一种适用于研究培养物间通过气体交流互作的培养装置的制作方法

本实用新型涉及生物技术领域，涉及一种研究两种培养物通过气体交流互作的培养装置，特别是适用于研究捕食线虫真菌和线虫通过气体信号分子相互作用的培养装置。

背景技术：

细胞和微生物培养技术在医学和生物学研究领域广泛应用。培养皿是一种用于微生物或细胞培养的实验室器皿。目前，一般的培养皿由一个平面圆盘状的底和一个盖组成，一般用玻璃或塑料制成。培养皿材质基本上分为两类，主要为塑料和玻璃的，玻璃的可以用于植物材料、微生物培养和动物细胞的贴壁培养也可能用到。塑料的可能是聚乙烯材料的，有一次性的和多次使用的，适合实验室接种、划线、分离细菌的操作，可以用于植物材料的培养。培养皿根据培养孔的数目分为独立培养皿和多孔培养皿。独立培养皿一般使用方法是将培养物放在皿底进行培养，这种常规方法是只能培养一种培养物。多孔培养皿，有多个孔，可以培养不同的培养物，但是每个孔都是互相开放的，并且与外界气体相通，而且容积比较小。现有技术中也有对独立培养皿进行改进后使用，即将培养皿倒置，在皿底培养固体培养物，在皿盖培养液体培养物。改良后可以实现两种培养物(液体-固体；固体-固体)同时培养，也可以观察两种培养物在不接触的情况下相互作用的结果。

因此，目前采用的培养皿是独立的、无法进行细胞或微生物培养物间通过释放气体进行交流的实验研究，或是有多个孔的但每个孔都是相互开放的且与外界气体相通，也不能用于开展这种类型的实验。即使对独立培养皿进行改进后用于进行细胞或微生物培养物间通过释放气体进行交流的实验研究，仍存在以下技术问题：

1.实验结果无法确定是否一种培养物细胞随气体移动到另一种培养物中；

2.在培养可以产生孢子的真菌时，因为孢子可以在空气中运动，其它细菌培养物之间也可能存在相关污染的情况，无法确定产生的变化是不是通过气体分子产生。

培养产生的气体没法收集，无法鉴定相互作用的媒介分子；

3.培养皿空间有限，能生长的培养物较少，不适合用于需要分离鉴定培养物的次生代谢产物的较大规模的培养。

技术实现要素：

针对以上技术问题，本实用新型旨在提供一种适用于研究培养物间通过气体交流互作的培养装置。其技术方案如下：

一种适用于研究培养物间通过气体交流互作的培养装置，所述的培养装置包括培养瓶i(1)、培养瓶ii(15)、气体蠕动泵(2)，所述的每个培养瓶瓶盖中间设有一加样孔(4)，加样孔(4)周围还设有进气管孔(10)、出气管孔(8)、氧气监测器探头插入孔(6)，培养瓶i(1)上的出气管i通过气体蠕动泵(2)及导管与培养瓶ii(15)上的进气管ii进行连接；培养瓶i(1)上的进气管i与培养瓶ii(15)上的出气管ii通过导管进行连接；在进气管和出气管管口分别接上带螺口塞的三通阀(7)，并在各培养瓶出气管处的三通阀(7)一端接上单向排气阀(11)，氧气监测器(3)通过氧气监测器探头插入孔(6)与培养瓶相连。

进一步地，所述的进气管管口、出气管管口分别设有微孔滤膜(14)，用于过滤气体中存在的微生物或细胞，保证气体通过。

进一步地，所述的气体蠕动泵带充电电池。

进一步地，所述的氧气监测器(3)与培养瓶连接的部位设有与氧气监测器探头插入孔(6)螺帽口径相同的螺帽。

进一步地，所述的进气管孔(10)、出气管孔(8)、氧气监测器探头插入孔(6)均匀对称设置在培养瓶盖周围。

进一步地，所述的加样孔(4)和氧气监测器探头插入孔(6)用螺帽密封，所述的培养瓶瓶口与培养瓶盖螺口连接。

进一步地，在所述的气体蠕动泵(2)旁边的导管还设有压力检测装置(12)。

进一步地，所述的培养瓶i(1)、培养瓶ii(15)和气体蠕动泵(2)放置于设有与其大小相适的卡槽的圆盘(5)中。

进一步地，所述的培养瓶由可高温高压灭菌的透明塑料材质制成，便于对培养瓶进行高温高压消毒。

工作时，在培养i(1)和培养瓶ii(15)中加入需要的培养基，将培养瓶瓶盖盖好，调整进气管的高度，加样孔(4)，氧气检测器探头(6)插入口拧上螺帽，进气管和出气管管口拧上螺口塞，检查该装置各部分的密闭性。同时，螺口塞不要拧得太死，保证高温高压灭菌时装置可以和外界换气，避免装置内压力太高引起爆裂。进行高温高压灭菌。氧气监测器单独辐照灭菌。待培养瓶及培养基冷却后于无菌环境中下，取下氧气监测器探头插入孔的螺帽，将氧气检测器探头插入，拧紧螺帽。打开加样孔的螺帽，从加样孔接入待培养物，拧紧螺帽。

将进气管设置成高度可调节，是为了使进气管尽量靠近培养液表面，促进气体和培养液交流，根据实验的需要，我们有时需要多一点的培养基例如200ml，有时需要少一点的培养基例如50ml，这样培养液面的高度就不一样，所以高压灭菌时要根据培养基的液面离培养瓶底的高度调节进气管的高度，以保证进气管口尽量贴近培养液表面。

根据培养物耗氧情况，定时查看氧气浓度监测器，对耗氧高的培养物要定期补给氧气，操作为：将接在进气管的三通阀(7)旋至与氧气相接的一点，将出气管一侧的三通阀(7)旋转至单向通气阀(11)一侧，使单向通气阀(11)与本装置相同，待氧气浓度回升至正常值范围停止通气和排气。

当开展培养物通过气体相互作用实验时，将装置接起来，培养瓶i(1)上的出气管i通过气体蠕动泵(2)及导管与培养瓶ii(15)(1)上的进气管ii进行连接；培养瓶i(1)上的进气管i与培养瓶ii(15)上的出气管ii通过导管进行连接；所有三通阀拧至培养瓶与导管连接的状态。定时启动气体蠕动泵(2)，促进两个培养瓶间气体交流。气体蠕动泵(2)带有充电电池(13)，可以将泵直接放入圆盘中，避免需要接入电源，而没法关闭培养箱。如需要收集气体进行成分分析，在培养瓶ii(15)(1)的单向通气阀(11)口接上注射器，将三通阀(7)转向单向通气阀(11)与培养瓶ii(15)连通的位置，取下培养瓶ii(15)上出气管ii上的导管，将导管浸入到液体(比如超纯水或者pbs缓冲液)中，启动气体蠕动泵(2)，并向外拉注射器往外抽取气体。

本装置中，将可能产生的信号气体分子的培养物放在培养瓶i(1)中培养，当培养产生的气体累积到一定浓度时，培养瓶i(1)的出气管i和培养瓶ii(15)的进气管ii通过导气管和气体蠕动泵(2)连接起来，培养瓶i(1)中的气体被气体蠕动泵(2)抽出并传递到培养瓶ii(15)中，培养瓶ii(15)中原来已有气体，新的气体进去后气压增加，为维持正常气压，需要往外排出气体，将培养瓶ii(15)的出气管ii与培养瓶i(1)的进气管i通过导气管相连，培养瓶ii(15)中气体可被排入培养瓶i(1)中，这种反复多次使气体不断在培养瓶i(1)和培养瓶ii(15)间流动，也可以达到使培养产生的气体在培养瓶ii(15)的空气中均匀分布的目的，并且这样设置和操作可增大培养产生的气体与培养瓶ii(15)中培养物接触的几率，有利于实验操作和培养物之间互作。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

1.本发明将两种培养物分开放入培养瓶中，通过气体蠕动泵促进气体交流，有效解决了无法确定是否一种培养物细胞随气体移动到另一种培养物中的问题。通过气体蠕动泵，促进两个培养瓶间气体交流，可解决两种培养物是否会分离的问题。

2.在培养可以产生孢子的真菌时，因为孢子可以在空气中运动，其它细菌培养物之间也可能存在相关污染的情况，如线虫可以爬等，气体蠕动泵促进气体交流，使两种培养物分离开，从而解决了无法确定实验产生的变化是不是通过气体分子产生的问题，并在进气管口和出气管口设置微孔滤膜，用于过滤气体中存在的微生物或细胞，保证气体通过，减少对实验的干扰。

3.该装置将培养皿改装成三角培养瓶，空间变大，可培养的菌丝体多，可以进行液体培养，实验结束后收集菌丝体和培养液，可以解决由于受空间限制，无法开展真菌的次生代谢产物分离鉴定实验的问题。

4.解决了无法收集培养气体，无法鉴定媒介分子的问题。

5.本实用新型结构简单，制造成本低，使用方便，气体蠕动泵动力能耗低、噪音小；装置完全封闭，工作时污染概率小；占用空间小，节约了培养空间，降低了实验成本。

说明书附图及附图说明

附图1为装置结构示意图；

附图2为装置部分结构示意图；

其中，1-培养瓶i、15-培养瓶ii、2-气体蠕动泵，3-氧气监测器，4-加样孔，5-圆盘，6-氧气监测器探头插入孔，7-三通阀，8-出气管孔，10-进气管孔，11-单向排气阀，12-压力检测装置，13-充电电池，14-微孔滤膜。

具体实施方式

一种适用于研究培养物间通过气体交流互作的培养装置，所述的培养装置包括培养瓶i1、培养瓶ii15、气体蠕动泵，所述的每个培养瓶瓶盖中间设有一加样孔4，加样孔4周围还设有进气管孔10、出气管孔8、氧气监测器探头插入孔6，培养瓶i1上的出气管i通过气体蠕动泵2及导管与培养瓶ii15上的进气管ii进行连接；培养瓶i1上的进气管i与培养瓶ii15上的出气管ii通过导管进行连接；在进气管和出气管管口分别接上带螺口塞的三通阀7，并在各培养瓶出气管处的三通阀7一端接上单向排气阀11，氧气监测器3通过氧气监测器探头插入孔6与培养瓶相连。所述的进气管管口、出气管管口分别设有微孔滤膜14。所述的气体蠕动泵2带充电电池13。所述的氧气监测器3的探头与培养瓶连接的部位设有与氧气监测器探头插入孔6螺帽口径相同的螺帽。所述的进气管孔10、出气管孔8、氧气监测器探头插入孔6均匀对称设置在培养瓶盖周围。所述的加样孔4和探头插入孔6用螺帽密封。在所述的气体蠕动泵2旁边的导管还设有压力检测装置12。所述的培养瓶1瓶口与培养瓶盖螺口连接。所述的培养瓶i1、培养瓶ii15和气体蠕动泵2放置于设有与其大小相适的卡槽的圆盘5中。所述的培养瓶由可高温高压灭菌的透明塑料材质制成。

工作时，在培养i1和培养瓶ii15中加入需要的培养基，将培养瓶瓶盖盖好，调整进气管的高度，加样孔4，氧气检测器探头插入孔6拧上螺帽，进气管和出气管拧上螺口塞，检查该装置各部分的密闭性。同时，螺口塞不要拧得太死，保证高温高压灭菌时装置可以和外界换气，避免装置内压力太高引起爆裂。进行高温高压灭菌。氧气监测器单独辐照灭菌。待培养瓶及培养基冷却后于无菌环境中下，取下氧气监测器探头插入孔的螺帽，将氧气检测器探头插入，拧紧螺帽。打开加样孔的螺帽，从加样孔接入待培养物，拧紧螺帽。

将进气管设置成高度可调节，是为了使进气管尽量靠近培养表面，促进气体和培养液交流，根据实验的需要，我们有时需要多一点的培养基例如200ml，有时需要少一点的培养基例如50ml，这样培养液面的高度就不一样，所以高压灭菌时要根据培养基的液面离培养瓶底的高度调节进气管的高度，以保证进气管口尽量贴近培养液表面。

根据培养物耗氧情况，定时查看氧气浓度监测器，对耗氧高的培养物要定期补给氧气，操作为：将接在进气管的三通阀7旋至与氧气相接的一侧，将出气管一侧的三通阀7旋转至单向通气阀11一侧，使单向通气阀11与本装置相通，待氧气浓度回升至正常值范围停止通气和排气。

当开展培养物通过气体相互作用实验时，将装置接起来，培养瓶i1上的出气管i通过气体蠕动泵2及导管与培养瓶ii15上的进气管ii进行连接；培养瓶i1上的进气管i与培养瓶ii15上的出气管ii通过导管进行连接；所有三通阀拧至培养瓶与导管连接的状态。定时启动气体蠕动泵2，促进两个培养瓶间气体交流。气体蠕动泵2带有充电电池13，可以将泵直接放入圆盘中，避免需要接入电源，而没法关闭培养箱。如需要收集气体进行成分分析，在培养瓶ii15的单向通气阀11口接上注射器，将三通阀7转向单向通气阀11与培养瓶ii15连通的位置，取下培养瓶ii15上出气管ii上的导管，将导管浸入到液体(比如超纯水或者pbs缓冲液)中，启动气体蠕动泵2，并向外拉注射器往外抽取气体。

本装置中，将可能产生气体信号分子的培养物放在培养瓶i1中培养，当培养产生的气体累积到一定浓度时，培养瓶i1的出气管i和培养瓶ii15的进气管ii通过导气管和气体蠕动泵2连接起来，培养瓶i1中的气体被气体蠕动泵2抽出并传递到培养瓶ii15中，培养瓶ii15中原来已有气体，新的气体进去后气压增加，为维持正常气压，需要往外排出气体，将培养瓶ii15的出气管ii与培养瓶i1的进气管i通过导气管相连，培养瓶ii15中气体可被排入培养瓶i1中，这种反复多次使气体不断在培养瓶i1和培养瓶ii15间流动，也可以达到使培养产生的气体在培养瓶ii15的空气中均匀分布的目的，并且这样设置和操作可增大培养产生的气体与培养瓶ii15中培养物接触的几率，有利于实验操作和培养物之间互作。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

1.本发明将两种培养物分开放入培养瓶中，通过气体蠕动泵促进气体交流，有效解决了无法确定是否一种培养物细胞随气体移动到另一种培养物中的问题。通过气体蠕动泵，促进两个培养瓶间气体交流，可解决两种培养物是否会分离的问题。

2.在培养可以产生孢子的真菌时，因为孢子可以在空气中运动，其它细菌培养物之间也可能存在相关污染的情况，如线虫可以爬等，气体蠕动泵促进气体交流，使两种培养物分离开，从而解决了无法确定实验产生的变化是不是通过气体分子产生的问题，并在进气管口和出气管口设置微孔滤膜，用于过滤气体中存在的微生物或细胞，保证气体通过，减少对实验的干扰。

3.该装置将培养皿改装成三角培养瓶，空间变大，可培养的菌丝体多，可以进行液体培养，实验结束后收集菌丝体和培养液，可以解决由于受空间限制，无法开展真菌的次生代谢产物分离鉴定实验的问题。

4.解决了无法收集培养气体，无法鉴定媒介分子的问题。

5.本实用新型结构简单，制造成本低，使用方便，气体蠕动泵动力能耗低、噪音小；装置完全封闭，工作时污染概率小；占用空间小，节约了培养空间，降低了实验成本。

本装置不仅限于线虫与捕食线虫真菌相互作用的研究，还可以用于线虫与细菌相互作用，细菌与细菌，细菌与真菌，真菌与真菌，细菌与动物细胞之间的通过以挥发性气体为媒介相互作用的研究。