一种植物组织培养罐的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属生物技术领域，具体涉及一种植物组织培养罐。
【背景技术】
[0002]我国是世界上药用植物资源最丰富的国家之一，随着植物药的大量使用，药用植物的采挖和使用远远超过了植物的生长速度，药用植物资源日趋枯竭。传统的药用植物大田栽培一方面受“天时地利”的影响，产量质量波动大，另一方面农药残留污染问题严重。植物细胞、组织和器官的生物反应器培养具有生长迅速，易于控制的特点，因而可以逐渐取代大田栽培满足市场的需要。
[0003]生物反应器是用于大规模培养微生物、植物和动物细胞的反应器，目前培养植物细胞、组织和器官的生物反应器已经到了工业化大生产的阶段。例如，用气升式生物反应器培养长春花细胞生产蛇根喊[A.H.Scragg et al.，Enzyme Microb Technol, 1987,9:619]
;韩国S.H.Son等人对红豆杉细胞进行反应器大规模培养，采用从10L到500L的气升式反应器[S.H.Son et al.，Plant Cell Reports (2000) 19:628-633];几年后，Kee-YoeupPaek采用球形鼓泡式反应器对人参不定根进行大规模培养获得具有很强药理活性的人参阜苷[Kee-Yoeup Paek et al.，Adv B1chem Engin/B1technol (2009) 113:151_176]，获得了较高生长量的人参不定根等。
[0004]目前用于药用植物细胞、组织和器官悬浮培养的反应器主要有搅拌式、气升式、鼓泡式等。从上个世纪80年代开始，植物细胞、组织和器官的培养用反应器就已经由搅拌式向气升式和鼓泡式过渡。由于植物细胞具有体积较大，细胞壁较脆以及具有大的液泡等特点，植物细胞对剪切力很敏感，其敏感性由细胞的种类、状态、切变力耐受性、剪切速率及反应器本身的结构等多种因素决定。针对这一特点，解决的途径通常是从细胞系本身出发，筛选抗剪切力的高产系或通过细胞工程和基因工程手段对现有细胞系进行改造，建立抗剪切力的株系；在此基础上改造反应器结构，使其具有缓和的流场及良好的混合性能。
[0005]搅拌式生物反应器操作范围大，供氧能力强，混合效果好，但搅拌过程中产生的剪切力较大，容易对植物离体组织造成损伤，且能耗较大。相对而言，气升式反应器和鼓泡式反应器剪切力较小，目前国内外普遍认为鼓泡式反应器是一类适用面广的生物反应器，这类反应器的结构特点是气泡沿液相上升，在与液相接触进行反应的同时搅动液体以提高传质速率。
[0006]生物反应器的本体采用球冠体结构和圆锥体结构，克服了圆柱形气升式生物反应器和鼓泡式生物反应器容易产生气泡的缺点，从而避免了植物细胞受到气泡中的挥发性物质二氧化碳之类气体的影响。
[0007]为满足植物组织整个培养过程的营养需要，生物反应器的本体上通常设有补料口、采样口，在培养的过程中定期或不定期采样，再补充培养液，以测定细胞干重、皂苷含量、多糖含量以及碳源、氮源和磷源的消耗情况。从而调整培养液。以找到最佳的培养液。由于培养过程中一次性加入初始培养液，考虑到生长过程中的消耗，初始培养液是过量的。这种过量的培养液，会影响早期植物组织的生长，而早期的植物组织脆弱，对培养液的要求也就愈加苛刻。
[0008]有时也需要在特定的培养期添加某些物质，以提高培养物中有效药物成份的含量。
[0009]由于现有鼓泡式反应器剪切力较小，混合不均匀，组织个体生长不齐，同时也影响产量和产品质量。
【发明内容】
[0010]本发明的目的是为解决搅拌式反应器剪切力较大，容易对植物离体组织造成损伤，而鼓泡式反应器剪切力较小，混合不均匀的问题，而提供一种植物组织培养罐。
[0011]一种植物组织培养罐，它包括:培养罐1、罐外循环装置2、压缩空气管口 4、气体分布器5、排气装置；
所述的罐外循环装置2包括:添加液管阀21、添加液管22、添加液混合器23、循环管25、循环管阀27 ;
所述的培养罐I设有出液口 12和循环管进液口 323 ；
所述的循环管进液口 323设在气体分布器5下方，出液口 12设在培养罐I本体中上部，通过循环管25，与添加液混合器23、循环管进液口 323依次相连；
所述的添加液管22接在加液混合器23上；
所述的罐外循环装置2还包括培养液过滤器24 ;
所述的出液口 12为多个，对称设置，以保证罐内液体平稳；
所述的出液口 12还设有出液口过滤网26 ；
所述的培养罐I设有一凹槽11，出液口 12设在凹槽11的下槽边上，出液口 12开口方向向下；
添加液混合器23为一腔体，添加管液22接在添加液混合器23上；与循环管25平行设置；
气动循环装置3包括:培养罐连接部31、气动混合器32 ;所述的气动混合器32分为上部腔体321、中部狭窄部322、下部腔体324，下部腔体324侧面设有循环管进液口 323，下部设有压缩空气管口 4，气体分布器5安装在上部腔体上方，培养罐连接部31内；循环管进液口 323与循环管25相连接；
所述的压缩空气管口 4在循环管进液口 323上方。
[0012]本发明提供了一种植物组织培养罐，它包括:培养罐、罐外循环装置、气动循环装置、气体分布器；罐外循环装置包括:添加液混合器、培养液过滤器；气动循环装置包括:培养罐连接部、气动混合器；所述的气动混合器分为上部腔体、中部狭窄部、下部腔体，下部腔体侧面设有循环管进液口 ；可实时添加营养成份，罐外循环装置可营养液进行过滤，解决了添加营养液时，混合不均匀的问题，气动循环装置利用通入的压缩空气为动力，不增大剪切力，实现了压缩空气与营养液气液混合，气泡小、均匀，同时也对添加液和营养液进一步的混合，混合效果更好。
【附图说明】
[0013]图1为本发明一种植物组织培养罐的整体结构图；
图2为本发明一种植物组织培养罐的罐外循环装置的局部剖视图；
图3为本发明一种植物组织培养罐的气动循环装置的局部剖视图。
【具体实施方式】
[0014]实施例1
请参见图1-3，一种植物组织培养罐，它包括:培养罐1、罐外循环装置2、气动循环装置3、压缩空气管口 4、气体分布器5、排气装置；
罐外循环装置2包括:添加液管阀21、添加液管22、添加液混合器23、培养液过滤器24、循环管25、出液口过滤网26、循环管阀27 ;
所述的培养罐I出液口 12设在培养罐I本体中部，通过循环管25，与培养液过滤器24和添加液混合器23依次相连；
所述的出液口 12还设有出液口过滤网26 ；
添加液混合器23为一腔体，添加管液22接在添加液混合器23上；与循环管25平行设置；
气动循环装置3包括:培养罐连接部31、气动混合器32 ;所述的气动混合器32分为上部腔体321、中部狭窄部322、下部腔体324，下部腔体324侧面设有循环管进液口 323，下部设有压缩空气管口 4，气体分布器5安装在上部腔体上方，培养罐连接部31内；循环管进液口 323与循环管25相连接；
所述的压缩空气管口 4在循环管进液口 323上方；
所述的出液口 12为多个，对称设置，以保证罐内液体平稳；
所述的培养罐I设有一凹槽11，出液口 12设在凹槽11的下槽边上，出液口 12开口方向向下。
[0015]使用时，调整培养液为最适合接种初期的植物组织生长的培养液，关闭添加液管阀21、循环管阀27，培养罐I内加入培养液，接种，打开空气压缩机，调整空气压力，这时培养罐按普通鼓泡式培养罐运行，可待植物组织生长稳定后，按植物组织的各时间段营养消耗水平计算设定、控制添加液添加量，打开添加液管阀21、循环管阀27，压缩空气上升，在气动装置的作用下，培养液经出液口过滤网26过滤，从出液口 12进入培养液过滤器24，过滤后进入添加液混合器23，添加液从添加管液22进入添加液混合器23与培养液混合后，进入气动循环装置3，气液混合，气体分布器5重新分布气液，培养材料在重力作用下，向气体分布器5集中，在气液流的带动下在培养液中循环；同时培养液在罐外循环装置2内循环。可实时添加营养成份。本发明没有添加任何动力，利用鼓泡式生物反应器中通入的压缩空气的动力，采用罐外循环装置对营养液进行过滤、添加液与营养液混合，气动循环装置不仅提供动力，还实现了气液混合，气泡小、均匀，并且对添加液与营养液进行了二次混合。
【主权项】
1.一种植物组织培养罐，它包括:培养罐(1)、气体分布器(5)、压缩空气管(4)、排气装置，其特征在于，它还包括:罐外循环装置(2);所述的罐外循环装置(2)包括:添加液管阀(21)、添加液管(22)、添加液混合器(23)、循环管(25)、出液口过滤网(26)、循环管阀(27);所述的培养罐(I)设有出液口(12)和循环管进液口(323);所述的循环管进液口(323)设在气体分布器(5)下方，出液口(12)设在培养罐(I)本体中上部，通过循环管(25)，与添加液混合器(23)、循环管进液口(323)依次相连；所述的添加液管(22)接在加液混合器(23)上。
2.根据权利要求1所述的一种植物组织培养罐，其特征在于:所述的罐外循环装置(2)还包括培养液过滤器(24)。
3.根据权利要求1所述的一种植物组织培养罐，其特征在于:所述的出液口(12)为多个，对称设置，以保证罐内液体平稳。
4.根据权利要求1或2所述的一种植物组织培养罐，其特征在于:所述的培养罐(I)设有一凹槽(11)，出液口(12)设在凹槽(11)的下槽边上，出液口 12开口方向向下。
5.根据权利要求4所述的一种植物组织培养罐，其特征在于:所述的出液口(12)还设有出液口过滤网(26)。
6.根据权利要求5所述的一种植物组织培养罐，其特征在于:添加液混合器(23)为一腔体，添加管液(22 )与循环管(25 )平行设置。
7.根据权利要求6所述的一种植物组织培养罐，其特征在于:还设有气动循环装置(3)，包括:培养罐连接部(31)、气动混合器(32);所述的气动混合器(32)分为上部腔体(321)、中部狭窄部(322)、下部腔体(324)，下部腔体(324)侧面设有循环管进液口(323)，下部设有压缩空气管口(4)，气体分布器(5)安装在上部腔体上方，培养罐连接部(31)内；循环管进液口(323)与循环管(25)相连接。
8.根据权利要求7所述的一种植物组织培养罐，其特征在于:所述的压缩空气管口(4)在循环管进液口(323)上方。
【专利摘要】本发明公开了一种植物组织培养罐，它包括：培养罐、罐外循环装置、气动循环装置、气体分布器；罐外循环装置包括：添加液混合器、培养液过滤器；气动循环装置包括：培养罐连接部、气动混合器；所述的气动混合器分为上部腔体、中部狭窄部、下部腔体，下部腔体侧面设有循环管进液口；罐外循环装置可营养液进行过滤，解决了添加营养液时，混合不均匀的问题，可实时添加营养成份。气动循环装置利用通入压缩空气为动力，不增大剪切力，实现了压缩空气与营养液气液混合，气泡小、均匀，同时也对添加液和营养液进一步的混合，混合效果更好。
【IPC分类】C12M3-00, C12M1-12, C12M1-04
【公开号】CN104745472
【申请号】CN201510173239
【发明人】闫占辉, 祖慧鹏, 刘东妮
【申请人】长春工程学院
【公开日】2015年7月1日
【申请日】2015年4月14日