專利名稱：一種培養容器的制作方法
技術領域：
本設計涉及一種應用于植物組織材料離體培養的容器。
應用植物組織培養技術培養具有芽、莖、根以及小苗等器官形態的材料所使用的培養容器一般有三角瓶、廣口瓶、罐頭瓶、培養皿等普通玻璃或塑料容器，以及浸沒式、噴霧式等生物反應器。對于這些容器和反應器裝置的基本要求是具有可滅菌性、隔菌密閉性、接種防污染性和氣體可交換性，根據具體培養要求還需具有透光、可實現較低的相對濕度，堅固、易于清洗、便于使用等性能。例如馬鈴薯脫毒苗和微型種薯(微型塊莖)是具有器官形態的植物材料，在組織培養過程中對相對濕度要求較嚴格，在高濕度下容易玻璃化而不結微薯。
目前廣泛使用的三角瓶、廣口瓶、罐頭瓶、培養皿等普通容器在覆蓋或包裹組織培養封口膜后即可基本滿足植物組織培養的要求。但這些容器的容積小、手工清洗、裝配、滅菌、接種、無菌取材轉接、換液、搬運、擺放等操作耗時多，如用于上述植物材料的大規模工廠化生產，不僅需要大量的容器，其清洗、裝配、滅菌、接種、轉移接種、換液、搬運、擺放等操作的效率低，消耗大量勞動力，而且由于單個容器占用培養空間大、培養材料與培養基之比小，培養過程中消耗大量原材料和能源，所以生產成本高。擴大培養容器容量是提高組織培養生產規模、降低生產成本的有效途徑。然而，當這些容器容積達到0.5-1升時，接種材料的數量已經達到必須實現均勻接種才能保證生長同步性的群體規模，而現有的結構只有隨著容積的擴大不斷擴大瓶口的面積，以適應手工逐一接種均勻的目的，但當接種口大于80cm2時，接種的污染概率將顯著增加并難以克服。所以現有結構無法克服容積擴大與均勻接種和減少污染的矛盾。現有容器當容積達到0.5-1升時，接種的植物材料無法依靠容器壁的支撐作用和邊際效應而穩定地處于培養液表面的狀態，大部分剛接種材料會浸沒于培養液中(容積越大，沉沒的比例越高)，造成大批材料缺氧死亡，并釋放出有害物質影響其他材料的生長。所以普通培養容器的容積不能過大，通常不大于0.5升，難以適應大規模生產具有芽、莖、根以及小苗等器官形態的植物材料的需要。
目前可用于培養具有芽、莖、根以及小苗等器官形態的植物材料的生物反應器較少，主要有液體浸沒式和噴霧式，它們可以制成4-10升的容積，但這些生物反應器結構復雜，對其制造所用原材料和制造工藝要求高，所用材質多為不銹鋼及特種玻璃，此外還需要附加復雜的滅菌、通氣、液體循環、光照等設備和溫度、pH、CO2/O2、相對濕度、氣體液體流量等的測定和控制設備，單位容積的制造成本高。這些生物反應器在使用中存在笨重不易移動、容易損壞、接種、和無菌取材不便的不足，用它們培養具有芽、莖、根以及小苗等器官形態的植物材料容易發生玻璃化等不正常生長現象，降低所生產的植物材料的質量和產量。
文獻“Propagation of potato tubers in a nutrient mist bioreactor”，(Biotechnology Techniques，1998(12)641-643頁)，公開了一種可用于培養馬鈴薯苗及微型薯的噴霧式生物反應器。該生物反應器是由一個頂部具有出氣口、底部具有超聲波換能器和進氣管、換能器上方具有一個導流管、容器內部一定高度處具有培養材料支盛物的密閉的培養容器，和大功率高頻電子振蕩器組成的培養裝置。培養液位于培養容器底部浸沒超聲波換能器但不接觸培養材料，由振蕩器產生的高頻電流驅動換能器發出的超聲波，將培養液霧化噴出液面，通過導流管達到容器頂部再散開充滿培養容器的整個內部空間，使培養材料接觸到培養液的霧滴而獲得營養。該裝置需要附加氣泵、儲氣罐等強制通氣設備。該培養裝置的特點是采用營養霧均勻地供給植物組織養分使其同步生長，可以通過間歇噴霧和強制通氣降低培養環境的相對濕度減輕材料的玻璃化現象。該裝置的不足是培養容器罐體和換能片的結合復雜，制造所用原材料和制造工藝要求高，需要附加強制通氣設備和控制設備，所以制造成本高。這種生物反應器較笨重不易移動，超聲波換能器容易損壞。由于采用營養霧方式，容器內的相對濕度大，培養材料表面全部附著培養液，即使采用各種方法降低容器內的相對濕度，培養材料表面的實際濕度仍很高，所以在培養一些不宜在較高濕度下生長的植物材料時，容易發生玻璃化等不正常生長現象，降低生產的植物材料的質量和產量。
中國專利申請(申請號96107443.4，公開號CN1138095A)“用于植物組織培養的培養器”，提供了一種透明容器，它帶有一可拆卸的配合罩帽；至少一個側部導管，其也帶有一個可拆卸的配合罩帽，并通過通道與容器下部作流體通連，容器內有一個多孔支承板。該容器通過開啟配合罩帽，從容器頂口接種至支承板上，從側部導管注入或抽出培養液。該容器的不足之處在于，(1)容器頂部的開口充當接種口的作用，當容器容積，增大時，該開口也必須增大，這樣難以控制污染的發生。(2)側管注入或抽出液體的操作不便，不易控制污染。(3)取出培養物的過程缺乏防污染措施。總之，該容器不適宜大容積大規模進行組織培養生產植物材料。
PCT專利申請(申請號PCT/CN98/00137，公開號WO00/05942)“培養容器及使用其生產馬鈴薯微型薯等植物材料的方法”公開了一種由罐體緊密結合罐蓋，罐蓋上具有接種口和通氣口，罐體底部有排液口，罐內有多孔支承板的透明容器。該容器通過開啟接種口蓋，從容器頂部的接種口將植物材料接種至支盛板上，從底部排液口排出培養液。該容器的不足是排液口和排液虹吸管的結構不易于容器的摞疊，在運輸、存放、滅菌等過程中占用空間大。容器蓋與罐體、接種口與接種口蓋的兩處密封結構在可靠性和使用效率方面還存在不足。
本設計的目的是提供一種培養容器，該容器可以實現多種培養方式，且結構簡單，操作方便，防污染和培養性能優良，可用于組織培養大量生產各種具有芽、莖、根以及小苗等器官形態的植物材料，實現植物材料的大規模工廠化生產。
以下結合附圖對本設計作具體描述。
圖1是本設計的示意圖。
圖2是
圖1中A部的放大圖。
圖中(1)透氣膜；(2)接種口螺紋；(3)接種口；(4)肩部；(5)容器蓋；(6)容器蓋密封圈；(7)容器蓋凹槽；(8)容器體；(9)培養篩板支腳；(10)容器體支腳；(11)防塵帽；(12)接種口密封圈；(13)接種口蓋；(14)壓緊帽；(15)過濾器蓋；(16)過濾器；(17)容器體凹槽；(18)容器體螺紋；(19)導管固定架；(20)培養篩板；(21)容器體內凹陷；(22)排液口；凸起筋(23)；(24)微孔濾膜。
本設計具有一個緊密結合了接種口蓋(13)的接種口(3)和一個過濾器(16)的容器蓋(5)，與容器體(8)緊密結合構成的密閉的透明容器。容器蓋(5)與容器體(8)所封閉的內部空間即培養空間，高度為所培養的植物材料適宜生長的高度。根據具體需要可將培養容器橫斷面或縱斷面制作成方形(長方形)、圓形(橢圓形)、梯形、多邊形或其他不規則形狀。容器有效培養容積的增加是通過擴大容器橫斷面的面積來實現的，而為了保證接種的安全性，接種口(3)的面積必須限制在一定的范圍內，即遠小于容器橫斷面的面積。接種口(3)的位置可以在容器蓋(5)的中央，也可以在偏離中央的位置。容器的高度視所培養的植物材料的類型與所期望生長的高度而定。本實施例的接種口為40cm2，容器高度為10cm。
容器蓋(5)與容器體(8)的密閉結合是通過螺紋(18)咬合實現的，螺紋(18)可以是連續的，也可以是非連續的，如四分扣。
在容器蓋(5)的內螺紋上方有凹槽(17)，內嵌容器蓋密封圈(6)，使容器蓋(5)與容器體(8)結合時容器體(8)上緣壓緊密封圈(6)形成可靠的密封。容器蓋(5)的下邊緣有凸起筋(23)，在容器蓋(5)與容器體(8)結合時凸起筋(23)壓入容器體(8)對應位置的容器蓋凹槽(7)中，形成第二道密封。在此道密封線至密封圈(6)之間形成密閉的空氣緩沖區。
容器蓋(5)上方的接種口(3)與接種口蓋(13)間的密閉結合是通過螺紋(2)咬合實現的，其結構與上述的容器蓋(5)與容器體(8)的結合方式相同形成第一道密封。接種口(3)下部設有突出的肩部(4)，其角度與接種口蓋(13)的內邊緣相配合，當接種口蓋(13)擰緊時，其內邊緣與接種口(3)下部突出的肩部(4)緊密擠壓和摩擦，形成第二道密封。在此道密封線至接種口密封圈(12)之間形成密閉的空氣緩沖區。
容器體(8)的頂面尺寸大于底面尺寸，其橫斷面為上梯形，容器體(8)的底部有容器體支腳(10)，側面設有排液口(22)，排液口(22)在容器體的內凹陷(21)中，便于容器摞疊放置。
排液口(22)連接軟性導管，如硅膠管，導管口處有密封閥用于控制該通道的開閉。該軟性導管可以直接排液，也可先向上彎曲后折返回容器底部，形成虹吸管狀。容器體(8)側面對應的位置設有導管固定架(19)，用于固定軟性導管形成虹吸管。
接種口蓋(13)可以結合各種類型的透氣膜(1)，起到對外隔菌、對內氣體交換的作用，用壓緊帽(14)將透氣膜(4)固定在接種口蓋(13)的中央通孔中，中央通孔的上方有防塵帽(11)，其側面開口與外界連通。
過濾器蓋(15)和過濾器(16)的之間安裝相應直徑的微孔濾膜(24)，過濾器(16)可以位于培養容器相對于接種口的另一側，以獲得良好的通氣、換氣效果。
容器中設置培養篩板(20)，用于支撐所培養的植物材料，可以是網篩狀，或是有大量小孔貫穿兩面的板，處于距離容器底面適宜的高度上，其高度視培養方式而定。培養篩板用培養篩板支腳(9)固定在容器底面上方一定的高度處，也可以隨培養容器中的培養液液面高度的升降而上下浮動。實現培養篩板上下浮動的方法可以是培養篩板采用密度低于水的材料、或在篩板上設置浮漂，使載有培養材料的篩板能夠漂浮在培養液的表面。也可以采用其它常規方法來調整培養篩板的位置。
容器包含的所有部件都可以由金屬、玻璃、塑料等材料制成。其中容器蓋(5)、接種口和過濾器為一體，容器體、出液口、導管固定夾、容器體支腳(10)為一體注塑而成。
本設計可以按以下方法裝配旋緊結合了透氣膜的接種口蓋封閉接種口，在過濾器上安裝微孔濾膜，在容器體內安放培養篩板，旋緊容器蓋與容器體密閉連接。
本設計具備隔菌密閉、液體培養、透光、通氣的功能，能夠方便地獲得植物組織培養所必須的無菌、光照或黑暗、CO2/O2、相對濕度和營養供給等培養條件。可以克服大容積培養器皿接種或轉移操作容易污染的缺陷。容器便于拆卸清洗和儲存。
權利要求1.一種培養容器，包括帶有接種口(3)的容器蓋(5)和容器體(8)組成，其特征在于容器蓋(5)與容器體(8)密閉結合是通過二者間螺紋(18)咬合，容器蓋(5)內螺紋上方有凹槽(17)，內嵌密封圈(6)，使容器蓋(5)與容器體(8)結合時容器體(8)上緣壓緊密封圈(6)形成可靠的密封；容器蓋(5)下邊緣有凸起筋(23)，在容器蓋(5)與容器體(8)結合時凸起筋(23)壓入容器體(8)對應位置的容器蓋凹槽(7)中，形成第二道密封，在此密封線至密封圈(6)之間形成密封的空氣緩沖區；容器蓋(5)上方的接種口(3)有一接種口蓋(13)，接種口蓋(13)與接種口(3)的密閉結合也是通過二者間螺紋(2)咬合，其結構和容器蓋(5)與容器體(8)的結合方式相同，接種口(3)下部設有突出的肩部(4)，其角度于接種口蓋(13)的內邊緣相配合，當接種口蓋(13)擰緊時，其內邊緣與接種口(3)下部突出的肩部(4)緊密擠壓和摩擦，形成第二道密封，在此道密封線至密封圈(12)之間形成密閉的空氣緩沖區，接種口蓋(13)上安放透氣膜(1)；過濾器蓋(15)和過濾器(16)之間安裝微孔濾膜(24)；容器體(8)的頂面尺寸大于底面尺寸，其橫斷面為上梯形，容器體(8)的底部側面設有排液口(22)，排液口(22)在容器體內凹陷(21)中，排液口(22)連接軟性導管，容器體(8)側面對應的位置設有導管固定架(19)，用于固定軟性導管形成虹吸管；容器中放置培養篩板(20)，培養篩板(2)0用培養篩板支腳(9)固定在容器體(8)內。
2.根據權利要求1所述的培養容器，其特征在于容器蓋(5)、接種口(3)和過濾器(16)為一體，容器體(8)、出液口(22)、導管固定夾(19)和容器體支腳(10)為一體。
專利摘要本設計公開了一種培養容器,具有一個緊密結合了接種口蓋的接種口和一個過濾器的容器蓋,與容器體緊密結合構成的密閉的透明容器,該容器能夠方便地獲得植物組織培養所必須的無菌、光照或黑暗、CO
文檔編號A01H4/00GK2466900SQ01207630
公開日2001年12月26日 申請日期2001年3月21日 優先權日2001年3月21日
發明者鄧向東, 陳正華, 耿玉軒, 胡贊民, 張鐵漢 申請人:中國科學院遺傳研究所