微藻高通量培養裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型提供一種微藻高通量培養裝置，通過將水套式CO2培養箱、低溫恒溫水槽、CO2罐、微孔板、照明器件等進行巧妙連接，獲得了一種可用于微藻高通量培養的裝置，特別是可適用于膠球藻的高通量培養。其中的水套式CO2培養箱本身具備濕度調節功能，可以保證箱體濕度大于95％，而且可以控制CO2濃度，并可靈活的根據需要調節日光燈照射距離，從而可盡量減少微孔板中培養液凝結到板蓋上的水汽，與低溫恒溫水槽聯用，可較好的控制培養箱溫度。
【專利說明】微藻高通量培養裝置 【【技術領域】】
[0001] 本實用新型屬于生物工程領域，具體涉及一種可用在微藻高通量篩選中的適用于 微藻高通量培養的裝置。 【【背景技術】】
[0002] 微藻戶外大規模培養一般米用開放池和密閉光生物反應器，多以自養方式，利用 光能吸收二氧化碳和氮源、磷源等營養物質進行光合作用。開放池培養系統投資成本較低， 多以跑道池形式，占用土地多，主要適用于對環境適應能力較強的藻株，易受到溫度、光照 的限制和雜藻、微生物污染，用于大規模工業化生產，產量很難保持穩定。密閉光生物反應 器則是使用密閉容器或管道體系，配備光照設備、C0 2補充裝置和攪拌設施等，設置一定的 溫度、光強、C02通氣量，可最大程度上提高藻細胞的生物量，有效防止外界微生物污染，生 產效率較開放池高，但反應器成本較高，滅菌困難，較難適合同時測定多個參數對微藻生長 影響的要求。實驗室條件下培養微藻一般采用錐形瓶與搖床配合使用，多參數多平行實驗 會耗費大量人力物力財力。
[0003] 高通量篩選技術是20世紀80年代發展起來的一種用于新化合物開發及目的菌種 選育等方面的高新技術。其基本特點是采用高密度的方法，快速平行地測定大量樣本。
[0004] 目前，實驗室用于藻類高通量培養的裝置多數仍采取錐形瓶系統，通過設置合適 的溫度、光強參數，輔以通氣或搖床搖動培養微藻，常面臨光照不均一等問題，無法實現真 正的高通量。高通量培養或篩選的基本特點應該是以微孔板為載體，微孔板培養體系包括 24孔、48孔、96孔等，在微量水平上對微藻生長和內含物（包括油脂）積累實現多參數多平 行的高通量評價，可大大縮短培養時間，節省培養空間，短時間內實現高通量、多參數及微 量化，提1?實驗效率。
[0005] 有人采用光照培養箱結合微孔板進行高通量培養，但光照培養箱不能準確控制箱 體濕度，微孔板上會凝結大量水汽，導致培養基濃度增大，光能吸收率降低，更無法對個別 生長周期較長的藻種進行培養評價，存在水分蒸發、邊緣效應、微生物污染及光照均一性等 眾多問題。
[0006] 另外，有研究證明，適當提高培養環境中C02濃度，能顯著提高藻細胞生長速率、微 藻的生物量和油脂含量。目前的微藻高通量培養裝置均不能有效地控制培養環境中〇) 2濃 度，空氣中0. 04%的C02含量成為其生長的一個重要限制因素。
[0007] 本實用新型的技術方案是在現有技術的基礎進行改進獲得的。其所用的水套式 C〇2培養箱、低溫恒溫水槽均為現有裝置。現有的水套式C02培養箱本身配備有一控制面板， 其上設有多個按鈕，包括C0 2培養箱設置按鈕、C02培養箱校正按鈕、C02培養箱電源按鈕，其 本身還配備有溫度傳感器、濕度傳感器、C0 2濃度傳感器及控制器，是一種具備濕度調節、C02 濃度控制功能的培養裝置。其水套夾層具有加熱調節溫度作用，但是不能降溫、難以實現箱 體內溫度保持在較低溫度的水平。由于光照導致培養箱內部升溫，因而其難以適用于一些 微藻的高通量培養，例如膠球藻的高通量培養。低溫恒溫水槽為現有的一種自帶制冷和加 熱的高精度恒溫裝置，且其液體容納腔內的冷源可外引，具備制冷裝置、溫度傳感器、控制 器和控制面板等構件，其控制面板上設有多個按鈕，如溫度調節按鈕、循環控制按鈕、電源 控制按鈕等，使用方便。 【
【發明內容】
】
[0008] 針對上述問題，本實用新型的目的是提供一種微藻高通量培養裝置，通過將水套 式C02培養箱、低溫恒溫水槽、C0 2罐、微孔板、照明器件等進行巧妙連接，獲得了一種可用于 微藻高通量培養的裝置，特別是可適用于膠球藻的高通量培養。其中的水套式C0 2培養箱 本身具備濕度調節功能，可以保證箱體濕度大于95%，而且可以控制C02濃度，并可靈活的 根據需要調節適當的日光燈數量和照射距離，達到改變光照強度的目的，同時也可盡量減 少微孔板中培養液凝結到板蓋上的水汽，與低溫恒溫水槽聯用，可較好的控制培養箱溫度。
[0009] 為實現上述目的，本實用新型所采用的技術方案如下：
[0010] 一種微藻高通量培養裝置，包括水套式co2培養箱、低溫恒溫水槽、co2罐、微孔板 和照明器件。所述水套式co 2培養箱內部有裝水的水套夾層，側壁開設有co2進氣孔以及水 套夾層進水口和水套夾層出水口，所述進氣孔通過導氣管連通所述co 2罐；所述水套夾層進 水口和水套夾層出水口通過水管分別與低溫恒溫水槽的出液口、進液口連通；所述微孔板 置于水套式co 2培養箱箱體內，所述照明器件固定于水套式co2培養箱的箱體內且位于微孔 板上方。
[0011] 所述微藻高通量培養裝置還包括微孔板振蕩器，所述振蕩器置于水套式C02培養 箱箱體內，所述微孔板置于微孔板振蕩器的頂部。
[0012] 進一步的，所述水套式C02培養箱箱體內有隔板和固定于兩個相對的內側壁上安 裝隔板的卡槽對，所述照明器件固定于隔板上。
[0013] 所述卡槽對有多對，分布于所述水套式C02培養箱箱體內的不同高度。
[0014] 優選的，所述隔板為表面設有多個通孔的多孔平板。
[0015] 優選的，所述照明器件為日光燈。
[0016] 優選的,所述微孔板為48孔板，材質采用聚苯乙烯。
[0017] 所述微藻可為但不限于膠球藻。
[0018] 本實用新型的有益效果是：
[0019] (1)本實用新型采用水套式co2培養箱和低溫恒溫水槽聯用，有利于使水套式co 2 培養箱箱體內的溫度更為穩定，特別是可以實現在較低溫度水平的穩定。
[0020] (2)本實用新型提供的微藻高通量培養裝置，其水套式C02培養箱和C0 2罐連接， 可以定量補充C02培養箱箱體內的C02濃度。適當補充C0 2濃度可以顯著提高微藻的生長 和內含物（如油脂）的積累能力，有利于縮短培養周期，提高培養效率。
[0021] (3)本實用新型提供的微藻高通量培養裝置，其水套式0)2培養箱的箱體內兩個相 對的內側壁上設有多對處于不同高度的用于安裝隔板的卡槽對，通過將隔板安裝于不同高 度的卡槽對上，可以方便靈活的根據需要調整照明器件的安裝高度，從而達到調整光照強 度的效果。
[0022] (4)本實用新型提供的微藻高通量培養裝置，其微孔板優選采用48孔微孔板，相 比于24孔板，其可更好的實現高通量培養，而相比于96孔板，其可更大程度的降低因水分 蒸發而產生的檢測誤差，材質采用聚苯乙烯微孔板對微藻生長無抑制作用。
[0023] (5)利用本實用新型中微孔板振蕩器可對微孔板進行振蕩，從而使微孔板內的培 養液更為均勻，可很好的保證微孔板體系行間和列間的平行性，結構簡單，使用方便。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0024] 圖1是本實用新型實施例1的結構示意圖；
[0025] 圖2是本實用新型實施例1的局部剖視圖；
[0026] 圖3是本實用新型實施例中48微孔板排列布置圖；
[0027] 圖4是本實用新型實施例2中高通量培養條件下膠球藻不同行間和孔間的生長差 異情況
[0028] 圖中：1 :水套式C02培養箱，2 :低溫恒溫水槽，3 :導氣管，4 :C02罐，5 :日光燈，6 : 水套夾層，7 :微孔板振蕩器，8 :48孔微孔板，9 :卡槽對，10 :水管，11 :C02培養箱設置按鈕， 12 :C02培養箱校正按鈕，13 :C02培養箱電源開關，14 :進氣口，15 :隔板，16:水套夾層進水 口，17 :水套夾層出水口，18 :控制面板，21 :低溫恒溫水槽溫度調節按鈕，22 :低溫恒溫水槽 循環控制按鈕，23 :低溫恒溫水槽電源開關，24 :出液口，25 :進液口。 【【具體實施方式】】
[0029] 上述說明僅是本實用新型技術方案的概述，為了更清楚地說明本實用新型的技術 方案，下面將結合附圖和實施例，對本實用新型作進一步描述。
[0030] 實施例一
[0031] 如圖1、2所示，本發明提供一種用于高通量培養微藻的裝置，包括水套式C02培養 箱1、低溫恒溫水槽2、C0 2罐4、微孔板振蕩器7、微孔板8、和日光燈5。低溫恒溫水槽箱體 內設有液體容納腔和循環泵，液體容納腔用于容納冷卻水，在低溫恒溫水槽箱體上設有與 液體容納腔連通的出液口 24和進液口 25。水套式C02培養箱1的箱體內側壁和外側壁之 間設有水套夾層6,水套夾層內填充有水，在水套式C0 2培養箱1的外側壁上還開設有水套 夾層進水口 16和水套夾層出水口 17,通過水管10分別與低溫恒溫水槽的出液口 24、進液 口 25連通，從而實現與水套式C02培養的水套夾層6與低溫恒溫水槽的連通。打開低溫恒 溫水槽的電源開關23,通過低溫恒溫水槽循環控制按鈕22啟動低溫恒溫水槽中的循環泵， 低溫恒溫水槽的液體容納腔內的液體和水套式C0 2培養箱的水套夾層6內的液體在循環泵 的作用下通過水管10、水套夾層進水口 16、水套夾層出水口 17、出液口 24和進液口 25形成 循環液流；通過低溫恒溫水槽溫度調節按鈕21調節溫度（溫度設定為8-18°C，可保證培養 箱內溫度恒定在22-28°C )，從而起到調節及恒定水套式C02培養箱1箱體內溫度的作用。
[0032] 水套式C02培養箱1的箱體側壁開設有C02進氣孔14, C02罐4通過導氣管3連通 水套式C02培養箱1的C02進氣孔16,從而可將C0 2罐1內的C02通過導氣管3輸送至水套 式C02培養箱1的箱體內。水套式C0 2培養箱具有控制面板18,所述控制面板18上設有調 節和控制C02進氣量及溫度的設置按鈕11、起校正作用的校正按鈕12和電源按鈕13。
[0033] 微孔板振蕩器7置于水套式C02培養箱1的底部，48孔聚苯乙烯微孔板8置于微 孔板振蕩器7頂部，微孔板振蕩器7可對微孔板8進行振蕩，從而使微孔板8內的培養液更 為均勻。安裝在卡槽9中的帶有多個通孔的隔板15的下表面上均勻分布4個日光燈5,所 述日光燈5位于距離微孔板8上邊沿的上方13cm處。
[0034] 實施例二
[0035] 本實施例為采用實施例1的高通量微藻培養裝置進行膠球藻高通量培養的應用 例。
[0036] 將處于對數生長期的膠球藻C-169接種到48孔聚苯乙烯微孔板8中后，將微孔板 8置于實施例1所述的裝置中的微孔板振蕩器7上，進行振蕩培養。其中，將水套式C0 2培 養箱1中空氣濕度設定為96%，控制箱體內溫度為25°C，平均光照強度為21501x，C02濃度 為2% ;所述微孔板振蕩器7的振蕩速率為600r/min。
[0037] 48孔微孔板的排列布置圖如圖3所示，共設置A、B、C、D、E、F共6個梯度，6個梯 度是指培養基內組分或添加物濃度的變化率，即設置6個濃度值，每個梯度4個平行，周圍 24個孔分別加入lmL培養基，減少實驗過程中藻液的水分揮發，防止產生邊緣效應。
[0038] 使用FLUOstar OPTIMA多功能酶標儀在690nm波長處測定48孔板中膠球藻C-169 的吸光值（線性范圍0-4. 5)，制作生長曲線。比生長速率w = (lnODflnOD^/t，其中0D2 和分別是培養開始和結束后測得的0D69(i值，t為培養時間間隔，單位為cf1。
[0039] 由膠球藻C-169在微孔板體系中的生長曲線圖3中可見，行間生長狀況并無顯著 差異，同行孔間差異均小于10%，差異不顯著（P < 〇. 05)，說明此培養體系是均一穩定的。 在C02培養箱中的微孔板表面無積水現象，培養結束后水分蒸發量小于總體積的5%，生長 繁殖情況良好。
[0040] 以上所述僅為本實用新型的較佳實施例，并不用以限制本實用新型，凡在本實用 新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換或改進等，均應包含在本實用新型的包 含范圍之內。
【權利要求】
1. 一種微藻高通量培養裝置，包括水套式C02培養箱（1)、低溫恒溫水槽（2)、C0 2罐 (3)、微孔板（8)和照明器件（5)，其特征在于：所述水套式C02培養箱（1)內部有裝水的 水套夾層￠)，側壁開設有C02進氣孔（14)以及水套夾層進水口（16)和水套夾層出水口 (17)，所述進氣孔（14)通過導氣管（3)連通所述0)2罐（4);所述水套夾層進水口（16)和 水套夾層出水口（17)通過水管（10)分別與低溫恒溫水槽的出液口（24)、進液口（25)連 通；所述微孔板（8)置于水套式C0 2培養箱（1)箱體內，所述照明器件（5)固定于水套式C02 培養箱（1)的箱體內且位于微孔板（8)上方。
2. 根據權利要求1所述的微藻高通量培養裝置，其特征在于：還包括微孔板振蕩器 (7)，所述振蕩器（7)置于水套式C02培養箱（1)箱體內，所述微孔板（8)置于微孔板振蕩 器（7)的頂部。
3. 根據權利要求1或2所述的微藻高通量培養裝置，其特征在于：所述水套式C02培養 箱（1)箱體內有隔板（15)和固定于兩個相對的內側壁上安裝隔板（15)的卡槽對（9)，所述 照明器件（5)固定于隔板（15)的下表面。
4. 根據權利要求3所述的微藻高通量培養裝置，其特征在于：所述卡槽對（9)有多對， 分布于所述水套式C02培養箱（1)箱體內的不同高度。
5. 根據權利要求3所述的微藻高通量培養裝置，其特征在于：所述隔板（15)為表面設 有多個通孔的多孔平板。
6. 根據權利要求3中任一項所述的微藻高通量培養裝置，其特征在于：所述照明器件 (5)為日光燈。
7. 根據權利要求3中任一項所述的微藻高通量培養裝置，其特征在于：所述微孔板（8) 為48孔板，材質采用聚苯乙烯。
8. 根據權利要求1所述的微藻高通量培養裝置，其特征在于：所述微藻為膠球藻。
【文檔編號】C12R1/89GK203947101SQ201420378727
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2014年7月9日 優先權日:2014年7月9日
【發明者】魏東, 李露 申請人:華南理工大學