[發明專利]一種便攜式反芻動物瘤胃微生物恒溫厭氧自動取樣裝置及取樣方法

在審

• 申請號: 202210581186.9
• 申請日: 2022-05-26
• 公開（公告）號: CN114964912A
• 公開（公告）日: 2022-08-30
• 發明（設計）人: 李大偉;劉玉萍;楊健;王琳;趙韜韜;張毅;師雄;付晶晶;張強;于海業
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: G01N1/14
• 分類號: G01N1/14
• 代理公司: 長春市四環專利事務所(普通合伙) 22103
• 代理人: 張建成

一種便攜式反芻動物瘤胃微生物恒溫厭氧自動取樣裝置及取樣方法，該裝置包括控溫系統、控氧系統、取樣系統和過濾收集系統，控溫系統、控氧系統、取樣系統與過濾收集系統通過硅膠管道連接，通過各系統中閥門的開閉控制，完成空氣和氮氣在整個系統內部的貫通以及液體的收集；取樣方法通過七個步驟實現。反芻動物瘤胃微生物菌群對生活環境的變化非常敏感，本發明通過抽取真空環境，進行氮氣沖洗實現嚴格的厭氧環境控制，在內循環過程重復利用循環中的氮氣，確保整個取樣過程的嚴格厭氧；在收集瓶處設計加熱/保溫套，最大限度保持菌群活性；在取樣針處安裝濾網進行初次過濾，過濾器處進行二次過濾，實現在取樣過程中的實時過濾，避免取樣完成后單獨過濾導致與空氣的二次接觸對菌群活性的不利影響。

技術領域

本發明屬于反芻動物瘤胃微生物厭氧采樣技術領域，尤其涉及一種便攜式反芻動物瘤胃微生物恒溫厭氧自動取樣裝置及取樣方法。

背景技術

分離天然的微生物菌種以降解纖維素是一種復雜且效率低下的方式，且分離過程可能遺失關鍵性菌株種類。反芻動物瘤胃主要食用纖維素，其中反芻動物瘤胃微生物在厭氧發酵過程中可以有效地將復雜的有機物降解為小分子有機酸，很好地發酵纖維素飼料，從而實現進一步降解，這對降解農業廢棄物生產清潔的生物質能源是非常有價值的。

目前厭氧環境下提取反芻動物瘤胃微生物的方法較少，多為直接取樣后放入保溫瓶中保存待用，在此過程中，菌液長時間停留在取樣管道，不能保持反芻動物瘤胃微生物菌群生長的最適溫度；更重要的是，取樣管道長時間暴露在空氣中會導致厭氧菌群活性下降，不利于后續厭氧發酵過程；通過直接的管道取樣，大顆粒飼料容易堵塞管道部分，取樣效率低下，在后續使用過程中仍需過濾處理，二次暴露于空氣環境，大大降低了利用效率；同時取樣過程不能精確把控取樣量，對動物造成一定的不良影響。因此，設計一種合理的取樣方法是十分必要的。

發明內容

本發明的目的是解決現有技術存在的易于堵塞，不能滿足低濃度沼液的連續分離，分離品質差，分離效率低的問題，提供了一種便攜式反芻動物瘤胃微生物恒溫厭氧自動取樣裝置及取樣方法，克服現有取樣技術中控溫和控氧的技術缺陷，同時在取樣過程中進行過濾，保持取樣過程菌種的活性，靈活可拆卸，可實現自動化取樣。

本發明的一種便攜式反芻動物瘤胃微生物恒溫厭氧自動取樣裝置，包括控溫系統、控氧系統、取樣系統、過濾收集系統；

所述的控溫系統、控氧系統、取樣系統與過濾收集系統通過硅膠管道連接，通過各系統中閥門的開閉控制，完成空氣和氮氣在整個系統內部的貫通以及液體的收集；

所述的控溫系統包括可移動電源、溫度控制器、加熱/保溫套、保溫收集瓶、進排氣管和進料管；溫度控制器通過可移動電源供電，加熱/保溫套底部為加熱底盤，四周為雙層保溫膜嵌套，電阻絲均勻分布在保溫膜內部，溫度控制器實時監測底盤溫度值，自動調控至目標溫度39℃。取樣開始前先進行預熱，使溫度達到預設溫度；加熱保溫套嵌套在保溫收集瓶外部，保溫收集瓶瓶口為蓋管一體式，短管為進排氣管，通過硅膠軟管與短管三通閥連接，長管為進料管，與引流管通過硅膠軟管貫通。

所述的控氧系統包括微型真空泵、接泵三通閥、抽濾閥門、氣體控制閥、短管三通閥、氮氣閥和小型氮氣瓶；接泵三通閥其中一端與微型真空泵通過管道連接，一端與抽濾閥門連接，另一端連接硅膠軟管與短管三通泵貫通，抽濾閥門另一端通過硅膠軟管與過濾引流器凸嘴連接通向過濾系統，短管三通泵一端與氮氣閥連接，小型氮氣瓶的氣流狀態通過氮氣閥控制，剩余的一端與進排氣管貫通。

所述的取樣系統包括微型動力型雙管液泵、取樣控制閥、取樣針和原料口；取樣針一端斜切面插入原料口進行取樣，斜切面增大了取樣面積，另一端與取樣控制閥連接，其中取樣針部件可通過螺紋端口調節長度，同時與斜切面另一端連接的取樣針管在連接處卡合濾網，在取樣過程進行初次過濾，取樣控制閥另一側端口通過硅膠軟管與微型動力型雙管液泵貫通，將取樣后的樣品通過液泵連接管道輸送至過濾器集液瓶。