本發(fā)明專利技術(shù)提供了一種用于連續(xù)培養(yǎng)、采樣與實時檢測的微生物電化學(xué)系統(tǒng)，包括培養(yǎng)基容器、蠕動泵、培養(yǎng)反應(yīng)器、氣體櫥、抽換氣系統(tǒng)、計算機、電化學(xué)工作站。本發(fā)明專利技術(shù)的有益效果：含有三對平行培養(yǎng)反應(yīng)室，在電刺激類實驗中可實現(xiàn)完全平行對比；六個培養(yǎng)反應(yīng)室可獨立進行連續(xù)培養(yǎng)，提供不同流動速度與不同電極表面剪切力；長時間保持氣液密閉及隔絕化學(xué)與生物污染；實現(xiàn)實驗過程中培養(yǎng)液采樣與電極表面采樣；廣泛適應(yīng)的接口與模塊化設(shè)計，方便地根據(jù)實驗需求改裝、加裝特定電極或其他部件；主要針對于海洋來源的微生物，適用于包括環(huán)境樣本、純培養(yǎng)樣本在內(nèi)的多種生物樣本分析。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
用于連續(xù)培養(yǎng)、采樣與實時檢測的微生物電化學(xué)系統(tǒng)
本專利技術(shù)涉及微生物電化學(xué)技術(shù)與培養(yǎng)
，特別是指一種針對深海微生物研究的用于連續(xù)培養(yǎng)、采樣與實時檢測的微生物電化學(xué)系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
微生物燃料電池技術(shù)能夠?qū)⑽鬯杏袡C物所含的能量轉(zhuǎn)換成電能收集起來，利用微生物電化學(xué)反應(yīng)開發(fā)燃料電池、處理污水等具有巨大潛力；同時，采用電化學(xué)方法研究微生物代謝過程及微生物-環(huán)境互作機理受到廣泛關(guān)注；另一方面，海洋作為了解尚淺的自然資源庫，具有巨大的研究與開發(fā)潛力，海洋來源微生物的研究對于解釋微生物-環(huán)境互作機理、開發(fā)新型自然資源具有重要作用。然而，至今已發(fā)表或公開的設(shè)備方案大多基于傳統(tǒng)化學(xué)研究，研究范圍較單一，難以適用于海洋來源的微生物富集等研究中對多類型生物樣本適用性、連續(xù)培養(yǎng)、實驗中采樣及實時參數(shù)檢測等功能的綜合需求，成為海洋來源微生物電化學(xué)研究與應(yīng)用中的重大障礙。
技術(shù)實現(xiàn)思路
針對現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本專利技術(shù)要解決的技術(shù)問題是提供一種針對深海微生物研究的用于連續(xù)培養(yǎng)、采樣與實時檢測的微生物電化學(xué)系統(tǒng)，在實現(xiàn)連續(xù)培養(yǎng)、實驗中采樣等多任務(wù)情況下，維 持培養(yǎng)體系內(nèi)無污染，可根據(jù)不同實驗，更換所需電極等組件，在連續(xù)培養(yǎng)、實時參數(shù)檢測等不中斷實驗的情況下，進行培養(yǎng)液采樣或電極表面采樣。本專利技術(shù)提供一種用于連續(xù)培養(yǎng)、采樣與實時檢測的微生物電化學(xué)系統(tǒng)，包括培養(yǎng)基容器、蠕動泵、培養(yǎng)反應(yīng)器、氣體櫥、抽換氣系統(tǒng)、計算機、電化學(xué)工作站；所述培養(yǎng)基容器用于通過蠕動泵為培養(yǎng)反應(yīng)器提供培養(yǎng)基；所述氣體櫥用于通過抽換氣系統(tǒng)為培養(yǎng)反應(yīng)器提供氣體；所述計算機用于輸入控制指令；所述電化學(xué)工作站用于根據(jù)計算機輸入的控制指令實時檢測培養(yǎng)反應(yīng)器的數(shù)據(jù)參數(shù)。優(yōu)選地，所述電化學(xué)工作站還用于根據(jù)計算機輸入的控制指令向培養(yǎng)反應(yīng)器輸入電刺激。優(yōu)選地，所述計算機還用于存儲電化學(xué)工作站所檢測到的數(shù)據(jù)參數(shù)。優(yōu)選地，還包括采樣系統(tǒng)，其中，所述采樣系統(tǒng)連接所述培養(yǎng)反應(yīng)器，所述采樣系統(tǒng)用于米樣培養(yǎng)反應(yīng)器中的培養(yǎng)物。優(yōu)選地，還包括恒溫培養(yǎng)箱，其中，所述培養(yǎng)反應(yīng)器設(shè)置在所述恒溫培養(yǎng)箱內(nèi)，述恒溫培養(yǎng)箱用于為培養(yǎng)反應(yīng)器提供溫度可調(diào)節(jié)環(huán)境。優(yōu)選地，所述培養(yǎng)反應(yīng)器包括交換膜、有機玻璃槽、硅橡膠密封圈、高純石墨電極、硅橡膠密封墊、有機玻璃板、螺釘，其中，所述交換膜的兩側(cè)由內(nèi)而外分別通過螺釘呈對稱結(jié)構(gòu)依次固定有機玻璃槽、硅橡膠密封圈、高純石墨電極、硅橡膠密封墊和有機玻璃板。優(yōu)選地，所述培養(yǎng)反應(yīng)器包括多對平行培養(yǎng)反應(yīng)室。優(yōu)選地，所述培養(yǎng)反應(yīng)室為能夠獨立進行連續(xù)培養(yǎng)的培養(yǎng)反應(yīng)室。優(yōu)選地，有機玻璃槽設(shè)置有掏空部分，有機玻璃槽的側(cè)面設(shè)置有開孔，開孔連通了有機玻璃槽的掏空部分與有機玻璃槽的外部；交換膜分布在其兩側(cè)的有機玻璃槽的掏空部分之間；高純石墨電極的內(nèi)側(cè)通過娃橡膠密封圈與有機玻璃槽的非掏空部分的外側(cè)進行密封連接；高純石墨電極的外側(cè)通過硅橡膠密封墊與有機玻璃板的內(nèi)側(cè)進行密封連接。優(yōu)選地，有機玻璃槽側(cè)面設(shè)置的開孔內(nèi)塞入有硅橡膠塞實現(xiàn)有機玻璃槽的氣液密閉；蠕動泵通過導(dǎo)管與普通一次性針頭相連，針頭通過硅橡膠塞插入有機玻璃槽內(nèi)，從而連接蠕動泵與培養(yǎng)反應(yīng)器；抽換氣系統(tǒng)通過導(dǎo)管與普通一次性針頭相連，針頭通過硅橡膠塞插入有機玻璃槽內(nèi)，從而連接抽換氣系統(tǒng)與培養(yǎng)反應(yīng)器；采樣系統(tǒng)連接穿刺針，穿刺針插入硅橡膠塞，從而連接采樣系統(tǒng)與培養(yǎng)反應(yīng)器；電化學(xué)工作站連接培養(yǎng)反應(yīng)器的高純石墨電極；高純石墨電極含一銅導(dǎo)線，通過將電極線一端與銅導(dǎo)線相連，電極線另一端插入電化學(xué)工作站信號輸入輸出口中，從而連接高純石墨電極與電化學(xué)工作站。 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專利技術(shù)具有如下的有益效果:1、含有三對平行培養(yǎng)反應(yīng)室，在電刺激類實驗中可實現(xiàn)完全平行對比；2、六個培養(yǎng)反應(yīng)室可獨立進行連續(xù)培養(yǎng)，提供不同流動速度與不同電極表面剪切力；3、長時間保持氣液密閉及隔絕化學(xué)與生物污染；4、實現(xiàn)實驗過程中采樣與電極表面采樣；5、廣泛適應(yīng)的接口與模塊化設(shè)計，方便地根據(jù)實驗需求改裝、加裝特定電極或其他部件；6、主要針對于海洋來源的微生物，適用于包括環(huán)境樣本、純培養(yǎng)樣本在內(nèi)的多種生物樣本分析。【附圖說明】通過閱讀參照以下附圖對非限制性實施例所作的詳細(xì)描述，本專利技術(shù)的其它特征、目的和優(yōu)點將會變得更明顯:圖1為本專利技術(shù)的原理框圖。圖2為圖1中培養(yǎng)反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為本專利技術(shù)第一實施例中有機玻璃板的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為本專利技術(shù)第一實施例中有機玻璃板的結(jié)構(gòu)參數(shù)圖。圖5為本專利技術(shù)第一實施例中有機玻璃板、娃橡膠密封墊、高純石墨電極的結(jié)構(gòu)不意圖，其中，陰影部分表示重疊的硅橡膠密封墊和高純石墨電極。圖6為本專利技術(shù)第一實施例中有機玻璃槽的結(jié)構(gòu)不意圖。圖7為本專利技術(shù)第一實施例中有機玻璃槽的結(jié)構(gòu)參數(shù)圖。圖8為本專利技術(shù)第一實施例中交換膜以及重疊的有機玻璃槽和娃橡膠密封圈的結(jié)構(gòu)示意圖，其中，陰影部分表示交換膜。圖9為示出結(jié)構(gòu)參數(shù)的本專利技術(shù)第二實施例中培養(yǎng)反應(yīng)器的正視圖。圖10為示出結(jié)構(gòu)參數(shù)的本專利技術(shù)第二實施例中培養(yǎng)反應(yīng)器沿圖9中點劃線的剖面圖。圖11為示出結(jié)構(gòu)參數(shù)的本專利技術(shù)第二實施例中培養(yǎng)反應(yīng)器的左視圖。圖12為示出結(jié)構(gòu)參數(shù)的本專利技術(shù)第二實施例中培養(yǎng)反應(yīng)器的頂視圖。圖中:A為螺孔； B為掏空部分；C為側(cè)面開孔；D為聞純石墨電極銅導(dǎo)線出口 ；E為廣適應(yīng)性接口；F為2_厚的硅橡膠墊片；G為18mm厚的有機玻璃板；H為18mm厚的有機玻璃板；I為2mm厚的硅橡膠墊片。【具體實施方式】下面結(jié)合具體實施例對本專利技術(shù)進行詳細(xì)說明。以下實施例將有助于本領(lǐng)域的技術(shù)人員進一步理解本專利技術(shù)，但不以任何形式限制本專利技術(shù)。應(yīng)當(dāng)指出的是，對本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本專利技術(shù)構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進。這些都屬于本專利技術(shù)的保護范圍。本專利技術(shù)針對現(xiàn)有技術(shù)的不足提供一種針對深海微生物研究的用于連續(xù)培養(yǎng)、采樣與實時檢測的微生物電化學(xué)系統(tǒng)，如圖1所示，包括培養(yǎng)基容器、蠕動泵、培養(yǎng)反應(yīng)器、氣體櫥、抽換氣系統(tǒng)、計算機和電化學(xué)工作站，所述培養(yǎng)基容器用于通過蠕動泵為培養(yǎng)反應(yīng)器提供培養(yǎng)基；所述氣體櫥用于通過抽換氣系統(tǒng)為培養(yǎng)反應(yīng)器提供氣體；所述計算機用于輸入控制指令；所述電化學(xué)工作站用于根據(jù)計算機輸入的控制指令實時檢測培養(yǎng)反應(yīng)器的數(shù)據(jù)參數(shù)；所述電化學(xué)工作站還用于根據(jù)計算機輸入的控制指令為培養(yǎng)反應(yīng)器輸入電刺激；所述計算機還用于存儲電化學(xué)工作站所檢測到的數(shù)據(jù)參數(shù)。所述培養(yǎng)反應(yīng)器還連接有用于采樣培養(yǎng)反應(yīng)器中的培養(yǎng)物的采樣系統(tǒng)。所述培養(yǎng)反應(yīng)器外還設(shè)有用于為培養(yǎng)反應(yīng)器提供溫度可調(diào)節(jié)環(huán)境的恒溫培養(yǎng)箱。如圖2所不,所述培養(yǎng)反應(yīng)器包括一交換膜7、兩有機玻璃槽6、兩娃橡膠密封圈5、兩高純石墨電極4、兩硅橡膠密封墊3、兩有機玻璃板2和十字螺釘1，所述十字螺釘分別固定培養(yǎng)反應(yīng)器四周，所述交換膜的兩側(cè)由內(nèi)而外分別通過螺釘呈對稱結(jié)構(gòu)依次固定有機玻璃槽、硅橡膠密封圈、高純石墨電極、硅橡膠密封墊和有機玻璃板。有機玻璃板夾住有機玻璃槽，一起構(gòu)成了培養(yǎng)反應(yīng)室。具體地，有機玻璃槽設(shè)置有掏空部分，有機玻璃槽的側(cè)面設(shè)置有開孔，開孔連通了有機玻璃槽的掏空部分與有機玻璃槽的外部；交換膜分布在其兩側(cè)的有機玻璃槽的掏空部分之間；高純石墨電極的內(nèi)側(cè)通過硅橡膠密封圈與有機玻璃槽的非掏空部分的外側(cè)進行密封連接；高純石墨電極的外側(cè)通過硅橡膠密封墊與有機玻璃板的內(nèi)側(cè)進行密封連接。更為具體地，有機玻本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
一種用于連續(xù)培養(yǎng)、采樣與實時檢測的微生物電化學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，包括培養(yǎng)基容器、蠕動泵、培養(yǎng)反應(yīng)器、氣體櫥、抽換氣系統(tǒng)、計算機、電化學(xué)工作站；所述培養(yǎng)基容器用于通過蠕動泵為培養(yǎng)反應(yīng)器提供培養(yǎng)基；所述氣體櫥用于通過抽換氣系統(tǒng)為培養(yǎng)反應(yīng)器提供氣體；所述計算機用于輸入控制指令；所述電化學(xué)工作站用于根據(jù)計算機輸入的控制指令實時檢測培養(yǎng)反應(yīng)器的數(shù)據(jù)參數(shù)。
【技術(shù)特征摘要】
2013.10.09 CN 201310467369.91.一種用于連續(xù)培養(yǎng)、采樣與實時檢測的微生物電化學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，包括培養(yǎng)基容器、蠕動泵、培養(yǎng)反應(yīng)器、氣體櫥、抽換氣系統(tǒng)、計算機、電化學(xué)工作站； 所述培養(yǎng)基容器用于通過蠕動泵為培養(yǎng)反應(yīng)器提供培養(yǎng)基；所述氣體櫥用于通過抽換氣系統(tǒng)為培養(yǎng)反應(yīng)器提供氣體；所述計算機用于輸入控制指令；所述電化學(xué)工作站用于根據(jù)計算機輸入的控制指令實時檢測培養(yǎng)反應(yīng)器的數(shù)據(jù)參數(shù)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于連續(xù)培養(yǎng)、采樣與實時檢測的微生物電化學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，所述電化學(xué)工作站還用于根據(jù)計算機輸入的控制指令向培養(yǎng)反應(yīng)器輸入電刺激。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于連續(xù)培養(yǎng)、采樣與實時檢測的微生物電化學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，所述計算機還用于存儲電化學(xué)工作站所檢測到的數(shù)據(jù)參數(shù)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于連續(xù)培養(yǎng)、采樣與實時檢測的微生物電化學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，還包括采樣系統(tǒng)，其中，所述采樣系統(tǒng)連接所述培養(yǎng)反應(yīng)器，所述采樣系統(tǒng)用于采樣培養(yǎng)反應(yīng)器中的培養(yǎng)物。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于連續(xù)培養(yǎng)、采樣與實時檢測的微生物電化學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，還包括恒溫培養(yǎng)箱，其中，所述培養(yǎng)反應(yīng)器設(shè)置在所述恒溫培養(yǎng)箱內(nèi)，所述恒溫培養(yǎng)箱用于為培養(yǎng)反應(yīng)器提供溫度可調(diào)節(jié)環(huán)境。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于連續(xù)培養(yǎng)、采樣與實時檢測的微生物電化學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，所述培養(yǎng)反應(yīng)器包括交換膜、有機玻璃槽、娃橡膠密封圈、高純石墨電極、娃橡膠密封墊、有機玻璃板、螺釘，其中，所述交換膜的兩側(cè)由內(nèi)而外分別通過螺釘呈對稱結(jié)構(gòu)依次固定有機玻璃槽、硅...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：張宇，李介夫，肖湘，
申請(專利權(quán))人：上海交通大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：上海;31
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