菌落涂布工艺及菌落培养工艺的制作方法

本发明涉及生物学实验的技术领域，尤其涉及一种菌落涂布工艺及菌落培养工艺。

背景技术：

菌落的克隆铺板及单克隆挑取中，需要先将菌液涂布到培养基上，传统的涂布工艺为：由实验技术人员借助手持涂布棒来回涂布的方式实现。传统的涂布工艺费时且通量低，在相关分子生物学实验流程中往往成为实验通量的瓶颈所在，限制了实验通量的提高。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种菌落涂布工艺及菌落培养工艺，以缓解分子生物学实验中涂布效率比较低的技术问题。

本发明的上述目的可采用下列技术方案来实现：

本发明提供一种菌落涂布工艺，所述菌落涂布工艺所使用的培养皿设有培养通道；所述菌落涂布工艺：通过所述培养皿相对于水平面倾斜设置，使菌液利用重力沿所述培养通道流淌以实现涂布；通过将所述培养皿调整至水平状态，使菌液在所述培养通道中保持静止。

在优选的实施方式中，所述培养通道具有涂布始端和涂布终端，所述菌落涂布工艺包括：步骤s10，将所述培养皿相对于水平面倾斜设置，所述涂布始端位于所述涂布终端的上方；步骤s20，自所述涂布始端将菌液移液至所述培养通道，所述菌液沿所述培养通道流向所述涂布终端；步骤s30，调整所述培养皿至水平状态。

在优选的实施方式中，所述培养皿设有多个所述培养通道，各个所述培养通道的所述涂布终端相连通；所述菌落涂布工艺包括：步骤s01，自所述涂布终端向各个所述培养通道加入培养基；所述步骤s01在所述步骤s10之前实施。

在优选的实施方式中，所述培养皿设有横向通道，各个所述培养通道的所述涂布终端均与所述横向通道连通；所述步骤s01中，向所述横向通道中加入培养基，培养基经所述横向通道流向各个所述培养通道。

在优选的实施方式中，所述步骤s20中，向各个培养通道同时滴入同一菌液。

在优选的实施方式中，各个所述培养通道均沿直线延伸。

在优选的实施方式中，各个所述培养通道的宽度自所述涂布始端至所述涂布终端处处相等。

在优选的实施方式中，所述培养皿安装于支撑装置，通过所述支撑装置调整所述培养皿相对于水平面的角度。

在优选的实施方式中，所述支撑装置包括板架和旋转机构，所述板架用于承载所述培养皿，所述旋转机构用于带动所述板架旋转。

在优选的实施方式中，所述旋转机构包括旋转主轴和电机，所述板架安装于所述旋转主轴，所述电机与所述旋转主轴传动连接；各个所述培养通道的延伸方向垂直于所述旋转主轴的纵向。

本发明提供一种菌落培养工艺，所述菌落培养工艺所使用的培养皿设有多个培养通道，所述培养通道具有涂布始端和涂布终端，该菌落培养工艺包括：步骤s10，将所述培养皿相对于水平面倾斜设置，所述涂布始端位于所述涂布终端的上方；步骤s20，自所述涂布始端将菌液移液至所述培养通道，所述菌液沿所述培养通道流向所述涂布终端；步骤s30，调整所述培养皿至水平状态；步骤s40，将所述培养皿置于恒温环境培养；步骤s50，进行单克隆挑取。

本发明的特点及优点是：

(1)操作比较简便，省去了手持涂布棒来回涂布的操作，菌液在重力作用下流淌，从而分布在培养通道上，省去了外力；

(2)涂布工艺能实现单克隆的分离，便于后续实验进行挑取单克隆；

(3)各个培养通道11独立设置，可以避免发生交叉感染；

(4)通量比较高，涂布效率比较高，有利于提高生物学实验的实验通量，能实现自动化操作；

(5)通过对倾斜角度进行控制，可以对不同的菌液调整倾斜角度来实现理想的涂布效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1a为本发明提供的菌落涂布工艺的示意图；

图1b为本发明提供的菌落培养工艺的示意图；

图2-图3为支撑装置的结构示意图；

图4-图5为培养皿的结构示意图；

图6为支撑装置与培养皿的连接示意图。

附图标号说明：

10、培养皿；11、培养通道；111、涂布始端；112、涂布终端；

12、横向通道；13、隔板；

20、支撑装置；

21、板架；211、定位槽；22、台板；

30、旋转机构；31、旋转主轴；32、电机；321、电机座；322、减速机；

33、带轮机构；331、小带轮；332、大带轮；333、同步带；334、张紧轮；

41、底板；42、轴承；43、链接座；

44、传感器；441、传感器触片；

45、支撑柱；

46、护罩；461、提手。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

本发明提供了一种菌落涂布工艺，该菌落涂布工艺所使用的培养皿10设有多个培养通道11，培养通道11具有涂布始端111和涂布终端112，如图1a所示，该菌落涂布工艺包括：步骤s10，将培养皿10相对于水平面倾斜设置，涂布始端111位于涂布终端112的上方；步骤s20，自涂布始端111将菌液移液至培养通道11，菌液沿培养通道11流向涂布终端112；步骤s30，调整培养皿10至水平状态。

该菌落涂布工艺中，培养皿10中的培养通道11被调整为倾斜状态，将菌液加入至培养通道11的涂布始端111，利用重力使得菌液向涂布终端112流淌，可以使菌液快速分离，达到涂布的效果，并且保障各个培养通道11之间不会发生交叉污染。该菌落涂布工艺具有以下优点：(1)操作比较简便，省去了手持涂布棒来回涂布的操作，菌液在重力作用下流淌，从而分布在培养通道11上，省去了外力；(2)涂布工艺能实现单克隆的分离，便于后续实验进行挑取单克隆；(3)各个培养通道11独立设置，可以避免发生交叉感染；(4)通量比较高，涂布效率比较高，有利于提高生物学实验的实验通量，能实现自动化操作；(5)通过对倾斜角度进行控制，可以对不同的菌液调整倾斜角度来实现理想的涂布效果。

考虑到如果各个培养通道11相连通，会增大各个培养通道11中的菌液发生交叉污染的风险，因此，通常情况下，可以使各个培养通道11的涂布始端111相互隔断，各个培养通道11的涂布终端112也相互隔断，以保障各个培养通道11之间不会发生交叉污染。

如图4和图5所示，相邻两个培养通道11通过隔板13被分隔开。在本发明的一实施方式中，发明人对培养通道11作了进一步的改进：各个培养通道11的涂布终端112相连通；该菌落涂布工艺还包括：步骤s01，自涂布终端112向各个培养通道11加入培养基；步骤s01在步骤s10之前实施，在培养皿10的一个区域加入培养基，培养基可以在各个培养通道11之间流动，使培养基在培养皿10内分布均匀，可以省去向各个培养通道11逐个添加培养基的操作，简化了添加培养基的操作；并且，该菌落涂布工艺中，通过调整培养皿10相对于水平面的倾斜角度、菌液的加液量、以及培养皿10保持倾斜状态的时间，使菌液流淌至接近涂布终端112时停止流淌，从而避免了菌液发生污染。因此，该菌落涂布工艺一方面能够比较方便地添加培养基和涂布菌液，进而达到理想的菌液涂布效果；另一方面可以保障各个培养通道11不会发生交叉污染。

进一步地，培养皿10设有横向通道12，各个培养通道11的涂布终端112均与横向通道12连通；步骤s01中，向横向通道12中加入培养基，培养基经横向通道12流向各个培养通道11。实施时，可以先将培养基倾倒至横向通道12中，横向通道12中的培养基自各个培养通道11的涂布终端112流向涂布始端111。横向通道12给操作人员提供了倾倒培养基的空间，也可以采用自动分液器进行培养基分装。

在一实施方式中，步骤s01中，将培养皿10相对于水平面倾斜设置，涂布终端112位于涂布始端111的上方，加入至横向通道12的培养基，在自身重力作用下流向各个培养通道11。

培养皿10的各个培养通道11的涂布终端112相连通，涂布始端111相隔断。如果从涂布终端加菌液，菌液因为重力到达涂布始端，在菌液量较多的情况下，容易出现等待较长时间后菌液仍没有干，不利于下一步菌落培养。该菌落涂布工艺，从涂布始端111进行加液，涂布终端112外的连通区域可以起到缓冲的作用，有利于在菌液量较多的情况下，保障涂布终端112的菌液干得更快，有利于下一步的菌落培养。

步骤s20中，向各个培养通道11同时滴入同一菌液，菌液在各个培养通道11中流动，以保障培养皿10调整至水平状态时，各个培养通道11中的菌液均已均匀分布开。

如图4和图5所示，各个培养通道11均沿直线延伸，菌液在自重作用下沿培养通道11流淌，保障菌液分布均匀，会更有利于菌液分离。各个培养通道11平行分布，优选地，各个培养通道11的分布方向垂直于培养通道11的延伸方向。在一实施方式中，该培养皿10设有横排平行设置的8个培养通道11，可以与自动化工作站竖向排布的8通道加液机械臂相配合。

在一实施方式中，各个培养通道11的宽度自涂布始端111至涂布终端112处处相等，便于使各个培养通道11中的菌液分布均匀。

同一培养皿10的培养通道11可以分离不同的样品。在一实施方式中，同一培养皿10的培养通道11中加入的菌液不相同。同一培养皿10的培养通道11的宽度可以设置为不相等。

在一实施方式中，如图2、图3和图6所示，培养皿10安装于支撑装置20，步骤s10和步骤s30中，通过支撑装置20调整培养皿10相对于水平面的角度。培养皿10可以与支撑装置20可拆卸连接。

进一步地，支撑装置20包括板架21和旋转机构30，板架21用于承载培养皿10，旋转机构30用于带动板架21旋转。通过支撑装置20，方便对培养皿10相对于水平面的角度进行灵活调整。由于实验菌株的菌液流体性质不同，对倾斜角度实现动态调节，便于操作人员对不同的菌株菌液优化倾斜角度，更好地适配实验需求。该支撑装置20可以使用驱动软件快捷方便的调节倾斜角度。

如图2所示，旋转机构30包括旋转主轴31和电机32，板架21安装于旋转主轴31，电机32与旋转主轴31传动连接；各个培养通道11的延伸方向垂直于旋转主轴31的纵向。

在一实施方式中，旋转主轴31平行于电机32的主轴，旋转主轴31与电机32的主轴通过带轮机构33连接。带轮机构33包括与电机32连接的小带轮331、与旋转主轴31连接的大带轮332，小带轮331与大带轮332通过同步带333连接。带轮机构33还包括张紧轮334。如图2所示，支撑装置20还包括底板41和安装于旋转主轴31的两端的轴承42，轴承42固定于底板41；板架21安装于台板22，台板22通过链接座43安装于旋转主轴31；支撑装置20包括用于检测旋转主轴31的旋转角度的传感器44，传感器44的传感器触片441安装于旋转主轴31上；电机32通过电机座321安装于底板41；小带轮331与电机32的主轴之间设置有减速机322；底板41上设置有支撑柱45，支撑柱45可以在底板41旋转至水平时，对底板41进行支撑。如图3所示，板架21上设有多个用于容置培养皿10的定位槽211，通过定位槽211，对培养皿10起到定位作用，并且方便将培养皿10安装支撑装置20上、以及将培养皿10取下来；多个定位槽211可以沿旋转主轴31的轴向分布。如图3所示，可以将旋转机构30设置于护罩46中，护罩46连接有提手461。

该菌落培养工艺先倾斜后移液。图6所示的支撑装置20和培养皿10，当加完支撑装置20上的第四个培养皿10上的菌液后，前面三个培养皿10已经涂布完成，可以拿下来进行下一步培养，空出来的定位槽可以接着放下一批培养皿10，更加节省时间。

实施例二

本发明提供了一种菌落培养工艺，该菌落培养工艺所使用的培养皿10设有多个培养通道11，培养通道11具有涂布始端111和涂布终端112，如图1b所示，该菌落培养工艺包括：步骤s10，将培养皿10相对于水平面倾斜设置，涂布始端111位于涂布终端112的上方；步骤s20，自涂布始端111将菌液移液至培养通道11，菌液沿培养通道11流向涂布终端112；步骤s30，调整培养皿10至水平状态；步骤s40，将培养皿10置于恒温环境培养；步骤s50，进行单克隆挑取。

该菌落培养工艺采用上述的菌落涂布工艺，在完成涂布后，经过一段时间的培养，产生一定数量的单克隆。该菌落培养工艺能够满足自动化的微生物涂布和菌落挑取，可以满足实际使用；能够替代传统的手动涂布和菌落挑取，解决了现有技术存在的单克隆数量少和微生物涂布过程耗时的问题；整体工艺流程简单，实际操作方便，适用性广；整体成本比较低。该菌落培养工艺促进了高通量自动化平台的建设，对合成生物学研究有着重大意义。

培养皿10和支撑装置20可以与自动化移液工作站相配合，在自动倾斜后移液即可完成菌液涂布，提高了涂布效率。步骤s50中，可以使用自动化挑克隆仪的分区挑取功能来对培养皿10的各个培养通道11进行单克隆挑取。

该菌落培养工艺可以按以下流程实施：首先由技术人员编辑软件脚本，对支撑装置20的动作进行控制；将培养皿10放入支撑装置20中，培养皿10的初始状态设为水平状态；使用自动化移液工作站吸取一定体积的菌液，待支撑装置20倾斜设定角度后，将菌液转移到培养皿10的培养通道11中；菌液因为重力沿着培养通道11流淌，达到涂布分离单克隆的效果；然后，支撑装置20带动培养皿10回到初始状态位置；恒温环境培养；使用美谷分子仪器的自动化挑克隆仪的regionalpicking(区域挑取)功能对培养皿10的培养通道11内的克隆实现精确挑取，实现了从固体培养基转移到液体培养基中的自动化过程，完全实现了自动化的菌落涂布和挑取。可以实现单克隆挑取1小时完成2000个，单克隆涂布1小时完成700个，相较于原有工艺，将速度提高了10倍以上。

以上所述仅为本发明的几个实施例，本领域的技术人员依据申请文件公开的内容可以对本发明实施例进行各种改动或变型而不脱离本发明的精神和范围。