[发明专利]一种多功能高通量定向进化系统及定向进化方法

说明书

本发明属于实验仪器设备领域，具体涉及一种多功能高通量定向进化系统及定向进化方法。所述定向进化系统，包括：恒温装置、培养液单元、诱导剂单元、微生物培养单元、进化单元、信号检测单元、信号读取装置、空气过滤器、泵；培养液单元与微生物培养单元无菌连通；诱导剂单元和进化单元无菌连通；微生物培养单元和进化单元无菌连通；进化单元和信号检测单元无菌连通；信号检测单元和信号读取装置电连接；所述培养液单元、诱导剂单元、微生物培养单元和进化单元上分别设置有空气过滤器。本发明的设备及使用方法，可以实现在生物体内对目标基因自动进化，避免文库的建立以及大量的筛选工作和过多的人工干预，实现自动、高通量的定向进化。

技术领域

本发明属于实验仪器设备领域，具体涉及一种多功能高通量定向进化系统及基于该装置的定向进化方法。

背景技术

在生物实验室中，定向进化是探索基因和蛋白功能的重要手段，目前现有的定向进化技术还停留在在建库-筛选的重复过程，需要大量的人力物力及时间去构建文库以及筛选合适的基因或蛋白,往往一轮进化就需要1周，进化效率低。

专利CN 102978104 A公布了一种无动力自流式产氢微生物定向进化单元，但只能用于产气微生物的定向进化，也不能实现高通量、高效的定向进化。

发明内容

鉴于此，有必要针对上述问题提供一种多功能高通量定向进化单元及定向进化方法，可以实现连续进化且无需过多人为干预，即可实现高通量快速定向进化。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种多功能高通量定向进化系统，包括：恒温装置1、培养液单元2、诱导剂单元3、微生物培养单元4、进化单元5、用于反应进化进程的信号检测单元8、读取信号检测单元8的信号的信号读取装置9、维持各单元压力平衡的空气过滤器11、实现各单元之间液体流动的泵(第一泵201、第二泵301、第三泵401、第四泵402、第五泵501)；微生物培养单元4和进化单元5位于恒温装置1中，根据不同的微生物培养条件调整恒温槽的温度；培养液单元2与微生物培养单元4通过连接管无菌连通，第一泵201位于连接通路上；诱导剂单元3和进化单元5通过连接管无菌连通，第二泵301位于连接通路上；微生物培养单元4和进化单元5通过连接管无菌连通，第四泵402位于连接通路上；进化单元5和信号检测单元8通过连接管无菌连通，第五泵501位于连接通路上；信号检测单元8和信号读取装置9电连接。

进一步的，所述定向进化系统还包括一废液池10；信号检测单元8与废液池10通过连接管无菌连通，排放检测废液；微生物培养单元4与废液池10通过连接管无菌连通，第三泵401位于连接通路上，控制反应液排放。

进一步的，所述连接管包括无菌硅胶管、橡胶管等。

进一步的，所述恒温装置1至少为一个，可以每个单元分别对应使用一个恒温装置，也可以几个单元共用一个恒温装置。所述恒温装置可选为水域恒温装置、电热恒温装置或蒸汽恒温装置等。所述恒温装置1也可以用震动恒温槽替代搅拌装置。

进一步的，所述微生物培养单元4中设置有第一防水磁力搅拌器6以及配套的第一磁力转子601；进化单元5中设置有第二防水磁力搅拌器7以及配套的第二磁力转子701。

进一步的，微生物培养单元4连接有OD自动检测设备，维持微生物培养单元中微生物的菌体密度。所述OD自动检测设备可用兼具控制功能的OD自动检测及反馈设备替换，根据检测结果和设定的标准自动控制第一泵201和401的流速，实现智能化维持微生物培养单元中微生物的菌体密度。

进一步的，所述定向进化系统中，诱导剂单元3数量至少为1个。

进一步的，所述定向进化系统中，进化单元5数量至少为1个。

进一步的，所述定向进化系统的使用方法，包括：