一種光生物細(xì)胞接種方法及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及光生物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種光生物細(xì)胞接種方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]微藻的大規(guī)模、高產(chǎn)養(yǎng)殖是制約微藻產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的瓶頸，低成本、高效培養(yǎng)方式的開發(fā)是規(guī)?；a(chǎn)的關(guān)鍵。現(xiàn)有培養(yǎng)方式以“水體培養(yǎng)”為主，即在液體培養(yǎng)基中進(jìn)行微藻培養(yǎng)的方式，其主要包括開放式跑道池和封閉/半封閉反應(yīng)器。但在“水體培養(yǎng)”中，由于陽光射入藻液表層幾厘米后即衰減為零，且藻液內(nèi)外混合效果差，使得微藻的光利用率較低，從而影響了微藻的產(chǎn)量；此外，培養(yǎng)過程中還存在“大水體”(即含有微藻的液體培養(yǎng)基)混合困難、混合能耗高等問題。因而，“附著培養(yǎng)”方式(即，使微藻附著在介質(zhì)上，從而進(jìn)行固定化培養(yǎng)的方式)被嘗試用于微藻養(yǎng)殖。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中，通常使用抽濾方式將微藻細(xì)胞接種在介質(zhì)上。該方法中，使抽真空裝置與微藻細(xì)胞分別位于介質(zhì)的兩側(cè)，由于介質(zhì)具有通孔，且通孔孔徑小于微藻細(xì)胞的直徑(一般為0.1?10 μ m)，從而通過抽真空方式實(shí)現(xiàn)對(duì)微藻細(xì)胞的截留，以將微藻細(xì)胞接種在介質(zhì)上。這種接種方式在實(shí)驗(yàn)室小試規(guī)模下效果良好、應(yīng)用普遍，但當(dāng)接種面積較大時(shí)，工藝放大后的抽真空裝置的抽真空強(qiáng)度和抽真空均一度(即介質(zhì)各個(gè)部位受到的作用力的均一度)明顯降低，從而使微藻細(xì)胞在介質(zhì)上附著分布不均勻，尤其當(dāng)接種面積較大、且接種的微藻量較大時(shí)(即接種后微藻細(xì)胞在介質(zhì)上分布的厚度較大)，細(xì)胞層產(chǎn)生的阻力也較大，致使抽濾操作困難、細(xì)胞附著不牢固，在后續(xù)培養(yǎng)過程中容易脫落，且脫落的細(xì)胞流入到培養(yǎng)液中容易引起培養(yǎng)液污染。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的主要目的在于，提供一種光生物細(xì)胞接種方法及裝置，能夠使光生物細(xì)胞均勻地、牢固地分布在介質(zhì)上。
[0005]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0006]一方面，本發(fā)明提供了一種光生物細(xì)胞接種方法，其中，包括步驟:
[0007]I)將光生物細(xì)胞分散于液體中以配制成含光生物細(xì)胞的溶液；
[0008]2)預(yù)置相對(duì)于所述光生物細(xì)胞呈惰性的介質(zhì)；
[0009]3)根據(jù)所述光生物細(xì)胞可承受的壓力和所述介質(zhì)的附著強(qiáng)度，通過施加相應(yīng)的壓力將所述含光生物細(xì)胞的溶液噴射到所述介質(zhì)上。
[0010]優(yōu)選地，所述含光生物細(xì)胞的溶液中，光生物細(xì)胞的濃度為l-250g/L。
[0011]優(yōu)選地,步驟3)中所述相應(yīng)的壓力為l_15bar。
[0012]優(yōu)選地，步驟3)中，將所述含光生物細(xì)胞的溶液噴射到所述介質(zhì)上時(shí)，噴射到所述介質(zhì)上的液滴直徑為0.1 μ m_5mm。
[0013]特別地，步驟3)之后還可以進(jìn)一步包括:
[0014]向附著有光生物細(xì)胞的所述介質(zhì)上噴射附著強(qiáng)化劑。
[0015]優(yōu)選地，所述光生物細(xì)胞接種方法中，步驟3)中，在所述介質(zhì)的一側(cè)噴射所述含光生物細(xì)胞的溶液，而在所述介質(zhì)的另一側(cè)設(shè)置有能夠產(chǎn)生吸引力的物質(zhì)或裝置。
[0016]可選地，步驟I)具體包括:
[0017]向液體中添加防止所述光生物細(xì)胞失活的保護(hù)劑、和/或維持所述光生物細(xì)胞活性及生長(zhǎng)所需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、和/或促使所述光生物細(xì)胞在所述介質(zhì)上形成生物膜的促成膜物質(zhì)；
[0018]將光生物細(xì)胞分散于所述液體中以配制成含光生物細(xì)胞的溶液。
[0019]優(yōu)選地,所述介質(zhì)為表面粗糙的材料。
[0020]具體地，所述表面粗糙的材料包括具有多孔性和/或多絨毛性的材料。
[0021]另一方面，本發(fā)明提供了一種光生物細(xì)胞接種裝置，其中，所述接種裝置包括:
[0022]光生物細(xì)胞存儲(chǔ)室，用于儲(chǔ)存含光生物細(xì)胞的溶液；
[0023]與所述光生物細(xì)胞存儲(chǔ)室相連的加壓組件，所述加壓組件用于為所述含光生物細(xì)胞的溶液施加壓力；
[0024]與所述光生物細(xì)胞存儲(chǔ)室相連的噴頭，所述噴頭用于將所述加壓組件施加壓力后的所述含光生物細(xì)胞的溶液噴射到介質(zhì)上。
[0025]特別地，所述唆頭包括霧化唆頭。
[0026]具體地，所述加壓組件的加壓方式包括機(jī)械力加壓、氣體加壓、重力加壓、輸送裝置加壓中的至少一種。
[0027]本發(fā)明實(shí)施例提供的光生物細(xì)胞接種方法及裝置，首先將光生物細(xì)胞分散于液體中以配置含光生物細(xì)胞的溶液，然后通過施加壓力將其噴射至預(yù)置好的介質(zhì)上，在壓力作用下，含光生物細(xì)胞的溶液將以大小均勻的液滴形式噴出，從而能夠使光生物細(xì)胞均勻地附著在介質(zhì)上；并且在壓力作用下，噴射出的含光生物細(xì)胞的溶液具有一定的噴射強(qiáng)度，從而使光生物細(xì)胞牢固地附著在介質(zhì)上。
【附圖說明】
[0028]為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0029]圖1:本發(fā)明實(shí)施例提供的一種光生物細(xì)胞接種方法的流程圖；
[0030]圖2:本發(fā)明實(shí)施例提供的依靠機(jī)械力加壓方式施加壓力的一種光生物細(xì)胞接種裝置的示意圖；
[0031]圖3:本發(fā)明實(shí)施例提供的依靠機(jī)械力加壓方式施加壓力的另一種光生物細(xì)胞接種裝置的示意圖；
[0032]圖4:本發(fā)明實(shí)施例提供的依靠氣體加壓方式施加壓力的一種光生物細(xì)胞接種裝置的不意圖；
[0033]圖5:本發(fā)明實(shí)施例提供的依靠機(jī)械力加壓方式施加壓力的一種光生物細(xì)胞接種裝置的示意圖；
[0034]圖6:本發(fā)明實(shí)施例提供的依靠機(jī)械力加壓方式施加壓力的另一種光生物細(xì)胞接種裝置的示意圖；
[0035]圖7:本發(fā)明實(shí)施例提供的依靠重力加壓方式、或氣體加壓方式、或輸送裝置加壓方式施加壓力的一種光生物細(xì)胞接種裝置的示意圖；
[0036]圖8:本發(fā)明實(shí)施例提供的依靠重力加壓方式、或氣體加壓方式、或輸送裝置加壓方式施加壓力的另一種光生物細(xì)胞接種裝置的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0037]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0038]如圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種光生物細(xì)胞接種方法，其中，包括步驟:
[0039]S1、將光生物細(xì)胞分散于液體中以配制成含光生物細(xì)胞的溶液；
[0040]S2、預(yù)置相對(duì)于光生物細(xì)胞呈惰性的介質(zhì)；
[0041]S3、根據(jù)光生物細(xì)胞可承受的壓力和介質(zhì)的附著強(qiáng)度，通過施加相應(yīng)的壓力將含光生物細(xì)胞的溶液噴射到介質(zhì)上。
[0042]本發(fā)明實(shí)施例提供的光生物細(xì)胞接種方法，首先將光生物細(xì)胞分散于液體中以配制成均勻的含光生物細(xì)胞的溶液，然后通過施加壓力將其噴射至預(yù)置好的介質(zhì)上，在壓力作用下，含光生物細(xì)胞的溶液將以大小均勻的液滴形式噴出，能夠使光生物細(xì)胞均勻地附著在介質(zhì)上；并且在壓力作用下，噴射出的含光生物細(xì)胞的溶液具有一定的噴射強(qiáng)度，從而使光生物細(xì)胞牢固地附著在介質(zhì)上。
[0043]需要說明的是，本發(fā)明實(shí)施例提供的光生物細(xì)胞接種方法可以根據(jù)介質(zhì)面積大小、介質(zhì)形狀等調(diào)控噴射位置、噴射移動(dòng)速度，使含光生物細(xì)胞的溶液能夠被噴射至介質(zhì)的任意位置，從而能夠使含光生物細(xì)胞的溶液更加均勻地附著在介質(zhì)上；還可以通過控制噴射量或噴射次數(shù)等控制噴射至介質(zhì)上的光生物細(xì)胞量，從而實(shí)現(xiàn)所需的接種密度。而且，當(dāng)接種量較大時(shí)，通過延長(zhǎng)噴射時(shí)間或加大噴射量、增加噴射次數(shù)、增加噴射壓力等方式，仍然能夠使光生物細(xì)胞均勻、牢固地附著介質(zhì)上。也就是說，本發(fā)明實(shí)施例提供的光生物細(xì)胞接種方法操作靈活，能夠根據(jù)實(shí)際需要任意調(diào)節(jié)噴射壓力、噴射位置、噴射移動(dòng)速度、噴射量等參數(shù)，使光生物細(xì)胞更加均勻、牢固地附著在介質(zhì)上，從而得到更好的接種效果。
[0044]需要說明的是，步驟SI中的光生物細(xì)胞為任何可以利用光能進(jìn)行自養(yǎng)的生物細(xì)胞，比如微藻細(xì)胞、植物細(xì)胞等。
[0045]具體地，步驟SI中的液體可以是任何可以分散光生物細(xì)胞、且能保持其活性的液體，比如可以是水，即將光生物細(xì)胞分散于水中以配置成含光生物細(xì)胞的溶液。
[0046]上述步驟SI具體可以包括:向液體中添加防止光生物細(xì)胞失活的保護(hù)劑、和/或維持光生物細(xì)胞活性及生長(zhǎng)所需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、和/或促使光生物細(xì)胞在介質(zhì)上形成生物膜的促成膜物質(zhì)；將光生物細(xì)胞分散于所述液體中以配制成含光生物細(xì)胞的溶液。即先將保護(hù)劑、和/或營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、和/或促成膜物質(zhì)添加到液體中形成混合溶液，再將光生物細(xì)胞分散于上述液體中，從而配制成含光生物細(xì)胞的溶液。
[0047]在液體中添加上述防止光生物細(xì)胞失活的保護(hù)劑，可以防止因?yàn)檠趸⑷苊?、脫水、溫度劇變、壓力劇變、PH劇變、離子強(qiáng)度劇變等而造成光生物細(xì)胞失活。具體地，該保護(hù)劑例如可以為維生素C，以防止光生物細(xì)胞氧化，可以為氯化鈉(NaCl)，以配成適合光生物細(xì)胞存活的濃度，從而防止光生物細(xì)胞溶脹及脫水，可以為磷酸二氫鉀(KH2PO4)和磷酸氫二鉀(K2HPO4)、和/或醋酸和醋酸鈉，以緩解PH值劇變，也可以是上述任意兩種或兩種以上，總之，只要能夠防止光生物細(xì)胞失活即可，本發(fā)明對(duì)此不作限定。
[0048]在液體中添加上述維持光生物細(xì)胞活性及生長(zhǎng)所需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，可以保證光生物細(xì)胞在接種到介質(zhì)之前、以及接種過程中能夠更好地生長(zhǎng)，該營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)比如可以是光生物細(xì)胞培養(yǎng)所常用的碳源、氮源、無機(jī)鹽