一种用于提高微生物培养过程中溶氧水平的震荡器具的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种微生物培养器具，特别涉及一种用于提高微生物培养过程中溶氧水平的震荡器具，包括开口部10、器具本体20，开口部10位于器具本体20上方，所述开口部10为中空体A；器具本体20由器具本体上部21和器具本体下部22组成；器具本体上部21为内侧有夹角的中空体B，且器具本体上部21上端表面部分开口，开口与所述开口部10下端密封连接；器具本体下部22为上大下小且底部由密封平面221密封的内侧有夹角的内空腔室；器具本体上部21中空体B与器具本体下部22内空腔室密封连接。本实用新型具有优点为:使用面广，可提高微生物培养过程中溶氧水平，从而提高微生物代谢目标产物含量和菌体湿重。
【专利说明】一种用于提高微生物培养过程中溶氧水平的震荡器具
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种微生物培养器具，特别涉及一种用于提高微生物培养过程中 溶氧水平的震荡器具。
【背景技术】
[0002] 微生物在农业、工业、医药、食品、环保等诸多领域得到广泛的应用。在微生物的研 究过程中通常需要通过摇瓶进行培养，然后在发酵罐或者其它生物反应器中进行进一步发 酵培养。微生物在摇瓶中的生长状态直接关系到发酵罐中微生物的发酵生产水平，而决定 微生物生长状态的一重要指标就是溶氧水平。
[0003] 目前进行微生物培养采用的摇瓶通常有三种：（1)圆底三角锥形瓶，内壁光滑，摇 瓶内的培养基在摇瓶摇动的过程中会随摇瓶摇动的方向进行同方向摇动，并产生漩涡，导 致培养基不能与空气充分碰撞混合，使得培养基中溶氧偏低，从而使得微生物发酵代谢目 标产物的含量和菌体湿重都较低。（2)内壁有挡板的摇瓶。CN201120355133. 2,
【公开日】为： 2012年5月30日，该实用新型设计了一种内壁设有挡板的摇瓶，此种摇瓶在震荡过程中容 易造成培养基飞溅，水份易挥发，纱布易被污染堵塞，容易造成染菌，只能针对固含量低的 发酵液使用，使用存在局限性。（3)离心管式摇瓶，此种摇瓶同圆底三角锥形瓶一样容易产 生漩涡，容易造成溶氧分布不均匀，溶氧补充不足。以上三种摇瓶无论是进行回旋震荡或者 是往复震荡，培养基都不能很好地与空气混合，常常导致尤其是好氧微生物在培养过程中 溶氧不足，从而导致微生物在缺氧的状态下生长，严重时会导致菌体死亡，最终影响代谢产 物的表达，从而使得微生物发酵代谢目标产物的含量和菌体湿重都较低。 实用新型内容
[0004] 为了克服现有技术的不足，本实用新型提供了一种使用面广、用于提高微生物培 养过程中溶氧水平的震荡器具，用以解决现有的震荡器具适用面窄、在微生物培养过程中 溶氧不好导致微生物发酵代谢目标产物含量和菌体湿重较低的缺陷。
[0005] 为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：
[0006] -种用于提高微生物培养过程中溶氧水平的震荡器具，所述震荡器具包括用于取 放微生物培养物料的开口部、用于容纳微生物培养物料的器具本体，所述开口部位于器具 本体上方，其特征在于：
[0007] 所述开口部为中空体A ;
[0008] 所述器具本体由器具本体上部和器具本体下部组成；
[0009] 所述器具本体上部为内侧有夹角的中空体B，且器具本体上部上端表面部分开口， 所述开口与所述开口部下端密封连接；
[0010] 所述器具本体下部为上大下小且底部由密封平面密封的内侧有夹角的内空腔 室；
[0011] 所述器具本体上部中空体B下端与器具本体下部内空腔室上端密封连接。
[0012] 优选，所述器具本体上部横截面为方形的中空四面体；更为优选，所述方形为正方 形。
[0013] 优选所述内空腔室为内空四棱台；更为优选，所述四棱台为正四棱台；
[0014] 更更优选，所述密封平面宽度为器具本体上部宽度的1/2?2/3,器具本体下部高 度为器具本体上部高度的1/10?1/3。
[0015] 优选，所述开口部为中空圆柱，所述中空圆柱内直径为器具本体上部宽度的 1/2?4/5,开口部高度为器具本体上部高度的1/5?1/4。
[0016] 优选，所述器具本体上部横截面为三角形的三面体。
[0017] 优选，所述内空腔室为内空三棱台。
[0018] 优选，所述器具上部设有倾斜的中空支管，所述支管与器具上部固定连接且用密 封活塞密封。
[0019] 优选，所述震荡器具一体成型。
[0020] 本实用新型提供的震荡器具的效果是：
[0021] 1、由于器具本体下部为上大下小且底部由密封平面密封的内侧有夹角的内空腔 室，器具本体上部为内侧有夹角的中空体B，当震荡器具在震荡设备中做高速震荡时，震荡 器具中微生物培养物料的运动状态不是圆形漩涡，而是一种混沌流体：其原因在于当微生 物培养物料能够在震荡器具密封底面与器具本体下部连接处发生碰撞，由于器具本体下部 为上大下小且底部由密封平面密封的内侧有夹角的内空腔室，内空腔室即底面为密封平面 的内部为空的腔室，当震荡器具震荡时，微生物培养物料在各侧面相连的夹角之间对应侧 面发生碰撞，导致微生物培养物料在震荡器具内分散开，形成无规则混沌流体，从而增大微 生物培养物料与震荡器具本体内无菌空气的面积，使得更多的空气溶解进微生物培养物 料，供微生物生长所需，从而产生不同于圆形漩涡的混沌状态，增大微生物培养物料与空气 的接触面积，增加了微生物的溶氧环境，更加有利于微生物的生长代谢。
[0022] 由于器具本体下部为内空腔室，器具本体上部为中空体B，微生物培养物料在震荡 过程中，大部分会通过先碰撞器具本体下部内空腔室的内壁再与器具本体上部中空体B的 内壁相碰撞，由于器具本体下部腔室为上大下小，则内侧壁面与底面成钝角，在碰撞过程中 很少有液体飞溅到瓶口，所以不致于染菌，适用面广。
[0023] 2、 申请人:通过大量的实验证明，在相同的培养条件下，本实用新型与普通的圆底 三角瓶相比，微生物代谢目标产物的含量和菌体湿重都可以提高30%以上，因此本实用新 型有较大的实际推广应用价值。
[0024] 3、 申请人:发现，器具本体上部横截面为方形的四面体、器具本体下部为正四棱台， 并且器具本体下部密封平面宽度为器具本体上部宽度的1/2?2/3,器具本体下部高度为 器具本体上部高度的1/10?1/3,震动器具在震动设备中震动效果较佳，即微生物培养物 料中溶解有较多的氧，使得微生物代谢目标产物的含量、菌体湿重进一步提高。
[0025] 4、震荡器具上部设有倾斜的中空支管，支管用密封活塞密封，当需要补料或取样 时，取下密封活塞，将补料管或取样管深入震荡器具，便可以补料或取样。
【专利附图】
【附图说明】
[0026] 图1-3是本实用新型结构示意图；
[0027] 图4是带支管的本实用新型结构示意图；
[0028] 标记说明：
[0029] 10-开口部；20-器具本体；21-器具本体上部；211-中空支管；22-器具本体下部 22 ;221_密封平面；212-密封活塞。
【具体实施方式】
[0030] 下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型做进一步的描述，并不因此将本实用 新型限制在所述的实施例范围之中。
[0031] 实施例1
[0032] 附图1 :震荡器具，包括开口部10、器具本体20 ;开口部10位于器具本体20上方， 开口部10为中空圆柱；器具本体20由器具本体上部21和器具本体下部22组成；器具本体 上部21为横截面为三角形的中空三面体，且器具本体上部21上端表面部分开口，开口与所 述开口部10下端密封连接；器具本体下部22为上大下小且底部由密封平面221密封的内 空三棱台；器具本体上部21中空三面体与器具本体下部22内空三棱台密封连接。
[0033] 实施例2
[0034] 附图2,附图4 :震荡器具，包括开口部10、器具本体20 ;开口部10位于器具本体 20上方，开口部10为中空圆柱；器具本体20由器具本体上部21和器具本体下部22组成； 器具本体上部21为横截面为正方形的中空四面体，且器具本体上部21上端表面部分开口， 开口与所述开口部10下端密封连接；器具本体下部22为上大下小且底部由密封平面221 密封的内空正四棱台；器具本体上部21中空四面体与器具本体下部22内空正四棱台密封 连接；震荡器具上部设有倾斜的中空支管211，支管与器具上部21固定连接且支管用密封 活塞212密封，设立的中空支管为了补料或者便于取样，当需要补料或取样时，只需将活塞 拔出，将补料管或取样管伸入支管或通过支管到达物料即可。
[0035] 实施例3
[0036] 附图3 :震荡器具，包括开口部10、器具本体20 ;开口部10位于器具本体20上方， 开口部10为中空圆柱；器具本体20由器具本体上部21和器具本体下部22组成；器具本体 上部21为横截面为八边形的中空八面体，且器具本体上部21上端表面部分开口，开口与所 述开口部10下端密封连接；器具本体下部22为上大下小且底部由密封平面221密封的内 空八棱台；器具本体上部21中空八面体与器具本体下部22内空八棱台密封连接。
[0037] 实施例4
[0038] 同实施例2,震动器具开口部10为中空圆柱，其内直径为器具本体上部宽度的 1/2,高度为器具本体上部的1/4,。
[0039] 实施例5
[0040] 同实施例2,震动器具开口部10为中空圆柱，其内直径为器具本体上部宽度的 4/5,高度为器具本体上部的1/5。
[0041] 实施例6
[0042] 同实施例4,震动器具本体下部22密封底面221宽度为器具本体上部21宽度的 1/2。器具本体下部22高度为器具本体上部21高度的1/3。
[0043] 实施例7
[0044] 同实施例4,震动器具本体下部22密封底面221宽度为器具本体上部21宽度的2 /3。器具本体下部22高度为器具本体上部21高度的1/10。
[0045] 以上实施例1-7,开口部可以为中空圆柱体，也可以为中空多面体。实施例1、3_7 均可以像实施例2 -样设有相应的中空支管。
[0046] 对本实用新型进行实际应用验证，同时以普通的圆底三角瓶进行对照试验，使用 的微生物为盐霉素菌种(保藏编号为CCTCC M 2012492)和阿维菌素菌种(保藏编号为CGMCC No. 1765)，对比实验组号设置为对应的大小写字母，如组号A的对比实验为组号a，具体的 实验过程如下：
[0047] 实施例8
[0048] 盐霉素震荡培养
[0049] (1)斜面培养基（wt%)组成为可溶性淀粉3. 0,硫酸镁0? 02,氯化钠0? 08,牛肉膏 0. 05,硝酸钾0. 2,磷酸氢二钾0. 02,硫酸亚铁0. 0015,琼脂粉1. 0,余量为蒸馏水。用稀硫 酸调pH至7. 0。每个斜面分装10ml培养基，121°C高压蒸汽灭菌25min，冷却后备用。
[0050] (2)震荡培养基(wt%)组成为葡萄糖3. 0,棕榈油5. 0,棕榈油5. 0,氯化钾0. 3,氯 化钠0. 15,豆柏粉0. 5,胚芽粉0. 8,磷酸氢二钾0. 015,硫酸镁0. 01，硫酸铵0. 5,轻质碳酸 钙0.3,余量为蒸馏水。用氢氧化钠调pH至6. 8。每个器具分装20ml培养基，121°C高压蒸 汽灭菌25min，冷却后备用。
[0051] (3)将斜面培养基保藏的盐霉素菌种挖块接种到发酵器具，即震荡器具、圆底三角 瓶各接种5组，均在温度33°C、转速250r/min、湿度55%条件下培养。
[0052] (4)培养8天后测定盐霉素的含量和菌体湿重，结果如下：
[0053]
【权利要求】
1. 一种用于提高微生物培养过程中溶氧水平的震荡器具，所述震荡器具包括用于取 放微生物培养物料的开口部（10)、用于容纳微生物培养物料的器具本体（20)，所述开口部 (10)位于器具本体（20)上方，其特征在于： 所述开口部（10)为中空体A ; 所述器具本体（20)由器具本体上部（21)和器具本体下部（22)组成； 所述器具本体上部（21)为内侧有夹角的中空体B，且器具本体上部（21)上端表面部分 开口，所述开口与所述开口部（10 )下端密封连接； 所述器具本体下部（22)为上大下小且底部由密封平面（221)密封的内侧有夹角的内 空腔室； 所述器具本体上部（21)中空体B下端与器具本体下部（22)内空腔室上端密封连接。
2. 根据权利要求1所述的一种用于提高微生物培养过程中溶氧水平的震荡器具，其特 征在于：所述器具本体上部（21)横截面为方形的中空四面体。
3. 根据权利要求2所述的一种用于提高微生物培养过程中溶氧水平的震荡器具，其特 征在于：所述内空腔室为内空四棱台。
4. 根据权利要求3所述的一种用于提高微生物培养过程中溶氧水平的震荡器具，其特 征在于：所述方形为正方形，所述四棱台为正四棱台。
5. 根据权利要求4所述的一种用于提高微生物培养过程中溶氧水平的震荡器具，其特 征在于：所述密封平面宽度为器具本体上部（21)宽度的1/2?2/3,器具本体下部（22)高 度为器具本体上部高度的1/10?1/3。
6. 根据权利要求1所述的一种用于提高微生物培养过程中溶氧水平的震荡器具，其特 征在于：所述开口部（10)为中空圆柱，所述中空圆柱内直径为器具本体上部宽度的1/2? 4/5,开口部高度（10)为器具本体上部高度的1/5?1/4。
7. 根据权利要求1所述的一种用于提高微生物培养过程中溶氧水平的震荡器具，其特 征在于：所述器具本体上部（21)横截面为三角形的三面体。
8. 根据权利要求7所述的一种用于提高微生物培养过程中溶氧水平的震荡器具，其特 征在于：所述内空腔室为内空三棱台。
9. 根据权利要求1所述的一种用于提高微生物培养过程中溶氧水平的震荡器具，其特 征在于：所述器具上部（21)设有倾斜的中空支管（211)，所述支管与器具上部（21)固定连 接且用密封活塞密封（212)。
10. 根据权利要求1所述的一种用于提高微生物培养过程中溶氧水平的震荡器具，其 特征在于：所述震荡器具一体成型。
【文档编号】C12M1/24GK204097479SQ201420554323
【公开日】2015年1月14日 申请日期:2014年9月25日 优先权日:2014年9月25日
【发明者】吴黎诚, 徐顺清, 魏华, 洪丹丹, 熊莉, 孙俊杰 申请人:浙江升华拜克生物股份有限公司