微藻高通量培養(yǎng)裝置制造方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型提供一種微藻高通量培養(yǎng)裝置，通過(guò)將水套式CO2培養(yǎng)箱、低溫恒溫水槽、CO2罐、微孔板、照明器件等進(jìn)行巧妙連接，獲得了一種可用于微藻高通量培養(yǎng)的裝置，特別是可適用于膠球藻的高通量培養(yǎng)。其中的水套式CO2培養(yǎng)箱本身具備濕度調(diào)節(jié)功能，可以保證箱體濕度大于95％，而且可以控制CO2濃度，并可靈活的根據(jù)需要調(diào)節(jié)日光燈照射距離，從而可盡量減少微孔板中培養(yǎng)液凝結(jié)到板蓋上的水汽，與低溫恒溫水槽聯(lián)用，可較好的控制培養(yǎng)箱溫度。
【專(zhuān)利說(shuō)明】微藻高通量培養(yǎng)裝置 【【技術(shù)領(lǐng)域】】
[0001] 本實(shí)用新型屬于生物工程領(lǐng)域，具體涉及一種可用在微藻高通量篩選中的適用于 微藻高通量培養(yǎng)的裝置。 【【背景技術(shù)】】
[0002] 微藻戶(hù)外大規(guī)模培養(yǎng)一般米用開(kāi)放池和密閉光生物反應(yīng)器，多以自養(yǎng)方式，利用 光能吸收二氧化碳和氮源、磷源等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)行光合作用。開(kāi)放池培養(yǎng)系統(tǒng)投資成本較低， 多以跑道池形式，占用土地多，主要適用于對(duì)環(huán)境適應(yīng)能力較強(qiáng)的藻株，易受到溫度、光照 的限制和雜藻、微生物污染，用于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)，產(chǎn)量很難保持穩(wěn)定。密閉光生物反應(yīng) 器則是使用密閉容器或管道體系，配備光照設(shè)備、C0 2補(bǔ)充裝置和攪拌設(shè)施等，設(shè)置一定的 溫度、光強(qiáng)、C02通氣量，可最大程度上提高藻細(xì)胞的生物量，有效防止外界微生物污染，生 產(chǎn)效率較開(kāi)放池高，但反應(yīng)器成本較高，滅菌困難，較難適合同時(shí)測(cè)定多個(gè)參數(shù)對(duì)微藻生長(zhǎng) 影響的要求。實(shí)驗(yàn)室條件下培養(yǎng)微藻一般采用錐形瓶與搖床配合使用，多參數(shù)多平行實(shí)驗(yàn) 會(huì)耗費(fèi)大量人力物力財(cái)力。
[0003] 高通量篩選技術(shù)是20世紀(jì)80年代發(fā)展起來(lái)的一種用于新化合物開(kāi)發(fā)及目的菌種 選育等方面的高新技術(shù)。其基本特點(diǎn)是采用高密度的方法，快速平行地測(cè)定大量樣本。
[0004] 目前，實(shí)驗(yàn)室用于藻類(lèi)高通量培養(yǎng)的裝置多數(shù)仍采取錐形瓶系統(tǒng)，通過(guò)設(shè)置合適 的溫度、光強(qiáng)參數(shù)，輔以通氣或搖床搖動(dòng)培養(yǎng)微藻，常面臨光照不均一等問(wèn)題，無(wú)法實(shí)現(xiàn)真 正的高通量。高通量培養(yǎng)或篩選的基本特點(diǎn)應(yīng)該是以微孔板為載體，微孔板培養(yǎng)體系包括 24孔、48孔、96孔等，在微量水平上對(duì)微藻生長(zhǎng)和內(nèi)含物（包括油脂）積累實(shí)現(xiàn)多參數(shù)多平 行的高通量評(píng)價(jià)，可大大縮短培養(yǎng)時(shí)間，節(jié)省培養(yǎng)空間，短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)高通量、多參數(shù)及微 量化，提1?實(shí)驗(yàn)效率。
[0005] 有人采用光照培養(yǎng)箱結(jié)合微孔板進(jìn)行高通量培養(yǎng)，但光照培養(yǎng)箱不能準(zhǔn)確控制箱 體濕度，微孔板上會(huì)凝結(jié)大量水汽，導(dǎo)致培養(yǎng)基濃度增大，光能吸收率降低，更無(wú)法對(duì)個(gè)別 生長(zhǎng)周期較長(zhǎng)的藻種進(jìn)行培養(yǎng)評(píng)價(jià)，存在水分蒸發(fā)、邊緣效應(yīng)、微生物污染及光照均一性等 眾多問(wèn)題。
[0006] 另外，有研究證明，適當(dāng)提高培養(yǎng)環(huán)境中C02濃度，能顯著提高藻細(xì)胞生長(zhǎng)速率、微 藻的生物量和油脂含量。目前的微藻高通量培養(yǎng)裝置均不能有效地控制培養(yǎng)環(huán)境中〇) 2濃 度，空氣中0. 04%的C02含量成為其生長(zhǎng)的一個(gè)重要限制因素。
[0007] 本實(shí)用新型的技術(shù)方案是在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)進(jìn)行改進(jìn)獲得的。其所用的水套式 C〇2培養(yǎng)箱、低溫恒溫水槽均為現(xiàn)有裝置?，F(xiàn)有的水套式C02培養(yǎng)箱本身配備有一控制面板， 其上設(shè)有多個(gè)按鈕，包括C0 2培養(yǎng)箱設(shè)置按鈕、C02培養(yǎng)箱校正按鈕、C02培養(yǎng)箱電源按鈕，其 本身還配備有溫度傳感器、濕度傳感器、C0 2濃度傳感器及控制器，是一種具備濕度調(diào)節(jié)、C02 濃度控制功能的培養(yǎng)裝置。其水套夾層具有加熱調(diào)節(jié)溫度作用，但是不能降溫、難以實(shí)現(xiàn)箱 體內(nèi)溫度保持在較低溫度的水平。由于光照導(dǎo)致培養(yǎng)箱內(nèi)部升溫，因而其難以適用于一些 微藻的高通量培養(yǎng)，例如膠球藻的高通量培養(yǎng)。低溫恒溫水槽為現(xiàn)有的一種自帶制冷和加 熱的高精度恒溫裝置，且其液體容納腔內(nèi)的冷源可外引，具備制冷裝置、溫度傳感器、控制 器和控制面板等構(gòu)件，其控制面板上設(shè)有多個(gè)按鈕，如溫度調(diào)節(jié)按鈕、循環(huán)控制按鈕、電源 控制按鈕等，使用方便。 【
【發(fā)明內(nèi)容】
】
[0008] 針對(duì)上述問(wèn)題，本實(shí)用新型的目的是提供一種微藻高通量培養(yǎng)裝置，通過(guò)將水套 式C02培養(yǎng)箱、低溫恒溫水槽、C0 2罐、微孔板、照明器件等進(jìn)行巧妙連接，獲得了一種可用于 微藻高通量培養(yǎng)的裝置，特別是可適用于膠球藻的高通量培養(yǎng)。其中的水套式C0 2培養(yǎng)箱 本身具備濕度調(diào)節(jié)功能，可以保證箱體濕度大于95%，而且可以控制C02濃度，并可靈活的 根據(jù)需要調(diào)節(jié)適當(dāng)?shù)娜展鉄魯?shù)量和照射距離，達(dá)到改變光照強(qiáng)度的目的，同時(shí)也可盡量減 少微孔板中培養(yǎng)液凝結(jié)到板蓋上的水汽，與低溫恒溫水槽聯(lián)用，可較好的控制培養(yǎng)箱溫度。
[0009] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案如下：
[0010] 一種微藻高通量培養(yǎng)裝置，包括水套式co2培養(yǎng)箱、低溫恒溫水槽、co2罐、微孔板 和照明器件。所述水套式co 2培養(yǎng)箱內(nèi)部有裝水的水套夾層，側(cè)壁開(kāi)設(shè)有co2進(jìn)氣孔以及水 套夾層進(jìn)水口和水套夾層出水口，所述進(jìn)氣孔通過(guò)導(dǎo)氣管連通所述co 2罐；所述水套夾層進(jìn) 水口和水套夾層出水口通過(guò)水管分別與低溫恒溫水槽的出液口、進(jìn)液口連通；所述微孔板 置于水套式co 2培養(yǎng)箱箱體內(nèi)，所述照明器件固定于水套式co2培養(yǎng)箱的箱體內(nèi)且位于微孔 板上方。
[0011] 所述微藻高通量培養(yǎng)裝置還包括微孔板振蕩器，所述振蕩器置于水套式C02培養(yǎng) 箱箱體內(nèi)，所述微孔板置于微孔板振蕩器的頂部。
[0012] 進(jìn)一步的，所述水套式C02培養(yǎng)箱箱體內(nèi)有隔板和固定于兩個(gè)相對(duì)的內(nèi)側(cè)壁上安 裝隔板的卡槽對(duì)，所述照明器件固定于隔板上。
[0013] 所述卡槽對(duì)有多對(duì)，分布于所述水套式C02培養(yǎng)箱箱體內(nèi)的不同高度。
[0014] 優(yōu)選的，所述隔板為表面設(shè)有多個(gè)通孔的多孔平板。
[0015] 優(yōu)選的，所述照明器件為日光燈。
[0016] 優(yōu)選的,所述微孔板為48孔板，材質(zhì)采用聚苯乙烯。
[0017] 所述微藻可為但不限于膠球藻。
[0018] 本實(shí)用新型的有益效果是：
[0019] (1)本實(shí)用新型采用水套式co2培養(yǎng)箱和低溫恒溫水槽聯(lián)用，有利于使水套式co 2 培養(yǎng)箱箱體內(nèi)的溫度更為穩(wěn)定，特別是可以實(shí)現(xiàn)在較低溫度水平的穩(wěn)定。
[0020] (2)本實(shí)用新型提供的微藻高通量培養(yǎng)裝置，其水套式C02培養(yǎng)箱和C0 2罐連接， 可以定量補(bǔ)充C02培養(yǎng)箱箱體內(nèi)的C02濃度。適當(dāng)補(bǔ)充C0 2濃度可以顯著提高微藻的生長(zhǎng) 和內(nèi)含物（如油脂）的積累能力，有利于縮短培養(yǎng)周期，提高培養(yǎng)效率。
[0021] (3)本實(shí)用新型提供的微藻高通量培養(yǎng)裝置，其水套式0)2培養(yǎng)箱的箱體內(nèi)兩個(gè)相 對(duì)的內(nèi)側(cè)壁上設(shè)有多對(duì)處于不同高度的用于安裝隔板的卡槽對(duì)，通過(guò)將隔板安裝于不同高 度的卡槽對(duì)上，可以方便靈活的根據(jù)需要調(diào)整照明器件的安裝高度，從而達(dá)到調(diào)整光照強(qiáng) 度的效果。
[0022] (4)本實(shí)用新型提供的微藻高通量培養(yǎng)裝置，其微孔板優(yōu)選采用48孔微孔板，相 比于24孔板，其可更好的實(shí)現(xiàn)高通量培養(yǎng)，而相比于96孔板，其可更大程度的降低因水分 蒸發(fā)而產(chǎn)生的檢測(cè)誤差，材質(zhì)采用聚苯乙烯微孔板對(duì)微藻生長(zhǎng)無(wú)抑制作用。
[0023] (5)利用本實(shí)用新型中微孔板振蕩器可對(duì)微孔板進(jìn)行振蕩，從而使微孔板內(nèi)的培 養(yǎng)液更為均勻，可很好的保證微孔板體系行間和列間的平行性，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0024] 圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025] 圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例1的局部剖視圖；
[0026] 圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例中48微孔板排列布置圖；
[0027] 圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例2中高通量培養(yǎng)條件下膠球藻不同行間和孔間的生長(zhǎng)差 異情況
[0028] 圖中：1 :水套式C02培養(yǎng)箱，2 :低溫恒溫水槽，3 :導(dǎo)氣管，4 :C02罐，5 :日光燈，6 : 水套夾層，7 :微孔板振蕩器，8 :48孔微孔板，9 :卡槽對(duì)，10 :水管，11 :C02培養(yǎng)箱設(shè)置按鈕， 12 :C02培養(yǎng)箱校正按鈕，13 :C02培養(yǎng)箱電源開(kāi)關(guān)，14 :進(jìn)氣口，15 :隔板，16:水套夾層進(jìn)水 口，17 :水套夾層出水口，18 :控制面板，21 :低溫恒溫水槽溫度調(diào)節(jié)按鈕，22 :低溫恒溫水槽 循環(huán)控制按鈕，23 :低溫恒溫水槽電源開(kāi)關(guān)，24 :出液口，25 :進(jìn)液口。 【【具體實(shí)施方式】】
[0029] 上述說(shuō)明僅是本實(shí)用新型技術(shù)方案的概述，為了更清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù) 方案，下面將結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述。
[0030] 實(shí)施例一
[0031] 如圖1、2所示，本發(fā)明提供一種用于高通量培養(yǎng)微藻的裝置，包括水套式C02培養(yǎng) 箱1、低溫恒溫水槽2、C0 2罐4、微孔板振蕩器7、微孔板8、和日光燈5。低溫恒溫水槽箱體 內(nèi)設(shè)有液體容納腔和循環(huán)泵，液體容納腔用于容納冷卻水，在低溫恒溫水槽箱體上設(shè)有與 液體容納腔連通的出液口 24和進(jìn)液口 25。水套式C02培養(yǎng)箱1的箱體內(nèi)側(cè)壁和外側(cè)壁之 間設(shè)有水套夾層6,水套夾層內(nèi)填充有水，在水套式C0 2培養(yǎng)箱1的外側(cè)壁上還開(kāi)設(shè)有水套 夾層進(jìn)水口 16和水套夾層出水口 17,通過(guò)水管10分別與低溫恒溫水槽的出液口 24、進(jìn)液 口 25連通，從而實(shí)現(xiàn)與水套式C02培養(yǎng)的水套夾層6與低溫恒溫水槽的連通。打開(kāi)低溫恒 溫水槽的電源開(kāi)關(guān)23,通過(guò)低溫恒溫水槽循環(huán)控制按鈕22啟動(dòng)低溫恒溫水槽中的循環(huán)泵， 低溫恒溫水槽的液體容納腔內(nèi)的液體和水套式C0 2培養(yǎng)箱的水套夾層6內(nèi)的液體在循環(huán)泵 的作用下通過(guò)水管10、水套夾層進(jìn)水口 16、水套夾層出水口 17、出液口 24和進(jìn)液口 25形成 循環(huán)液流；通過(guò)低溫恒溫水槽溫度調(diào)節(jié)按鈕21調(diào)節(jié)溫度（溫度設(shè)定為8-18°C，可保證培養(yǎng) 箱內(nèi)溫度恒定在22-28°C )，從而起到調(diào)節(jié)及恒定水套式C02培養(yǎng)箱1箱體內(nèi)溫度的作用。
[0032] 水套式C02培養(yǎng)箱1的箱體側(cè)壁開(kāi)設(shè)有C02進(jìn)氣孔14, C02罐4通過(guò)導(dǎo)氣管3連通 水套式C02培養(yǎng)箱1的C02進(jìn)氣孔16,從而可將C0 2罐1內(nèi)的C02通過(guò)導(dǎo)氣管3輸送至水套 式C02培養(yǎng)箱1的箱體內(nèi)。水套式C0 2培養(yǎng)箱具有控制面板18,所述控制面板18上設(shè)有調(diào) 節(jié)和控制C02進(jìn)氣量及溫度的設(shè)置按鈕11、起校正作用的校正按鈕12和電源按鈕13。
[0033] 微孔板振蕩器7置于水套式C02培養(yǎng)箱1的底部，48孔聚苯乙烯微孔板8置于微 孔板振蕩器7頂部，微孔板振蕩器7可對(duì)微孔板8進(jìn)行振蕩，從而使微孔板8內(nèi)的培養(yǎng)液更 為均勻。安裝在卡槽9中的帶有多個(gè)通孔的隔板15的下表面上均勻分布4個(gè)日光燈5,所 述日光燈5位于距離微孔板8上邊沿的上方13cm處。
[0034] 實(shí)施例二
[0035] 本實(shí)施例為采用實(shí)施例1的高通量微藻培養(yǎng)裝置進(jìn)行膠球藻高通量培養(yǎng)的應(yīng)用 例。
[0036] 將處于對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期的膠球藻C-169接種到48孔聚苯乙烯微孔板8中后，將微孔板 8置于實(shí)施例1所述的裝置中的微孔板振蕩器7上，進(jìn)行振蕩培養(yǎng)。其中，將水套式C0 2培 養(yǎng)箱1中空氣濕度設(shè)定為96%，控制箱體內(nèi)溫度為25°C，平均光照強(qiáng)度為21501x，C02濃度 為2% ;所述微孔板振蕩器7的振蕩速率為600r/min。
[0037] 48孔微孔板的排列布置圖如圖3所示，共設(shè)置A、B、C、D、E、F共6個(gè)梯度，6個(gè)梯 度是指培養(yǎng)基內(nèi)組分或添加物濃度的變化率，即設(shè)置6個(gè)濃度值，每個(gè)梯度4個(gè)平行，周?chē)?24個(gè)孔分別加入lmL培養(yǎng)基，減少實(shí)驗(yàn)過(guò)程中藻液的水分揮發(fā)，防止產(chǎn)生邊緣效應(yīng)。
[0038] 使用FLUOstar OPTIMA多功能酶標(biāo)儀在690nm波長(zhǎng)處測(cè)定48孔板中膠球藻C-169 的吸光值（線(xiàn)性范圍0-4. 5)，制作生長(zhǎng)曲線(xiàn)。比生長(zhǎng)速率w = (lnODflnOD^/t，其中0D2 和分別是培養(yǎng)開(kāi)始和結(jié)束后測(cè)得的0D69(i值，t為培養(yǎng)時(shí)間間隔，單位為cf1。
[0039] 由膠球藻C-169在微孔板體系中的生長(zhǎng)曲線(xiàn)圖3中可見(jiàn)，行間生長(zhǎng)狀況并無(wú)顯著 差異，同行孔間差異均小于10%，差異不顯著（P < 〇. 05)，說(shuō)明此培養(yǎng)體系是均一穩(wěn)定的。 在C02培養(yǎng)箱中的微孔板表面無(wú)積水現(xiàn)象，培養(yǎng)結(jié)束后水分蒸發(fā)量小于總體積的5%，生長(zhǎng) 繁殖情況良好。
[0040] 以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用 新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換或改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的包 含范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種微藻高通量培養(yǎng)裝置，包括水套式C02培養(yǎng)箱（1)、低溫恒溫水槽（2)、C0 2罐 (3)、微孔板（8)和照明器件（5)，其特征在于：所述水套式C02培養(yǎng)箱（1)內(nèi)部有裝水的 水套夾層￠)，側(cè)壁開(kāi)設(shè)有C02進(jìn)氣孔（14)以及水套夾層進(jìn)水口（16)和水套夾層出水口 (17)，所述進(jìn)氣孔（14)通過(guò)導(dǎo)氣管（3)連通所述0)2罐（4);所述水套夾層進(jìn)水口（16)和 水套夾層出水口（17)通過(guò)水管（10)分別與低溫恒溫水槽的出液口（24)、進(jìn)液口（25)連 通；所述微孔板（8)置于水套式C0 2培養(yǎng)箱（1)箱體內(nèi)，所述照明器件（5)固定于水套式C02 培養(yǎng)箱（1)的箱體內(nèi)且位于微孔板（8)上方。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的微藻高通量培養(yǎng)裝置，其特征在于：還包括微孔板振蕩器 (7)，所述振蕩器（7)置于水套式C02培養(yǎng)箱（1)箱體內(nèi)，所述微孔板（8)置于微孔板振蕩 器（7)的頂部。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的微藻高通量培養(yǎng)裝置，其特征在于：所述水套式C02培養(yǎng) 箱（1)箱體內(nèi)有隔板（15)和固定于兩個(gè)相對(duì)的內(nèi)側(cè)壁上安裝隔板（15)的卡槽對(duì)（9)，所述 照明器件（5)固定于隔板（15)的下表面。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的微藻高通量培養(yǎng)裝置，其特征在于：所述卡槽對(duì)（9)有多對(duì)， 分布于所述水套式C02培養(yǎng)箱（1)箱體內(nèi)的不同高度。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的微藻高通量培養(yǎng)裝置，其特征在于：所述隔板（15)為表面設(shè) 有多個(gè)通孔的多孔平板。
6. 根據(jù)權(quán)利要求3中任一項(xiàng)所述的微藻高通量培養(yǎng)裝置，其特征在于：所述照明器件 (5)為日光燈。
7. 根據(jù)權(quán)利要求3中任一項(xiàng)所述的微藻高通量培養(yǎng)裝置，其特征在于：所述微孔板（8) 為48孔板，材質(zhì)采用聚苯乙烯。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的微藻高通量培養(yǎng)裝置，其特征在于：所述微藻為膠球藻。
【文檔編號(hào)】C12R1/89GK203947101SQ201420378727
【公開(kāi)日】2014年11月19日 申請(qǐng)日期:2014年7月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月9日
【發(fā)明者】魏東, 李露 申請(qǐng)人:華南理工大學(xué)