[实用新型]生物过程快速取样装置

说明书

技术领域

本实用新型属于生物取样装置领域，更具体地，本实用新型涉及一种生物过程快速取样装置。

背景技术

针对生物过程的研究出了进行多参数的在线检测(环境pH、溶氧、搅拌转速、尾气组分等)外，还需要离线测定各种胞外胞内物质浓度，以对生物过程进行系统的生物学研究，探明生物过程的机理。然而，针对胞内物质的检测往往存在着多种问题，使其检测参数的可靠性与准确性备受质疑。

其中的一个主要问题便是在样品在离开发酵环境后菌体自身会因环境的变化而发生改变，从而失去其在发酵过程中的代表性。例如，在离开连续搅拌及通气的生物反应器后，高浓度的菌体由于耗氧过程而迅速消耗在样品中的溶解氧，从而进入严格的厌氧过程。若此时发酵液内依旧残留了部分葡萄糖未被利用(残糖)，则菌体会通过厌氧途径消耗这部分糖源而产生醇类及有机酸等。这一方面使得后期检测的糖浓度被低估，同时也会使得胞内物质的平衡发生改变。所有上述变化都可能在很快的时间内发生：胞外的糖浓度降低会在数分钟内检测到，而胞内的ATP能量水平因氧气限制导致的降低可能发生在数秒内。

针对此类问题，国内外已经设计并应用了多种快速取样装置。如图1所示为同类型的两种快速取样装置，实现了在短时间(数分钟)内的连续快速取样。这种取样方式往往需要通过较为大型完整的仪器以及精密控制的取样泵为硬件基础。

如图2所示为另一种连续快速取样装置，并且在其中加入了扰动条件，以期实现菌体在扰动条件下的动态响应捕捉。

图3为第三种快速取样装置，此装置通过真空泵产生负压力使得取样的速度加快，实现严格意义的秒级快速取样。

以上几类快速取样装置均在某种程度上实现了生物过程的快速取样过程。然而它们均各有缺点。

如图1所示的快速取样装置，其结构复杂，系统的专一性强，无法简单的套用于各类反应器，同时由于其中涉及了多种自动化控制，系统与系统间的协调性需要调教，连续取样的时间点也较难准确控制，一经确定也较难修改。

如图2所示的快速取样装置，以空间换取时间，能够通过计算流速与距离来精确估计取样时间点，然而由于其取样位置固定，无法随意根据实验需求设计取样过程。并且，前两类反应器受到取样管径(取样死体积)的限制而往往无法实现在1秒内的快速取样与淬灭过程，并且在遇到高粘度发酵(丝状真菌发酵及多糖发酵)时无法正常运行。离位的称重过程既增加了取样过程的时间，也会因低温淬灭剂结露而引入了取样量的误差。

如图3所示的快速取样装置，通过加入额外的真空泵来营造负压空间，实现了1秒以内的快速取样过程。但是，整套系统依旧存在着适用性不强(需要指定试管来配套试管适配器)、系统可靠性不强(负压空间往往容易因漏气而失效，导致取样失败)等缺点。

因此，本领域还需要开发结构简化、取样精准、适用性强的改进的快速取样装置。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种生物过程快速取样装置。

在本实用新型的第一方面，提供一种生物反应液(发酵液)取样装置，所述的装置包括：

取样管(1)，其是T字形管，包括第一取样段(11)，第二取样段(12)，废液段(13)；

第一阀门(2)，其位于第一取样段(11)中，能控制第一取样段(11)的连通和闭合；

第二阀门(3)，其位于第二取样段(12)中，能控制第二取样段(12)的连通和闭合；

蠕动泵(4)，其位于废液段(13)中，能控制取样前排走废液的流速及控制取样后装置排空。

在一个优选例中，所述的生物过程快速取样装置包括：

时序控制器(5)，其与所述的第一阀门(2)、第二阀门(3)和蠕动泵(4)连接，控制第一阀门(2)、第二阀门(3)和蠕动泵(4)的开启或关闭。

在另一优选例中，所述的生物过程快速取样装置中，所述的第一阀门和第二阀门是：管夹阀。

在另一优选例中，所述的生物过程快速取样装置还包括：

第一容器(6)，用于接收废液段(13)流出的废液。

在另一优选例中，所述的生物过程快速取样装置还包括：

第二容器(7)，用于接收第二取样段(12)流出的样品。

在另一优选例中，所述的生物过程快速取样装置中，所述的第二容器(7)装有发酵液淬灭溶液。

本实用新型的其它方面由于本文的公开内容，对本领域的技术人员而言是显而易见的。

附图说明

图1、现有技术中的多点连续快速取样装置。

图2、现有技术中的带扰动实验点的连续快速取样装置。