[发明专利]用于微生物扩散和迁移可视化研究的实验装置及方法

权利要求书

1.一种用于微生物扩散和迁移可视化研究的实验装置，其特征在于，包括夹持器和填充于所述夹持器内的多孔介质模型；其中，

所述夹持器包括：透明的筒体，连接于所述筒体上端的透明的上盖，连接于所述筒体下端的透明的底盖，以及，分别设置于所述筒体的相对的两侧壁的进液管道和出液管道；

形成所述多孔介质模型的材料包括聚合物凝胶。

2.根据权利要求1所述的用于微生物扩散和迁移可视化研究的实验装置，其特征在于，所述夹持器还包括：设置于所述进液管道的第一阀门，以及，设置于所述出液管道的第二阀门。

3.根据权利要求1所述的用于微生物扩散和迁移可视化研究的实验装置，其特征在于，所述用于微生物扩散和迁移可视化研究的实验装置还包括：

与所述进液管道连接的蠕动泵；以及，

激光扫描共聚焦显微镜；所述夹持器设置于所述激光扫描共聚焦显微镜的载物台上。

4.根据权利要求1所述的用于微生物扩散和迁移可视化研究的实验装置，其特征在于，所述上盖与所述筒体通过卡扣连接，或者，所述上盖与所述筒体通过螺纹相配合。

5.一种用于微生物扩散和迁移可视化研究的实验方法，应用于如权利要求1～4任一项所述的用于微生物扩散和迁移可视化研究的实验装置，其特征在于，所述实验方法包括：

S1，采用聚合物凝胶配制多孔介质模型；

S2，选择能够表达荧光蛋白的基因工程菌种，形成微生物培养液；

S3，将所述多孔介质模型和所述微生物培养液注入所述微生物扩散和迁移可视化研究的实验装置的夹持器中；

S4，对夹持器中的微生物进行观察和记录。

6.根据权利要求5所述的用于微生物扩散和迁移可视化研究的实验方法，其特征在于，S1包括：

S11，将随机交联的丙烯酸聚合物颗粒按照质量浓度0.2％～3％混入液体培养基中，形成混合液；

S12，在转速为20-80rpm的条件下搅拌所述混合液4～30小时，使丙烯酸聚合物颗粒与液体培养基混合均匀；

S13，根据微生物的介质电性，用氢氧化钠溶液将所述混合液的pH值调节到7.0～7.8，得到多孔介质模型。

7.根据权利要求5所述的用于微生物扩散和迁移可视化研究的实验方法，其特征在于，S2包括：

S21，选择能够表达荧光蛋白的基因工程菌种，在培养基中进行扩培，使其达到对数增长期；

S22，稀释培养液，使培养基的浓度控制在10⁴～10⁶cells/mL。

8.根据权利要求5所述的用于微生物扩散和迁移可视化研究的实验方法，其特征在于，所述能够表达荧光蛋白的基因工程菌种包括大肠杆菌、乳酸杆菌或芽孢杆菌。

9.根据权利要求5所述的用于微生物扩散和迁移可视化研究的实验方法，其特征在于，

S3包括：

S31，将夹持器水平放置，打开所述用于微生物扩散和迁移可视化研究的实验装置的第一阀门和第二阀门，并打开上盖，将配制好的多孔介质模型注入所述夹持器中；

S32，当进液管道和出液管道流出液体后，关闭所述第一阀门和所述第二阀门；

S33，当所述多孔介质模型注满所述夹持器后，关闭所述上盖使所述夹持器封闭，并静置稳定2小时；

S34，将蠕动泵与所述进液管道连接，并确保所述用于微生物扩散和迁移可视化研究的实验装置中的各管路均已充满微生物培养液；

S35，打开所述第一阀门和所述第二阀门，采用所述蠕动泵向所述夹持器中注入所述微生物培养液，待注入0.1～0.5倍孔隙体积后，停止泵入，并关闭所述第一阀门和所述第二阀门；

S4包括：

S41，采用激光扫描共聚焦显微镜对单个细胞在孔隙介质中的三维迁移过程进行观察和记录。

10.根据权利要求5所述的用于微生物扩散和迁移可视化研究的实验方法，其特征在于，

S3包括：

S31，将夹持器水平放置，打开所述用于微生物扩散和迁移可视化研究的实验装置的第一阀门和第二阀门，并打开上盖，将配制好的多孔介质模型注入所述夹持器中；

S32，当进液管道和出液管道流出液体后，关闭所述第一阀门和所述第二阀门；

S36，用微量移液器取0.5mL所述微生物培养液，滴入所述夹持器中的多孔介质模型中央，并继续向所述夹持器中注入所述多孔介质模型，当所述多孔介质模型注满所述夹持器后，关闭所述上盖使所述夹持器封闭，并静置稳定2小时；

S4包括：

S42，采用激光扫描共聚焦显微镜对微生物群体在生长和增殖过程中向周边扩散的规律和定量结果进行观察和记录。