[发明专利]一种微生物用变重力模拟器

说明书

本发明公开了一种微生物用变重力模拟器，包括微生物舱、环型模拟器、电感器和控制系统，环型模拟器中装有液体，微生物舱由包含铁磁性物质的材料制成，微生物舱放置于液体中，微生物舱包括两个半球壳体，两个半球壳体密封连接，半球壳体内设有用于夹持培养皿的卡槽，电感器至少为三个，电感器均布于环型模拟器上，电感器与控制系统电连接，控制系统能够控制电感器所产生的磁场强度。本发明可以更加真实地模拟微生物在太空中的生长环境，为进一步研究微生物的生理化响应提供实验可行性。

技术领域

本发明涉及重力模拟器技术领域，特别是涉及一种微生物用变重力模拟器。

背景技术

微生物是生物的一个大类，在地球上几乎无处不在，许多微生物被广泛应用到农业、食品、制药、环境保护之中。在离地球200公里的太空中，是一个没有重力，却有高能重粒子辐射的环境，微生物在这个环境中会发生某些方面的变化，或者出现一些异常现象，对未来生物学基础理论研究和应用有着深远的意义。由于太空和地球表面环境有很大的不同，地球表面为1g重力环境，而太空处于失重状态。因此我们将在地面上创造出来的接近失重的状态叫微重力。微重力的值通常为地球表面重力的万分之一。总而言之，微重力就是在地球上尽可能的减小物体所受重力的影响，模拟太空中完全失重的环境。

有研究发现，失重环境对微生物的生物学特征会造成一系列较大的影响。因此科学家研制出了一种在地面从事微重力生物学、医学实验模拟用的微重力模拟器，以模拟失重环境或失重生物效应，探索失重效应的细胞分子机制。在研究初期，人们广泛应用回转器，其主要由动力驱动装置、机械传动系统、实验样品容器等部分组成。其工作原理是：在做样品回转实验时，样品在电机的带动下不停地绕水平轴匀速旋转，重力相对于样品的方向在连续改变，使样品处在不断改变方向的力场中。在适当的转速下，样品总是来不及对重力做出响应，从而达到模拟微重力条件下生物效应的结果。这一时期的微重力模拟器多为二维回转器。随着技术的不断发展，研究者发现二维回转器对研究太空植物育种，植物根系走势，植物胚胎培育有着重要的作用，但是对大部分微生物来说，仍然可以快速适应水平旋转所导致的加速度的改变。因此，科学家设计出了三维模型，然后对新模型进行详细优化，最终得到了全新的模型结构，即三维回转器。

三维回转器又称随机定位仪，该装置含两个相互垂直的转轴，分别驱动外框和内框进行独立转动，速度和方向不断变化，使放置在内框上的细胞在三维方向回转。三维回转器是一种利用离心技术在地面模拟失重生物效应的设备，从力学角度考虑，该装置模拟失重生物效应的原理是基于重力矢量平均，即回转时以细胞为参照，重力方向不断变化，在一个回转周期内重力矢量和为零。但三维回旋器可携带的样品数量平均是三个，无法适用于微生物样品量众多的要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种微生物用变重力模拟器，以解决上述现有技术存在的问题，以更加真实地模拟微生物在太空中的生长环境，为进一步研究微生物的生理化响应提供实验可行性。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供了一种微生物用变重力模拟器，包括微生物舱、环型模拟器、电感器和控制系统，所述环型模拟器中装有液体，所述微生物舱由包含铁磁性物质的材料制成，所述微生物舱放置于所述液体中，所述微生物舱包括两个半球壳体，两个所述半球壳体密封连接，所述半球壳体内设有用于夹持培养皿的卡槽，所述电感器至少为三个，所述电感器均布于所述环型模拟器上，所述电感器与所述控制系统电连接，所述控制系统能够控制所述电感器所产生的磁场强度。

优选地，所述电感器的数量为八个。

优选地，每个所述电感器均包括有上下设置的两个感应线圈。

优选地，所述环型模拟器的顶端设有LED灯，所述LED灯与所述控制系统电连接，所述控制系统能够控制所述LED灯的光照强度。

优选地，所述微生物舱由包含铁磁性物质的玻璃或其他透光材料制成。