技术领域
本发明涉及一种发酵及其产物研究系统的连接装置，尤其涉及一种用于发酵容器与胞外 发酵产物研究容器的连接装置。
背景技术
现有研究具有特定活性发酵体系的方法是将该发酵产生的具有活性的组分(蛋白、多糖 或小分子物质等)从发酵的胞外液中分离，进行纯化。这种研究方法的缺陷是忽视了发酵体 系中微生物或细胞本身的作用，无法连续补给活性物质，特别是一些活性组分极有可能在分 离过程中丢失活性。另外研究具有特定活性发酵体系的方法是直接研究体系中活性组分，但 因为发酵体系胞外组分复杂，有些组分会直接干扰目标组分的活性。为了实现发酵体系连续 供给活性组分，排除胞外非目标组分的干扰，同时省去复杂的分离纯化步骤，开发一种用于 发酵容器与胞外发酵产物研究容器的连接装置，将发酵产生的复杂胞外体系中的活性组分选 择透过到研究体系中直接进行性质研究非常必要且具有重要意义。但经检索发现有关所述连 接装置及相关文献未见报道。
发明内容
针对现有研究方法的不足，本发明的目的在于提供一种用于发酵容器与胞外发酵产物研 究容器的连接装置。
为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是：
本发明所述用于发酵容器与胞外发酵产物研究容器的连接装置，所述发酵容器是带通气 装置和搅拌装置的底部设置有连接管的平底烧瓶，所述胞外产物研究容器是带通气装置的底 部设置有连接管的试管，其中所述通气装置包括进气管、出气管和无菌空气过滤器，所述搅 拌装置包括磁力搅拌杆和磁力搅拌桨，所述平底烧瓶底部连接管的外径和内径等于试管底部 连接管的外径和内径且两个连接管共轴，连接管外壁底部距平底烧瓶或试管底部延长线的高 度为2-3mm，且底部连接管一端与各自的容器相连，另一端以螺口或磨口形式与连接装置其 中一端的延伸管紧密连接，所述连接装置两端设置有延伸管且在接口处设置有磨口夹；
其特征在于：所述连接装置由可自由拆卸的共轴熔嵌有G1砂芯片的玻璃套管和依次共 轴安放的再生纤维素膜片，“O”型硅胶垫圈与插入玻璃套管中的插入管组成，其中插入管 底端截面与“O”型硅胶垫圈紧密接触，且G1砂芯片，再生纤维素膜片和“O”型硅胶垫圈 由插入管底端截面挤压紧密连接；所述连接装置两端设置有与平底烧瓶底部连接管和试管底 部连接管配套连接的带螺纹或磨砂的延伸管；所述G1砂芯片厚度为4-6mm，距离玻璃套管外 管内磨砂倾斜面底端0.6-2mm，其截面直径与玻璃套管内管内径相等且与玻璃套管内管顶端 截面共轴共面；所述“O”型硅胶垫圈为平垫圈，其外径与插入管底端面外缘直径相等，内 径与插入管底端面内与插入管共轴的中心孔直径相等，且比G1砂芯片直径小4-5mm，其厚度 为0.4-0.6mm；G1砂芯片与“O”型硅胶垫圈间设置的再生纤维素膜片直径等于玻璃套管内 管外径，其可截留的分子量范围为100-300KDa；插入管外壁具有与玻璃套管外管内磨砂配套 的外磨砂，外磨砂倾斜面下缘具有0.15-1.45mm长度范围的非磨砂玻璃区。
上述用于发酵容器与胞外发酵产物研究容器的连接装置中：所述再生纤维素膜片可截留 的分子量范围优选为：100-500Da、500-1000Da、1000Da、2000Da、3500Da、3500-5000Da、 8KDa、8K-10KDa、10KDa、20KDa、50KDa、100KDa或300KDa。
上述用于发酵容器与胞外发酵产物研究容器的连接装置中：依据平底烧瓶底部连接管与 试管底部连接管数量的扩增，所述连接装置数量能相应配套扩展。
本发明所述用于发酵容器与胞外发酵产物研究容器的连接装置在连接发酵与研究该发 酵产生的胞外活性组分系统中的应用。
本发明的有益效果是：
1.本发明所述用于发酵容器与胞外发酵产物研究容器的连接装置组装简单快捷，可自 由拆卸，应用方便。
2.本发明所述连接装置的应用省去了对目标胞外组分复杂的分离纯化步骤。
3.可在一定程度避免发酵产生的胞外体系中非目标组分对目标物质测定结果的干扰。
4.当采用多体系配套连接时，可同时研究发酵产生的胞外系统中几种活性组分。
5.可避免遗漏与主研究物质有协同作用的不明组分。
6.可连续地研究发酵产生的胞外系统中的活性组分。
附图说明
图1本发明所述连接装置结构示意图。
图2本发明的连接装置连接发酵与研究该发酵产生的胞外活性组分系统的具体装置示 意图。
图3双底部连接容器应用本发明所述连接装置的示意图。
上述图1～图3中:1.玻璃套管，2.玻璃套管外管，3.玻璃套管内管，4.玻璃套管外 管壁，5.玻璃套管内管壁，6.G1砂芯片，7.玻璃套管内管顶端截面，8.G1砂芯片顶端截面， 9.玻璃套管外管磨砂倾斜下缘截面，10.再生纤维素膜片，11.“O”型硅胶垫圈，12.插入管 底端截面，13.插入管非磨砂玻璃区，14.玻璃套管外管内磨砂，15.插入管外磨砂，16.插入 管，17.延伸管，18.螺纹，19.磨口夹，20.螺口连接处，21.图1所示的连接装置，22.底 部带连接管的平底烧瓶(发酵容器)，23.底部带连接管的试管(研究容器)，24.进气管，25. 磁力搅拌杆，26.磁力搅拌桨，27.盘式呼吸器或称无菌空气过滤器，28.橡胶塞，29.出气 管，30.平底烧瓶或试管底部连接管。
具体实施方式
下面结合附图对本发明所述用于发酵容器与胞外发酵产物研究容器的连接装置进行进 一步详细阐述。
实施例1
将可截留的分子量为5KDa的再生纤维素膜片(10)压在G1砂芯片(6)顶端截面(8) 上，再压上“O”型硅胶垫圈(11)，将插入管(16)插入玻璃套管(1)中，插入管底端截 面(12)紧实地挤压放置在玻璃套管内的“O”型硅胶垫圈使“O”型硅胶垫圈(11)、再生 纤维素膜片(10)和G1砂芯片(6)紧密连接，组装过程中插入管(16)和玻璃套管(1) 通过玻璃套管外管内磨砂(14)和插入管外磨砂(15)紧密连接，磨口夹(19)夹紧接口处 (如图2所示)，使得图1所示连接装置(21)紧密连接，即获得本发明所述用于发酵容器 与胞外发酵产物研究容器的连接装置(如图1所示)。
实施例2
将可截留的分子量为1KDa的再生纤维素膜片(10)压在G1砂芯片(6)顶端截面(8) 上，再压上“O”型硅胶垫圈(11)，将插入管(16)插入玻璃套管(1)中，插入管底端截 面(12)紧实地挤压放置在玻璃套管内的“O”型硅胶垫圈使“O”型硅胶垫圈(11)，再生 纤维素膜片(10)和G1砂芯片(6)紧密连接，组装过程中插入管(16)和玻璃套管(1) 通过玻璃套管外管内磨砂(14)和插入管外磨砂(15)紧密连接，磨口夹(19)夹紧图2所 示的接口处，使得图1所示连接装置(21)紧密连接。
再将图1所示的连接装置(21)通过其延伸管(17)两端的螺纹(18)与平底烧瓶(22) 和试管(23)底部连接管(30)上相应的螺纹在螺口连接处(20)螺旋紧密连接如图2所示。
平底烧瓶(22)盖上带搅拌装置(磁力搅拌杆(25)+磁力搅拌桨(26))和通气装置(进 气管(24)+盘式呼吸器(27)+出气管(29))的橡胶塞(28)。试管(23)上盖上带通气装置(盘 式呼吸器(27)+出气管(29))的橡胶塞(28)。整个装置如图2所示。
上述组装的用于发酵容器与胞外发酵产物研究容器的连接装置，所述发酵容器是带通气 装置和搅拌装置的底部设置有连接管的平底烧瓶，所述胞外产物研究容器是带通气装置的底 部设置有连接管的试管，其中所述通气装置包括进气管、出气管和无菌空气过滤器，所述搅 拌装置包括磁力搅拌杆和磁力搅拌桨，所述平底烧瓶底部连接管的外径和内径等于试管底部 连接管的外径和内径且两个连接管共轴，连接管外壁底部距平底烧瓶或试管底部延长线的高 度为3mm，且底部连接管一端与各自的容器相连，另一端以螺口形式与连接装置其中一端的 延伸管紧密连接，所述连接装置两端设置有延伸管且在接口处设置有磨口夹；其中，所述连 接装置由可自由拆卸的共轴熔嵌有G1砂芯片的玻璃套管和依次共轴安放的再生纤维素膜片， “O”型硅胶垫圈与插入玻璃套管中的插入管组成，其中插入管底端截面与“O”型硅胶垫圈 紧密接触，且G1砂芯片，再生纤维素膜片和“O”型硅胶垫圈由插入管底端截面挤压紧密连 接；所述连接装置两端设置有与平底烧瓶底部连接管和试管底部连接管配套连接的带螺纹的 延伸管；所述G1砂芯片厚度为5mm，距离玻璃套管外管内磨砂倾斜面底端2mm，其截面直径 与玻璃套管内管内径相等且与玻璃套管内管顶端截面共轴共面；所述“O”型硅胶垫圈为平 垫圈，其外径与插入管底端面外缘直径相等，内径与插入管底端面内与插入管共轴的中心孔 直径相等，且比G1砂芯片直径小4mm，其厚度为0.5mm；G1砂芯片与“O”型硅胶垫圈间设 置的再生纤维素膜片直径等于玻璃套管内管外径；插入管外壁具有与玻璃套管外管内磨砂配 套的外磨砂，外磨砂倾斜面下缘具有1.45mm的非磨砂玻璃区。
将如图2所示的整套装置高压湿热蒸汽灭菌，待灭菌结束装置冷却后，在无菌操作条件 下，在平底烧瓶(22)中倒入已经灭菌的Phanerochaete chrysosporium的kirk液体合成 培养基，接种用PDA培养基预培养制备的Phanerochaete chrysosporium孢子悬浮液，在试 管(23)中倒入用灭菌kirk液体合成培养液配制的无菌木素溶液，然后整体放入培养箱中 实施培养。
培养过程中Phanerochaete chrysosporium分泌产生的分子量小于1KDa的组分由于浓 度梯度通过本发明所述用于发酵容器与胞外发酵产物研究容器的连接装置中的能截留1KDa 分子量膜扩散进入试管。
取样前将试管中的物质混匀，从试管中取部分体积的样品，用1ml 5M NaOH将pH调整 至13，离心13900rpm,4℃,10min,取上清液用5k的超滤管4000g，4℃，离心30min。
取超滤管上管中的物质混匀，用凝胶渗透色谱(GPC)测定>5kDa的木素部分的分子量 分布。
取下管<5kDa的部分用液质联用(LC-MS)检测。
通过GPC和LC-MS检测的结果判定木素的降解情况，从而判定活性组分是否在小于1KDa 的分子量范围内。
连续取样检测，查看Phanerochaete chrysosporium分泌的活性物质降解木素能力的变 化情况。
实施例3
将可截留的分子量为1KDa和5KDa的再生纤维素膜片(10)分别压在两套玻璃套管(1) 的G1砂芯片(6)顶端截面(8)上，再分别压上两个“O”型硅胶垫圈(11)，将两个插入 管(16)分别插入两个玻璃套管(1)中，插入管底端截面(12)紧实地挤压放置在玻璃套 管内的“O”型硅胶垫圈，使“O”型硅胶垫圈(11)，再生纤维素膜片(10)和G1砂芯片(6) 紧密连接，插入管(16)和玻璃套管(1)通过玻璃套管外管内磨砂(14)和插入管外磨砂 (15)紧密连接，两个磨口夹(19)分别夹紧如图3所示的接口处，使得两套连接装置(21) 紧密连接。
再将两套图1所示的连接装置(21)通过其延伸管(17)两端的螺纹(18)与底部带有 两个连接管的平底烧瓶(22)和两个底部带有连接管的试管(23)通过相应的螺纹在螺口连 接处(20)螺旋紧密连接如图3所示。
平底烧瓶(22)盖上带搅拌装置(磁力搅拌杆(25)+磁力搅拌桨(26))和通气装置(进 气管(24)+盘式呼吸器(27)+出气管(29))的橡胶塞(28)。两个试管(23)上盖上带通 气装置(盘式呼吸器(27)+出气管(29))的橡胶塞(28)。整个装置如图3所示。
将如图3所示的整套装置高压湿热蒸汽灭菌，待灭菌结束装置冷却后，在无菌操作条件 下，在平底烧瓶(22)中倒入已经灭菌的Phanerochaete chrysosporium的kirk液体合成 培养基，接种用PDA培养基预培养制备的Phanerochaete chrysosporium孢子悬浮液，在试 管(23)中倒入用灭菌kirk液体合成培养液配制的无菌木素溶液，然后整体放入培养箱中 实施培养。
培养过程中Phanerochaete chrysosporium分泌产生的分子量小于1KDa的组分和小于 5KDa的分子由于浓度梯度通过本发明所述两套用于发酵容器与胞外发酵产物研究容器的连 接装置中分别能截留1KDa和截留5KDa的膜扩散分别进入两个相应的试管。
取样前将试管中的物质混匀，从试管中取部分体积的样品，用1ml 5M NaOH将pH调整 至13，离心13900rpm,10℃,10min，取上清液用5k的超滤管4000g，4℃，离心30min。
取超滤管上管中的物质混匀，用凝胶渗透色谱(GPC)测定>5kDa的木素部分的分子量 分布。
取下管<5kDa的部分用液质联用(LC-MS)检测。通过GPC和LC-MS取样检测检测结果判 定木素的降解情况，从而判定活性组分是否在大于1KDa小于5KDa的分子量范围内。
连续取样检测，查看Phanerochaete chrysosporium分泌的胞外活性物质降解木素能力 的变化情况。
更换更小范围的再生纤维素膜，重复上述步骤，缩小Phanerochaete chrysosporium 分泌的胞外降解木素活性组分的分子量范围。