CN207201633U - 一种喷溅式植物培养装置 - Google Patents

Abstract

一种喷溅式植物培养装置，包括培养罐体，所述培养罐体上端设有罐体盖子，罐体盖子上端经硅胶管连接空气除菌器，所述培养罐体内设有网格，网格下端设有多个喷溅头，所述喷溅头包括浮圈，浮圈下端经挂绳连接固定圈，固定圈固定在软管的一端，所述软管的另一端与固定在培养罐体内壁上的空气导管连接，空气导管置于培养罐体外侧的一端经Ⅰ硅胶管连接Ⅰ空气除菌器，Ⅰ空气除菌器上连接有充气泵，充气泵上连接有时控器。本实用新型具有现有技术中间歇浸没培养装置的所有优点的同时，还具有良好的通风换气***，可使培养的植物抗逆性大大增强，为后续的炼苗操作提供保障。

Description

一种喷溅式植物培养装置

技术领域

本实用新型涉及一种喷溅式植物培养装置。

背景技术

植物组织培养技术诞生一百多年来已广泛应用于作物育种、花卉、果蔬及林业种苗的扩繁，具有其他技术手段不可比拟的优势。目前在植物组织培养领域，培养方式主要是指在培养瓶中将琼脂作为支持物的固体或半固体的培养。这种培养方式需要耗费大量的琼脂，并且在灌装以及清洗时需处理大量容器，因此耗费大量劳动力，从而导致生产成本居高不下。液体培养方式虽然具有更新容易、无需换容器、方便过滤灭菌、清洗方便、便于大型容器应用、减少转苗时间等优点；但在液体培养时缺点也比较集中，例如容易缺氧、长期浸没于液体中植物器官易玻璃化、植物器官对搅拌力敏感、以及需要复杂的设备等。

欧洲从1994年开始对生物反应器技术应用于植物组织培养进行了广泛的研究，比较有代表性的研究成果是间歇式气-液交换生物反应器如气升式反应器（RITAR）和双瓶式（BITR）生物反应器。间歇的气体驱动营养液进行培养的方式很好的解决了通气和营养的供给的问题，并且可以控制培养条件同时省去了不可回收的基质物料，相对于传统培养有效的减少了劳动力及物料的消耗，并且提高了组培苗的质量。但RITAR构造复杂使制造成本过高，BITR的培养瓶和通气泵冗余使总体成本增加并导致空间利用率降低，限制了它们的普遍应用。

国内对间歇浸没培养反应器的研究主要有以下方面：1、对传统搅拌罐、气升罐的改进；但是由于仍然采用浸没式培养，因此玻璃化现象无法解决。2、层向流反应器，如浅层式和转鼓式培养反应器；虽减少了玻璃化现象，但是培养效果不理想。3、喷淋、雾化型反应器，此类反应器培养效果较为理想，现在也有相关的专利申请，如专利号为97220500.4的“植物器官生物培养反应器”和专利号为96204509.8的“多层转动筛板式雾状流植物组织培养反应器”，以及专利号为96207831.X的“弹性阀筛板植物组织培养反应器”。但此种培养方式在培养后期随着植物的生长，雾状的培养液很难分布均匀，严重影响了植物的生长。4、间歇浸没反应器，此类反应器主要是利用培养液对植物组织的间歇浸没进行培养，浸没时供给植物营养，间歇时又提供植物足够的氧气。由于该培养方式较好的解决了玻璃化的问题，并且营养物质随着对植物组织的浸没也可以得到很好的传递；因此这种培养方式可以很好的解决植物组织培养中的各种难题。此类培养方式国外研究较多，并且在国内此种反应器也有相关的专利申请，如专利号为98205797.0的“气升式周期浸没光照植物细胞组织器官培养反应器”，专利号为98102396.7的“气升式周期浸没光照植物细胞组织器官培养方法及培养反应器”，专利号为200920116327的“间歇浸没植物组织器官的培养反应器”以及专利号为201020288879.1的“间歇浸没的开合式植物生物反应器”等。

但是两类应用较好的培养装置均具有能耗大的缺陷，如喷淋、雾化型反应器操作的对象是培养液，而间歇浸没反应器则是利用气压将培养装置内的所有培养液定期排到特定的培养部位，因此在操作时需要的能耗就比较大。

实用新型内容

本实用新型其目的就在于提供一种喷溅式植物培养装置，解决了目前普通培养装置均具有能耗大缺陷的问题。

实现上述目的而采取的技术方案，包括培养罐体，所述培养罐体上端设有罐体盖子，罐体盖子上端经硅胶管连接空气除菌器，所述培养罐体内设有网格，网格下端设有多个喷溅头，所述喷溅头包括浮圈，浮圈下端经挂绳连接固定圈，固定圈固定在软管的一端，所述软管的另一端与固定在培养罐体内壁上的空气导管连接，空气导管置于培养罐体外侧的一端经Ⅰ硅胶管连接Ⅰ空气除菌器，Ⅰ空气除菌器上连接有充气泵，充气泵上连接有时控器。

有益效果

与现有技术相比本实用新型具有以下优点。

（1）节省成本，降低能耗。与传统组织培养方式相比，采用本实用新型的喷溅式植物培养装置及其使用方法进行大规模植物组织培养可以节省大量的不能重复利用的物料（如琼脂等）的消耗，并且培养容器体积的增加以及接种过程的简化和培养过程的自动化程度的提高使人力的消耗也大大减少。同时喷溅式方法的应用克服了传统间歇浸没培养需要通过气压压起全部培养液时能耗大的缺点，在培养过程中只需通过气压对少量浅层液面的培养液进行操作，大大降低了能耗，因此本实用新型涉及到的装置及其使用方法的应用具有降低植物组织培养成本的作用。

（2）实现规模化扩繁。本实用新型与传统的组织培养室可以很好的配合进行大规模快繁。通过对装置内部微环境的调整可以大大提高扩繁效率，并且可以使植物处于最佳的生长发育代谢状态，提高组培苗的质量和品质。本实用新型具有现有技术中间歇浸没培养装置的所有优点，具有良好的通风换气***，可使培养的植物抗逆性大大增强，为后续的炼苗的操作提供保障。

附图说明

以下结合附图对本实用新型作进一步详述。

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型中培养罐体内部结构俯视图；

图3为本实用新型中喷溅头结构示意图；

图4为本实用新型中喷溅头正视图。

具体实施方式

本装置包括培养罐体4，如图1-图4所示，所述培养罐体4上端设有罐体盖子3，罐体盖子3上端经硅胶管2连接空气除菌器1，所述培养罐体4内设有网格8，网格8下端设有多个喷溅头10，所述喷溅头10包括浮圈10-1，浮圈10-1下端经挂绳10-2连接固定圈10-3，固定圈10-3固定在软管9的一端，所述软管9的另一端与固定在培养罐体4内壁上的空气导管7连接，空气导管7置于培养罐体4外侧的一端经Ⅰ硅胶管5连接Ⅰ空气除菌器6，Ⅰ空气除菌器6上连接有充气泵11，充气泵11上连接有时控器12。

所述培养罐体4与罐体盖子3通过螺纹连接。

所述的喷溅式植物培养装置各个部分均为PP、PC、玻璃、硅胶等可进行高温高压蒸汽灭菌的透光性好的材料制成。

本实用新型中所述空气除菌器1用于过滤空气，使培养反应器内进出的空气处于无菌状态；硅胶管2用于连罐体盖子3和空气除菌器1；罐体盖子3内具有螺纹可与培养罐体4连接，且上部中心位置具有向上突出的出气小嘴，用于通过硅胶管2与空气除菌器1连接，实现罐体中气压的排放，培养罐体4为培养植物组织的部分。罐体中部固定设置格网8，罐体侧部设置有固定的空气导管7，其在罐体内部一端有向内突出小嘴，在与8格网两者的中间位置具有横向突出的进气小嘴。Ⅰ硅胶管5可连接空气导管7在罐体外部的空气除菌器2。Ⅰ空气除菌器6，用于过滤空气，使培养反应器内进出的空气处于无菌状态；空气导管7固定设置于培养罐体4侧面，用于无菌空气的导入。格网8固定设置于培养罐体4内的中部位置，用于放置需要培养的外植体，格网目数要适当，以防止培养的外植体掉落。软管9连接空气导管7在培养罐体4内侧的喷溅头10，呈分支状，分支数量由喷溅头10数量决定，其长度可根据实际情况调整。喷溅头10由浮圈10-1、挂绳10-2、固定圈10-3三部分组成。浮圈10-1提供上浮动力，使喷溅头10浮于培养液，而软管9通过固定圈10-3固定后通过挂绳10-2与浮圈10-1连接。通过调整挂绳10-2的长度可调节软管9与培养液表面的距离，形成浅层液面。而喷溅则是由高压气体通过软管9到达浅层液面形成喷溅的液滴，到达格网8浸润植物组织。

充气泵11用于提供工作时的气压动力。时控器12通过控制电流的通断来控制充气泵11的工作，通过控制电流的通断频率来实现装置的喷溅频率。

喷溅式植物培养装置的使用方法，具体操作步骤如下：

（1）装置主体灭菌：在培养罐体4中注入一定量的培养液后，按照附图说明中图1的说明将图1中1至10所示的各个部分相连接。后将其在121℃下高温高压蒸汽灭菌20min。取出冷却备用。

（2）接种：将灭菌好的装置主体部分于无菌条件下，将罐体盖子3打开后，接种入需要规模扩繁的外植体，后密封即完成接种。

（3）参数设置：将时控器12根据需要设定不同的通断频率后连接充气泵11，然后再与装置主体部分连接即可。

（4）培养：将连接好的装置接通电源后置于普通组织培养室中进行光照培养。培养过程为：当充气泵11处于工作状态时，气体由与培养罐体4中部横向突出的进气小嘴连接的Ⅰ空气除菌器6进行除菌处理，然后通过Ⅰ硅胶管5导入进入空气导管7，随后进入与之连接的软管9到达由喷溅头10形成的浅层液面，由于存在气压的作用，浅层液面形成喷溅液滴。培养液液滴达到格网8上后浸润植物组织，达到培养的效果。培养罐体4中多余的气体则通过罐体盖子3中间出口位置连接的硅胶管2和Ⅰ空气除菌器6被排出。当充气泵11停止工作后，植物组织上仍会在存留的培养液滋润下生长，待到一定时间后当存留的培养液被植物组织吸收或蒸发后，可通过再次开启充气泵11进行喷溅培养。而喷溅的时间以及间隔的时间可通过时控器12来调节。

（5）添加培养液继续培养：当培养一段时间后，培养液中成分会有一定的消耗，使得喷溅头10与格网8之间距离过大，影响喷溅效果，因此根据实际培养需要可对培养液进行添加来保证植物的生长。其具体操作如下：首先将新鲜的培养液于密封的锥形瓶中121℃下高温高压灭菌20min，冷却备用。然后将其与正在培养植物的装置主体部分紫外灭菌后，于无菌条件下将新鲜培养液添加到装置中，继续培养。

（6）完成培养。经过一段时间的培养后即完成培养。培养的植物组织可进行下一步的移栽等操作。装置各个部分经过清洗后可重复利用，以节省成本。

Claims (2)

1.一种喷溅式植物培养装置，包括培养罐体(4)，其特征在于，所述培养罐体(4)上端设有罐体盖子(3)，罐体盖子(3)上端经硅胶管(2)连接空气除菌器(1)，所述培养罐体(4)内设有网格(8)，网格(8)下端设有多个喷溅头(10)，所述喷溅头(10)包括浮圈(10-1)，浮圈(10-1)下端经挂绳(10-2)连接固定圈(10-3)，固定圈(10-3)固定在软管(9)的一端，所述软管(9)的另一端与固定在培养罐体(4)内壁上的空气导管(7)连接，空气导管(7)置于培养罐体(4)外侧的一端经Ⅰ硅胶管(5)连接Ⅰ空气除菌器(6)，Ⅰ空气除菌器(6)上连接有充气泵(11)，充气泵(11)上连接有时控器(12)。

2.根据权利要求1所述的一种喷溅式植物培养装置，其特征在于，所述培养罐体(4)与罐体盖子(3)通过螺纹连接。