎng)瓶底部測定培養(yǎng)瓶內(nèi)細(xì)胞培養(yǎng)液的濁度，再通過數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)輸出模塊獲得細(xì)胞培養(yǎng)液濁度值，繪制生長曲線，動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)測細(xì)胞的生長速率。本發(fā)明在監(jiān)測細(xì)胞生長速率時(shí)，無需打開培養(yǎng)瓶取樣，可快速、準(zhǔn)確的連續(xù)監(jiān)測細(xì)胞生長速率，繪制生長曲線，減少實(shí)驗(yàn)員工作量，提高實(shí)驗(yàn)精確度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于微生物檢測技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種連續(xù)監(jiān)測細(xì)胞生長速率的裝置和方法。

背景技術(shù)

微生物細(xì)胞生長曲線是當(dāng)微生物細(xì)胞在適宜的條件下培養(yǎng)時(shí)，以培養(yǎng)時(shí)間為橫坐標(biāo)，微生物細(xì)胞數(shù)量變化為縱坐標(biāo)繪制出的一條反應(yīng)微生物細(xì)胞在培養(yǎng)期間細(xì)胞數(shù)量變化規(guī)律的曲線。例如細(xì)菌生長曲線反應(yīng)了細(xì)菌生長的不同階段：滯后期、對數(shù)期、穩(wěn)定期和衰亡期，可以反應(yīng)出細(xì)菌的數(shù)量、生長狀況及代謝情況等。微生物細(xì)胞生長曲線在微生物培養(yǎng)及發(fā)酵過程的實(shí)時(shí)監(jiān)測，克隆菌株的篩選及生長特征表征、微生物抑制及藥物毒理實(shí)驗(yàn)、培養(yǎng)基優(yōu)化、微生物質(zhì)量與活力控制等實(shí)驗(yàn)中都有重要的指導(dǎo)意義。

傳統(tǒng)的微生物細(xì)胞生長曲線測量通常是使用分光光度法，將少量的單細(xì)胞微生物接種到含有一定容積液體培養(yǎng)基的錐形瓶內(nèi)，在適宜的條件下培養(yǎng)，按照設(shè)計(jì)的時(shí)間點(diǎn)從培養(yǎng)瓶中取樣，用分光光度計(jì)測量細(xì)胞培養(yǎng)液OD值，通過取樣時(shí)間和所測量的細(xì)胞培養(yǎng)液OD值繪制微生物細(xì)胞生長曲線。該方法要求實(shí)驗(yàn)員定時(shí)反復(fù)開瓶取樣檢測，這樣既容易引入污染，也會(huì)增加實(shí)驗(yàn)員的工作量。而且室溫和培養(yǎng)條件溫度不同，反復(fù)取樣會(huì)影響微生物細(xì)胞的生長，且多次取樣造成培養(yǎng)液體積減少，造成測試數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確，無法真實(shí)反映微生物細(xì)胞的生長狀態(tài)。且對于需要在厭氧或其他特殊條件下培養(yǎng)的微生物細(xì)胞，通過手動(dòng)取樣測量微生物細(xì)胞的生長速率難度很大。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種連續(xù)監(jiān)測細(xì)胞生長速率的裝置和方法。該裝置能夠在不干擾細(xì)胞生長的前提下，實(shí)時(shí)連續(xù)監(jiān)測細(xì)胞的生長狀態(tài)。

本發(fā)明所述的連續(xù)監(jiān)測細(xì)胞生長速率的裝置，包括底部設(shè)有凹槽的培養(yǎng)瓶，插入凹槽的傳感器以及傳感器固定裝置，所述的凹槽成對設(shè)計(jì)。

上述連續(xù)監(jiān)測細(xì)胞生長速率的裝置中，凹槽的數(shù)量為一對以上。凹槽的結(jié)構(gòu)與傳感器的探頭相匹配。

作為優(yōu)選的實(shí)施方式，凹槽的深度為5mm～30mm，寬度為3mm～50mm。

本發(fā)明所述的細(xì)胞為本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的微生物細(xì)胞，包括細(xì)菌、真菌或者微藻等。

本發(fā)明所述的培養(yǎng)瓶的底部為透明材質(zhì)，利于光從底部成對的凹槽形成的凸起部分透過，包括但不限于玻璃和塑料等。所述的培養(yǎng)瓶包括但不限于細(xì)胞培養(yǎng)用的寬體培養(yǎng)瓶，三角培養(yǎng)瓶和斜頸培養(yǎng)瓶或培養(yǎng)罐等。

本發(fā)明提供的連續(xù)監(jiān)測細(xì)胞生長速率的方法，包括以下步驟：

將細(xì)胞接種至底部設(shè)有凹槽的培養(yǎng)瓶中，在凹槽內(nèi)插入傳感器，將插有傳感器的培養(yǎng)瓶放入培養(yǎng)箱或搖床中培養(yǎng)，監(jiān)測細(xì)胞培養(yǎng)液的濁度，通過有線或無線數(shù)據(jù)模塊將監(jiān)測到的細(xì)胞培養(yǎng)液的濁度數(shù)據(jù)傳輸?shù)诫娔X上，輸出并繪制生長曲線。

上述方法中，所述的培養(yǎng)箱或搖床包括但不限于有氧或無氧的培養(yǎng)箱或搖床。

上述方法中，采樣間隔時(shí)間為10s～30min，培養(yǎng)時(shí)長為24～72h。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：

(1)本發(fā)明利用傳感器在細(xì)胞培養(yǎng)瓶外測定培養(yǎng)瓶內(nèi)細(xì)胞培養(yǎng)液的濁度，傳感器無需直接接觸培養(yǎng)液，只需將培養(yǎng)液裝入培養(yǎng)瓶中滅菌，傳感器不需要滅菌，增加了傳感器的使用壽命和穩(wěn)定性。