[發明專利]多序列保壓取樣觀察生物膜形成機制的裝置與控制方法

在審

• 申請號: 202310186004.2
• 申請日: 2023-03-01
• 公開（公告）號: CN116179305A
• 公開（公告）日: 2023-05-30
• 發明（設計）人: 馮景春;張偲;鐘松;楊志峰;王屹
• 申請（專利權）人: 廣東工業大學
• 主分類號: C12M1/00
• 分類號: C12M1/00;C12M1/26;C12M1/34;C12M1/36;C12Q3/00
• 代理公司: 廣州科粵專利商標代理有限公司 44001
• 代理人: 楊可維;勞劍東

本發明公開一種多序列保壓取樣觀察生物膜形成機制的裝置，包括培養釜，以及設置在培養釜內部的膜形成與降解單元，培養釜的頂部設置有可視窗和電機，電機的輸出軸進入培養釜的內部，并與膜形成與降解單元的頂端中心耦合，膜形成與降解單元包括固定盤，以及圓周分布在固定盤表面的穿孔，穿孔的上端面可拆卸固定有手柄，手柄的下端固定有膜片，膜片穿過穿孔后暴露在固定盤的下方，培養釜的頂部還設置有保壓伸縮單元，保壓伸縮單元與手柄于豎直方向同軸，且保壓伸縮單元的活動端用于抓取手柄。本發明的有益效果是：在培養釜有限的空間內最大程度地增加了能夠供微生物培養的面積，同時解決在液體高壓環境中保壓抓取膜片困難的問題。

技術領域

本發明涉及微生物培養技術領域，尤其涉及一種多序列保壓取樣觀察生物膜形成機制的裝置與控制方法。

背景技術

據估計，全球范圍內約有4萬億個塑料漂浮在海面上，占所有塑料碎片的73％，甚至分布于南極、北極地區的海水中以及萬米深的馬里亞納海溝沉積物中，由此表明塑料具有嚴重的潛在環境風險。微生物可通過生物酶作用分解多種常見材質的塑料(如PE、PS、PET等)。目前，已從海洋中分離出多種可對PE塑料進行降解的微生物，包括真菌(如曲霉屬)、細菌(如考克氏菌屬、芽孢桿菌屬、食烷菌屬、嗜鹽單胞菌屬等)。

生物膜也稱為生物被膜，是指附著于有生命或無生命物體表面被細菌胞外大分子包裹的有組織的細菌群體。生物膜的復雜性使細菌細胞能夠在多種環境中生存，并促進細胞分散以定殖新區域。

對于海洋環境中塑料表面生物膜形成和降解的機制，現有技術一般研究單個菌落或者在常壓環境下進行，很少在高壓環境下探究塑料表面生物膜形成和降解的機制，進而不能完全反映其形成過程，給塑料表面生物膜形成和降解機制的探究帶來理解性偏差。在此基礎上，專利申請文獻CN114350507A公開了一種深海原位環境的單菌落分離裝置，其能夠在保壓的情況下，實現單菌落的分離與挑選并進行培養，最終可以獲得目標菌，有效提高海洋微生物的可培養性，為海洋微生物的分離和培養提供基礎方案。

然而，上述裝置針對的是單菌落的分離、挑選和培養，雖然也有取樣裝置，但是其取樣裝置為了獲取所需的菌落需要依靠內滑軌進行精準的移動，因此占用了培養器大量的空間，不利于裝置的小型化，而且可靠性低。此外，該裝置不具備在液體培環境中進行取樣工作，進一步限制了對微生物膜形成機制的探索。

發明內容

針對上述問題，本發明提出一種多序列保壓取樣觀察生物膜形成機制的裝置與控制方法，主要解決現有高壓微生物取樣裝置占用了培養器大量空間和在液體環境中取膜片困難的問題。

為解決上述技術問題，本發明第一方面提供了一種多序列保壓取樣觀察生物膜形成機制的裝置，包括培養釜，以及設置在所述培養釜內部的膜形成與降解單元，所述培養釜的頂部設置有可視窗和電機，所述電機的輸出軸進入所述培養釜的內部，并與所述膜形成與降解單元的頂端中心耦合，所述膜形成與降解單元包括固定盤，以及圓周分布在所述固定盤表面的穿孔，所述穿孔的上端面可拆卸固定有手柄，所述手柄的下端固定有膜片，所述膜片穿過所述穿孔后暴露在所述固定盤的下方，所述培養釜的頂部還設置有保壓伸縮單元，所述保壓伸縮單元與所述手柄于豎直方向同軸，且所述保壓伸縮單元的活動端用于抓取所述手柄。

在一些實施方式中，所述保壓伸縮單元包括固定在所述培養釜頂部的筒體，所述筒體的頂部設置有第一閥門，所述筒體的下部側壁設置有氣動閥和第二閥門，所述第二閥門位于所述第一閥門和所述氣動閥之間，所述筒體的內部設置有活塞，所述活塞的下端設置有連接桿，所述連接桿的下端設置有用于抓取所述手柄的抓取件。

在一些實施方式中，所述筒體包括固定在所述培養釜頂部的第一固定筒，以及可拆卸安裝在所述第一固定筒上端的第二固定筒，當所述活塞運動到所述第二固定筒的頂部，所述抓取件的水平高度大于所述氣動閥的水平高度；當所述活塞運動到所述第二固定筒的底部，所述抓取件的水平高度稍大于或等于所述手柄頂端水平高度。

在一些實施方式中，所述第一固定筒和所述第二固定筒通過活接頭進行可拆卸連接。