專利名稱：一種微藻連續高效光培養的簡易裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及微藻培養生物技術領域，具體地說，是一種微藻連續高效光培養的簡易裝置。
背景技術：
在貝類等濾食性水生動物生理學實驗中通常會用到小球藻，小球藻經常用于貝類等濾食性水生動物的基礎餌料。有毒銅綠微囊藻是水華藻類中的優勢種群，也是近年來最為常用的淡水毒藻的研究材料。由中科院水生所購買的普通小球藻和有毒銅綠微囊藻均使用BGll培養基進行培養，普通小球藻的最適溫度為25 ± I °C，最適光照強度為2000Lx，光照周期為12D:12L ;有毒銅綠微囊藻的最適溫度為25土1°C，最適光照強度為2000Lx，光照周期為12D: 12L，普遍認為有毒銅綠微囊藻在較強光照強度條件下會出現變黃現象。目前還沒有一種專門用于這兩種藻類連續高效培養的簡易裝置，根據藻細胞的生長特性，在其生長過程中，對光照、溶氧、無菌等環境要求較高。傳統的藻類培養裝置由高壓蒸汽滅菌鍋-光照培養箱-增氧泵-錐形瓶一系列儀器組成，由于培養箱規模小、體積有限、利用率低，藻細胞培養產量低，步驟繁瑣，擴培周期長，人力、物力消耗較大，無法實現半自動化連續培養。如何精確地控制藻細胞生長環境的同時，高效地生產小球藻和有毒銅綠微囊藻是亟待解決的問題。
實用新型內容本實用新型的目的是針對現有技術中的不足，提供一種微藻連續高效光培養的簡易裝置，以實現微藻的高效、快速、大量的培養。為實現上述目的，本實用新型采取的技術方案是:一種微藻連續高效光培養的簡易裝置，包括容器系統、照明系統、曝氣系統、溫度控制系統、支架系統、培養基半自動添加系統和定時控制系統，所述照明系統的照明裝置位于容器系統內部，容器系統底部設有放藻管，培養基半自動添加系統通過加液管給容器系統提供新鮮培養基，所述的定時控制系統控制照明系統和曝氣系統。所述的容器系統的主體為圓筒柱，圓筒柱的底部為弧形并在底部內側設有卡座，圓筒柱的壁上置有磁力刷，容器系統的蓋子為環形，中部的缺口適合照明裝置穿過，在蓋子上還設有凸起的加液口，加液口側壁上開有線孔，加液口配有蓋子。所述的照明系統的光源為熒光燈，熒光燈固定在柱子上后放入圓柱形的透明燈罩內，透明燈罩的底部封閉并在底部外側固定有卡子，透明燈罩頂端的蓋子上設有電源開關和線孔。所述的熒光燈設有四個，所述的柱子為細長方體狀，四個熒光燈兩兩相對排列。所述的曝氣系統包括空氣過濾箱、氣泵、防倒吸氣管、控氣閥門和氣石，防倒吸氣管的出氣口伸入容器 系統的底部并與氣石連接，防倒吸氣管的最高點高于容器系統的頂端。[0011 ] 所述的防倒吸氣管的出氣口設有六個，六個出氣口均勻分布在容器系統底部，每個出氣口均連接有氣石。所述的溫度控制系統包括加熱棒和冷卻管，所述的加熱棒和冷卻管固定在容器系統內部。所述的培養基半自動添加系統包括培養基存儲箱、水泵、加液管、總閥門和分閥門，培養基存儲箱頂端設有存儲箱蓋。所述的定時控制系統包括定時控制器和串聯插座，照明系統和曝氣系統的電源接在串聯插座上。所述的支架系統用于放置容器系統和曝氣系統，設有兩層，上層鏤空適合容器系統底部的放藻管向下延伸，下層設有隔板適合放置曝氣系統的部件。本實用新型優點在于:1、本實用新型微藻連續高效光培養的簡易裝置能夠根據實驗要求控制照明系統的光照強度以及光周期，通過曝氣系統在補充藻類生長繁殖所需氧氣以及二氧化碳的同時保持系統內水體的流動；2、容器系統弧形底部的放藻管能定期排放微藻和殘渣，通過培養基半自動添加系統能及時補充新鮮培養基，可以達到連續快速培養的效果，圓筒柱蓋子的特殊設計既保證了容器系統的密閉性又方便后期的清洗；3、溫度控制系統可以在不同季節將容器系統內的溫度控制在一個最佳值狀態，滿足微藻的生長增殖要求；4、該簡易裝置造價低廉、操作簡單、便于管理、維護方便，對于小球藻、微囊藻等需氧微藻室內快速大量連續·培養非常實用。
附圖1是本實用新型微藻連續高效光培養的簡易裝置的結構示意圖。附圖2是簡易裝置的容器系統的結構示意圖，右圖為左圖的仰視圖。附圖3是照明系統與溫度控制系統的結構示意圖，右上圖為透明燈罩蓋子的俯視圖，右中圖為左圖中箭頭所示部位的截面圖，右下圖為透明燈罩底部的俯視圖。附圖4是曝氣系統的結構示意圖。附圖5是培養基半自動添加系統的結構示意圖。附圖中涉及的附圖標記和組成部分如下所示:1.容器系統11.圓筒柱12.放藻管13.放藻管閥14.卡座15.磁力刷16.圓筒柱蓋子17.加液口18.加液口蓋子19.線孔2.照明系統21.熒光燈22.柱子23.透明燈罩24.卡子25.透明燈罩蓋子26.電源開關27.熒光燈線孔[0036]3.曝氣系統31.空氣過濾箱32.氣泵33.防倒吸氣管34.控氣閥門35.氣石4.溫度控制系統41.加熱棒42.冷卻管43.固定夾5.支架系統51.上層52.下層隔板6.培養基半自動添加系統61.培養基存儲箱62.存儲箱蓋63.水泵64.加液管65.加液管總閥門66.加液管分閥門7.定時控制系統71.定時控制器
72.串聯插座8.雙層環形密封板
具體實施方式
下面結合實施例并參照附圖對本實用新型作進一步描述。請參照圖1，圖1是本實用新型微藻連續高效光培養的簡易裝置的結構示意圖，該裝置包括容器系統1、照明系統2、曝氣系統3、溫度控制系統4、支架系統5、培養基半自動添加系統6和定時控制系統7。培養基半自動添加系統6能給多個容器系統I提供新鮮培養基，本實施例中僅以一個容器系統I來進行說明。所述的定時控制系統7包括定時控制器71和串聯插座72，照明系統2和曝氣系統3的電源接在串聯插座72上，定時控制器71能控制照明系統2和曝氣系統3的工作時間。支架系統5設有兩層，上層51鏤空結構適合容器系統I底部的放藻管12向下延伸,下層隔板52可放置曝氣系統3的空氣過濾箱31和氣泵32，支架系統5優選為不銹鋼材料制成。請參照圖2，圖2是簡易裝置的容器系統I的結構示意圖，右圖為左圖的仰視圖。所述的容器系統I的主體為圓筒柱11，圓筒柱11為透明材質做成，優選為有機玻璃，便于觀察內部微藻的生長狀況，圓筒柱11的底部為弧形并在底部內側設有鏤空的卡座14，用于固定照明系統2的照明裝置。放藻管12設于弧形底部的最低點處，放藻管12上安裝有放藻管閥13，用于控制藻液排放量。在弧形底部的同一圓周上有防倒吸氣管33的六個出氣口，出氣口連接氣石35，氣石35位于圓筒柱11的弧形底部內側。圓筒柱11的壁上置有磁力刷15，磁力刷15用過濾棉或紗布包裹處理，既可以去除圓筒柱11內壁上附著的藻又可以減小磁力刷15對內壁的刮傷。圓筒柱蓋子16為環形，中部的缺口適合照明裝置穿過，圓筒柱蓋子16與圓筒柱11的連接處用膠水密封。圓筒柱蓋子16上還設有凸起的加液口 17，通過加液口 17可以向容器系統I內添加藻液和培養基。加液口 17側壁上開有線孔19，線孔19可供溫度控制系統4的電源線穿過，同時也起到排氣功能。加液口 17配有加液口蓋子18。請參照圖3，圖3是照明系統2與溫度控制系統4的結構示意圖，右上圖為透明燈罩蓋子25的俯視圖，右中圖為左圖中箭頭所示部位的截面圖，右下圖為透明燈罩23底部的俯視圖。照明系統2的光源為熒光燈21，熒光燈21用捆線固定在柱子22上后放入圓柱形的透明燈罩23內，透明燈罩23的底部封閉并在底部外側固定有卡子24，卡子24與容器系統I的卡座14配套使用，能將透明燈罩23牢牢固定住。頂端的透明燈罩蓋子25上設有電源開關26和熒光燈線孔27，電源開關26控制熒光燈的工作狀態。在本實施例中，所述的熒光燈21設有四個，所述的柱子22為細長方體狀，四個熒光燈21兩兩相對排列。溫度控制系統4包括加熱棒41和冷卻管42，加熱棒41和冷卻管42均通過固定夾43固定在透明燈罩23上,然后一同放入容器系統I的圓筒柱11內部，加熱棒41和冷卻管42的電源線通過線孔19引出接在串聯插座72上。透明燈罩23的上端與容器系統I的圓筒柱蓋子16之間設有雙層環形密封板8，參見圖1和圖3，雙層環形密封板8能將透明燈罩23與圓筒柱蓋子16之間的環形空隙完全堵住，保證了容器系統I的密閉性。請參見圖4，圖4是曝氣系統3的結構示意圖，所述的曝氣系統3包括空氣過濾箱31、氣泵32、防倒吸氣管33、控氣閥門34和氣石35。防倒吸氣管33為倒U形，防倒吸氣管33的出氣口伸入容器系統I的圓筒柱11底部并與氣石35連接。防倒吸氣管33的最高點高于容器系統I的頂端，能有效的防止容器系統I內部的液體倒吸入氣泵32內。控氣閥門34安裝在氣泵32出口處，能控制進氣量。在本實施例中，防倒吸氣管33的出氣口設有六個，六個出氣口均勻分布在圓筒柱11底部，每個出氣口均連接有氣石35。空氣過濾箱31和氣泵32放置在支架系統5的下層隔板52上。請參見圖5，圖5是培養基半自動添加系6的結構示意圖，培養基半自動添加系統6包括培養基存儲箱61、水泵63、加液管64、加液管總閥門65和加液管分閥門66，培養基存儲箱61的頂端設有存儲箱蓋62。培養基半自動添加系統6通過加液管64給容器系統I提供新鮮培養基，請見圖1和圖2，由于加液管64末端有分支，且分支上均設有加液管分閥門66，所以培養基半自動添加系統6能給多個容器系統I提供新鮮培養基。該微藻連續高效光培養的簡易裝置能夠根據實驗要求控制照明系統2的光照強度以及光周期，通過曝氣系統3在補充藻類生長繁殖所需氧氣以及二氧化碳的同時保持系統內水體的流動。容器系統I弧形底部的放藻管12能定期排放微藻和殘渣，通過培養基半自動添加系統6能及時補充新鮮培養基，可以達到連續快速培養的效果，圓筒柱蓋子16的特殊設計既保證了容器系統I的密閉性又方便后期的清洗。溫度控制系統4可以在不同季節將容器系統I內的溫度控制在一個最佳值狀態，滿足微藻的生長增殖要求。該簡易裝置造價低廉、操作簡單、便于管理、維護方便，對于小球藻、微囊藻等需氧微藻室內快速大量連續培養非常實用。為了使本實用新型所要實現的技術手段、創新特點、研究目的和效果易于了解和掌握，下面給出一種關于該簡易裝置部件的規格和尺寸的具體描述。ZYT16G微電腦時控開關,一個(上海卓一電子有限公司)；氣泵32, —個(海利電磁式空氣壓縮機，85W, 90L/min);加熱棒41，一根(佳寶2010，300W, 30cm);冷卻管42，一根(三魚金屬冷卻管，30cm);熒光燈21，四個(飛利浦，36W，50cm);水泵63，一個(天潤，40W，2000L/H);所使用的有機玻璃材料均為厚度8mm的亞克力有機玻璃。圓筒柱11外徑為50cm,高為61.5cm ;圓筒柱蓋子16的外環直徑為50cm,內環直徑為15.3cm (稍大于雙層環形密封板8的上層外徑)；加液口 17的直徑為IOcm,其圓心距圓筒柱蓋子16的圓心16cm ;透明燈罩23上的雙層環形密封板8的內徑均為12cm (固定在透明燈罩23上，并用膠水密封)，上層 的外徑為15cm，下層外徑為20cm ;卡座14呈中空環狀，外形類似平放的汽車輪胎，在其朝上的一側開有三個口子，剛好能將固定在透明燈罩23底部的三個卡子24插入其中，朝下一側固定有三個高Icm的支腳,支腳用膠水固定在圓筒柱11的弧形底部；圓筒柱11的弧形底部的最低處還設有一個直徑4cm的放藻管12，放藻管12在容器系統外部安裝有一個放藻管閥13 ;放藻管12周圍出氣口的直徑為1.2cm，氣石35是直徑為2.5cm的半球形氣石。照明系統2的透明燈罩23的外徑為12cm,長為65cm ;柱子22為一根長55cm的不銹鋼管，鋼管橫截面尺寸為2.5X2.5cm ;四個熒光燈21固定在鋼管的四個面上，然后兩兩組合由兩個電源開關26分別控制，兩個開關均固定在透明燈罩蓋子25上。支架系統5由3cmX 3cm的鋼管焊接而成，總高74cm,上層51是一個邊長為47cm的正方形，正方形四個角上焊接上四個橫桿，最后形成一個正八邊形框，能穩固地支撐圓筒柱11 ;支架系統5在距地面IOcm高度處焊接連接桿，連接桿上固定一塊長53cm、寬30cm的下層隔板52，氣泵32和空氣過濾箱31就放置在下層隔板52上。培養基半自動添加系統6的主體部分是一個塑料材質的封閉性培養基存儲箱61，培養基存儲箱61開有一直徑為IOcm的進液口和一個配套的存儲箱蓋62 ;培養基存儲箱61底部放置一水泵63，水泵63出水口用PC管接到加液管64上，在加液管64上設有加液管總閥門65。
該微藻連續高效光培養的簡易裝置的具體工作方式如下:1、微藻連續高效光培養的簡易裝置的安裝首先將不銹鋼架依據實驗室具體布局擺放好，然后將按照上述規格和尺寸做好的圓筒柱11架在支架上，然后用適當大小的PC管將放藻口接出形成放藻管12，并裝上放藻管閥13，再接一個彎管使其出口朝外，然后將氣泵32固定在支架的下層隔板52上，用PC管將氣泵32和事先70%酒精滅菌后的空氣過濾箱31連接好，然后接上倒U形防倒吸氣管33、安裝控氣閥門34，最后接到圓筒柱11的六個出氣口上，特制氣石35由圓筒柱11內部穿出與外部氣管用強力膠水粘結起來，做到完全密封的效果。裝好放藻管閥13和曝氣系統3后，關上放藻管閥13，用水將圓筒柱11進行徹底的清洗，清洗的過程要打開氣泵32曝氣，以便將防倒吸氣管33中的臟物一并排出，清洗干凈后排空圓筒柱11中的水。將裝有熒光燈21的透明燈罩23插入卡座14中旋轉一定角度固定住，然后裝上加熱棒41和冷卻管42，接著再蓋上圓筒柱蓋子16，將加熱棒41和冷卻管42的電源線由線孔19穿出。蓋上加液口蓋子18，最后將圓筒柱蓋子16與雙層環形密封板8的上層、圓筒柱蓋子16與圓筒柱11的接觸處用封箱膠密封起來，使容器系統I成為封閉空間。關閉放藻管閥13和加液管分閥門66，然后向圓筒柱11中注入其最大容量1/5的自來水，并向其中加入2%的次氯酸鈉溶液，然后將包裹好棉布并清洗干凈的磁力刷15扔進去。打開控氣閥門34，開啟曝氣系統3和照明系統2運行24h后，排空圓筒柱11中的水，SP可投入使用。2、培養基的加入及接種首先倒入少量高溫滅菌的自來水將之前滅過菌的圓筒柱11沖洗一遍，排空圓筒柱11中的水，即可注入滅好菌的新鮮培養基，根據藻類的具體情況來決定藻的接種量，最初溶度為IX IO6個/mL為宜。加入的液體至少要沒過加熱棒41和冷卻管42養殖系統才能正常運轉，否則溫度控制系統4無法開啟。3、試驗及日常維護以上步驟完成后，將熒光燈21和氣泵32的電源接在一個由微電腦自動定時控制器71控制的串聯插座72上，定時控制器71設置為自動控制檔，每天8:00開啟，22:00關閉。每天早晚各觀察一次，及時用磁力刷15清除掉附著在圓筒柱11內壁上的藻體或臟物。檢查照明系統2是否正常運轉，曝氣系統3是否出現漏氣現象。定期更換空氣過濾箱31上的濾紙。4、使用效果總結經過一個月的試用，在此期間定時控制系統7運行正常，每天定時開關照明系統2和曝氣系統3，大概每隔兩天需要清除一下圓筒柱11內壁上的附著藻。微囊藻溶度由原來的IXlO6個/mL擴大到了 5X107個/mL，擴大了 50倍，基本達到了預期的效果。而且日常管理操作方便，維護簡單。以上所述僅是本實用新型的優選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以做出若干改進和補充，這些改進和補充也應視為本實用新型的保護 范圍。
權利要求1.一種微藻連續高效光培養的簡易裝置，其特征在于，包括容器系統、照明系統、曝氣系統、溫度控制系統、支架系統、培養基半自動添加系統和定時控制系統，所述照明系統的照明裝置位于容器系統內部，容器系統底部設有放藻管，培養基半自動添加系統通過加液管給容器系統提供新鮮培養基，所述的定時控制系統控制照明系統和曝氣系統。
2.根據權利要求1所述的微藻連續高效光培養的簡易裝置，其特征在于，所述的容器系統的主體為圓筒柱，圓筒柱的底部為弧形并在底部內側設有卡座，圓筒柱的壁上置有磁力刷，容器系統的蓋子為環形，中部的缺口適合照明裝置穿過，在蓋子上還設有凸起的加液口，加液口側壁上開有線孔，加液口配有蓋子。
3.根據權利要求1所述的微藻連續高效光培養的簡易裝置，其特征在于，所述的照明系統的光源為熒光燈，熒光燈固定在柱子上后放入圓柱形的透明燈罩內，透明燈罩的底部封閉并在底部外側固定有卡子，透明燈罩頂端的蓋子上設有電源開關和線孔。
4.根據權利要求3所述的微藻連續高效光培養的簡易裝置，其特征在于，所述的熒光燈設有四個，所述的柱子為細長方體狀，四個熒光燈兩兩相對排列。
5.根據權利要求1所述的微藻連續高效光培養的簡易裝置，其特征在于，所述的曝氣系統包括空氣過濾箱、氣泵、防倒吸氣管、控氣閥門和氣石，防倒吸氣管的出氣口伸入容器系統的底部并與氣石連接，防倒吸氣管的最高點高于容器系統的頂端。
6.根據權利要求5所述的微藻連續高效光培養的簡易裝置，其特征在于，所述的防倒吸氣管的出氣口設有六個，六個出氣口均勻分布在容器系統底部，每個出氣口均連接有氣O
7.根據權利要求1所述的微藻連續高效光培養的簡易裝置，其特征在于，所述的溫度控制系統包括加熱棒和冷卻管，所述的加熱棒和冷卻管固定在容器系統內部。
8.根據權利要求1所述 的微藻連續高效光培養的簡易裝置，其特征在于，所述的培養基半自動添加系統包括培養基存儲箱、水泵、加液管、總閥門和分閥門，培養基存儲箱頂端設有存儲箱蓋。
9.根據權利要求1所述的微藻連續高效光培養的簡易裝置，其特征在于，所述的定時控制系統包括定時控制器和串聯插座，照明系統和曝氣系統的電源接在串聯插座上。
專利摘要本實用新型涉及微藻連續高效光培養的簡易裝置，包括容器系統、照明系統、曝氣系統、溫度控制系統、支架系統、培養基半自動添加系統和定時控制系統，照明系統的照明裝置位于容器系統內部，容器系統底部設有放藻管，培養基半自動添加系統通過加液管給容器系統提供新鮮培養基，定時控制系統控制照明系統和曝氣系統。該裝置能夠根據要求控制照明系統的光照強度以及光周期，通過曝氣系統在補充藻類生長繁殖所需氧氣以及二氧化碳的同時保持系統內水體的流動；容器系統弧形底部的放藻管能定期排放微藻和殘渣，通過培養基半自動添加系統能及時補充新鮮培養基；裝置造價低廉、操作簡單、便于管理、維護方便，對于需氧微藻室內快速大量連續培養非常實用。
文檔編號C12R1/01GK203128547SQ2013201504
公開日2013年8月14日 申請日期2013年3月29日 優先權日2013年3月29日
發明者周作強, 胡夢紅, 劉其根, 黃翠, 吳杰洋 申請人:上海海洋大學