本發(fā)明涉油氣田微生物生物化學(xué)領(lǐng)域，更進(jìn)一步說，涉及一種便于觀測和取樣的微生物反應(yīng)裝置及使用方法。

背景技術(shù)：

在一定的條件下，微生物能與其他物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生生物表面活性物質(zhì)、有機(jī)溶劑、生物聚合物、氣體等代謝產(chǎn)物。這些代謝產(chǎn)物中有的能進(jìn)一步被利用。目前大都利用玻璃平皿或玻璃容器等進(jìn)行微生物與底物作用的簡單實(shí)驗(yàn)，不能研究反應(yīng)過程中的各種變化機(jī)制，也不易對反應(yīng)過程中物質(zhì)組成和性質(zhì)的變化進(jìn)行取樣分析。所以，建立一種便于觀察微生物與底物作用的整個作用過程，并同時開展作用機(jī)理分析的裝置，不僅有利于實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)程序和操作標(biāo)準(zhǔn)化，而且對于從實(shí)驗(yàn)過程中獲得更多信息和數(shù)據(jù)具有重要意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種便于觀測和取樣的微生物反應(yīng)裝置及使用方法。

本發(fā)明致力于建立一種反應(yīng)裝置，可以研究微生物與底物之間所發(fā)生的反應(yīng)，可以研究在除氧或有氧條件下微生物與底物之間的作用機(jī)理和影響因素，可以方便地對菌液、底物及產(chǎn)物進(jìn)行多次取樣以測定反應(yīng)產(chǎn)物，從而推斷反應(yīng)的過程，為實(shí)際生產(chǎn)提供依據(jù)。為實(shí)現(xiàn)上述目的，申請人對反應(yīng)容器、取樣點(diǎn)和取樣方法做了獨(dú)特的設(shè)計，并對實(shí)驗(yàn)裝置的主體材料進(jìn)行篩選。

本發(fā)明的目的之一是提供一種便于觀測和取樣的微生物反應(yīng)裝置。本發(fā)明的一種便于觀測和取樣的微生物反應(yīng)裝置，包括：容器5、頂蓋6、一個或多個 球形反應(yīng)腔室1、支架4；所述容器5的材質(zhì)為透明材質(zhì)，所述頂蓋6與容器5適配，所述支架4放置于容器5內(nèi)，所述球形反應(yīng)腔室1可拆卸且密封地放置于所述支架4上；所述球形反應(yīng)腔室1下端留有開口，上端有一個或多個取樣口2，所述取樣口2用密封部件密封。

本發(fā)明的微生物反應(yīng)裝置，還可以包括至少一個加壓或抽空閥門7，所述加壓或抽空閥門7優(yōu)選設(shè)置在所述頂蓋6上，可通過抽空閥門進(jìn)行抽空，或通過加壓閥門注入所需氣體。

本發(fā)明的微生物反應(yīng)裝置，優(yōu)選包括向所述球形反應(yīng)腔室1注入或取樣的注入部件3。所述注入部件3可為注射器或其他注入裝置。

所述取樣口2處的密封部件可為橡膠膠塞或橡膠蓋帽。

所述的微生物反應(yīng)裝置還可以包括固定部件9，所述固定部件9用于將支架4固定在容器5中。所述固定部件9可以為不銹鋼或者金屬材料，在底部用螺栓固定。

所述容器5的透明材質(zhì)，優(yōu)選至少能承受高于50℃的溫度、一個大氣壓以上的壓力及高于0.1MPA以下的真空度的材質(zhì)。

本發(fā)明目的之二是提供便于觀測和取樣的微生物反應(yīng)裝置的使用方法，該方法包括以下步驟：將所述裝置進(jìn)行消毒；打開頂蓋6，將安裝有球形反應(yīng)腔室1的支架4放置于容器5內(nèi)；將菌液9加入所述容器5內(nèi)，將所述球形反應(yīng)腔室1的取樣口2用密封部件密封；進(jìn)行取樣或進(jìn)樣；蓋好所述頂蓋6。

其中，所述取樣或進(jìn)樣優(yōu)選通過注入部件3實(shí)現(xiàn)。進(jìn)行取樣或進(jìn)樣時，可包括以下步驟：將所述注入部件3穿過所述球形反應(yīng)腔室1上部的取樣口2的密封部件后，將樣品(或底物)10注入到菌液的液面上或者從菌液中取樣。所述樣品(或底物)10可以是原油或者其他比微生物菌液密度小的化學(xué)物質(zhì)。

由于球形反應(yīng)腔室1的上部主要用于收集細(xì)菌和原油作用產(chǎn)生的氣體，因此所述菌液(或菌液和底物的混合物)的液面高度超過所述球形反應(yīng)腔室1的下端但最好不超過所述球形反應(yīng)腔室1高度的一半，優(yōu)選超過反應(yīng)腔室1高度 的三分之一但不超過所述球形反應(yīng)腔室1高度的一半。

根據(jù)具體實(shí)驗(yàn)需要，所述方法還可以包括以下步驟：通過容器頂蓋6上的加壓或抽空閥門7進(jìn)行抽空或注入氣體加壓。通過加壓或抽空閥門7注入的氣體優(yōu)選為惰性氣體。如需要在無氧環(huán)境下實(shí)驗(yàn)，可以通過容器頂蓋6上的抽空閥門進(jìn)行抽真空，或通過加壓閥門注入氮?dú)?、氦氣等惰性氣體驅(qū)掃去除氧氣。

具體地，所述方法可包括以下步驟：

(1)將容器5進(jìn)行滅菌消毒；

(2)將安裝有球形反應(yīng)腔室1的支架4進(jìn)行滅菌消毒后放置于容器5內(nèi)；

(3)將菌液加入容器5內(nèi)，加入的菌液的液面高度不超過球形反應(yīng)腔室1高度的一半；支架外部的容器內(nèi)沒有菌液，只是為容器加溫加壓以及創(chuàng)造厭氧環(huán)境而設(shè)計；

(4)將球形反應(yīng)腔室1上部的取樣口2用橡膠塞或蓋帽蓋好；

(5)用注入部件3將原油等底物通過球形反應(yīng)腔室1上部的取樣口2注入到菌液液面；

(6)將容器5用頂蓋6蓋好以密封；

(7)如需在無氧環(huán)境下實(shí)驗(yàn)，可以通過容器頂蓋6上的抽空閥門進(jìn)行抽空，或通過加壓閥門用氮?dú)?、氦氣等惰性氣體驅(qū)掃去除氧氣。如需有氧環(huán)境，則開閥門。

(8)實(shí)驗(yàn)過程中可以觀察反應(yīng)現(xiàn)象和過程，并可隨時通過球形反應(yīng)腔室1上部的取樣口2取得氣樣、反應(yīng)產(chǎn)物樣品和菌液樣品進(jìn)行分析。

本發(fā)明的裝置有以下特點(diǎn)：

(1)本發(fā)明的主體材料用透明材料制作，能很直觀的觀察微生物與底物之間作用過程的現(xiàn)象變化。

(2)本發(fā)明的容器能夠密封，能至少承受高于50℃的溫度、一個大氣壓以上的壓力及高于0.1MPA以下的真空度。

(3)每個球形反應(yīng)腔室上部有一個或多個開口(即取樣口)，用于取液體 和氣體樣品。該開口利用密封部件(如橡膠塞或橡膠蓋帽)密封，并能用注射器針頭或其他注射裝置輕易穿透，拔出針頭后能夠保證密封。

(4)本發(fā)明的裝置能夠在球形反應(yīng)腔室1上部取得氣樣進(jìn)行氣相組成分析，在液面上對底物進(jìn)行取樣，對球形反應(yīng)腔室1內(nèi)外的菌液進(jìn)行取樣。

(5)本發(fā)明的裝置能夠放置于一定的溫度下長時間進(jìn)行反應(yīng)。

(6)利用本發(fā)明的裝置可以同時對不同的底物與菌液的相互作用進(jìn)行評價。

本發(fā)明的裝置能很直觀的觀察在微生物與底物之間作用過程的現(xiàn)象變化；利用本裝置可以同時對一種菌液和不同的底物的相互作用進(jìn)行平行實(shí)驗(yàn)，例如圖1中存在4個球形反應(yīng)腔室，可以同時進(jìn)行微生物與不同底物之間的反應(yīng)；容器能夠承受一定的壓力和真空，可以使微生物與底物的相互作用實(shí)驗(yàn)選擇在除氧或有氧條件下進(jìn)行；取樣口的設(shè)計能方便及時地提取反應(yīng)過程中及反應(yīng)后的產(chǎn)物進(jìn)行分析。

本發(fā)明的裝置和方法能夠?qū)崿F(xiàn)評價微生物與底物之間所發(fā)生的反應(yīng)，直觀地觀察微生物與底物發(fā)生反應(yīng)的過程。而且構(gòu)造簡單，不影響反應(yīng)進(jìn)程，操作方便，適于推廣應(yīng)用。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的便于觀測和取樣的微生物反應(yīng)裝置的結(jié)構(gòu)剖面圖。

附圖標(biāo)記說明

1-球形反應(yīng)腔室；2-取樣口；3-注入部件；4-支架；5-容器；6-頂蓋；7-加壓或抽空閥門；9-固定部件；10-菌液；11-樣品。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例，進(jìn)一步說明本發(fā)明。

實(shí)施例中所使用的儀器、試劑均為市售。

下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說明：本實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述實(shí)施例。

實(shí)施例1

如圖1所示，本實(shí)施例所涉及的一種便于觀測和取樣的微生物反應(yīng)裝置，包括：容器5、頂蓋6、球形反應(yīng)腔室1、支架4、注入部件3、加壓或抽空閥門7、固定部件9；所述容器5的材質(zhì)為透明材質(zhì)；所述頂蓋6與容器5適配密封，所述支架4放置于容器5內(nèi)，所述球形反應(yīng)腔室1放置于所述支架4上；所述球形反應(yīng)腔室1下端留有開口，上端和側(cè)面各有一個取樣口2，所述取樣口2用密封部件密封；所述注入部件3為注射器；所述密封部件為橡膠膠塞或橡膠蓋帽；所述加壓或抽空閥門7設(shè)置在所述頂蓋6上；所述固定部件9用于將支架固定在容器中。取樣或進(jìn)樣時可將所述注射器穿過所述取樣口的密封部件對樣品11進(jìn)行取樣或進(jìn)樣。

具體實(shí)施步驟如下：

(1)將容器5進(jìn)行滅菌消毒；

(2)將安裝有球形反應(yīng)腔室1的支架4進(jìn)行滅菌消毒后放置于容器5內(nèi)；

(3)將菌液加入容器5內(nèi)，加入菌液的液面高度高于球形反應(yīng)腔室的1/3但不能超過球形反應(yīng)腔室1高度的一半；

(4)將球形反應(yīng)腔室1上部的取樣口2用橡膠塞蓋好；

(5)用注射器將待與菌液作用的待試原油底物通過球形反應(yīng)腔室1上部的取樣口2注入到菌液液面。

(6)將容器5用頂蓋6蓋好以密封；開始反應(yīng)過程，可隨時觀察及取樣。

(7)a：無氧環(huán)境下實(shí)驗(yàn)，可以通過容器頂蓋上的抽空閥門進(jìn)行抽空，或通過加壓閥門用氮?dú)獾榷栊詺怏w驅(qū)掃去除氧氣。b：有氧條件下的實(shí)驗(yàn)不需要抽 空這一實(shí)驗(yàn)步驟，容器頂蓋抽空閥門打開。

實(shí)驗(yàn)過程中可以觀察反應(yīng)現(xiàn)象和過程，并可隨時通過球形反應(yīng)腔室上部的取樣口取得氣樣、反應(yīng)產(chǎn)物樣品和菌液樣品進(jìn)行其它分析。