[实用新型]一种用于肠道菌群培养的反应器

说明书

本实用新型公开了一种用于肠道菌群培养的反应器，属于微生物学技术领域。本实用新型反应器包括保温装置、发酵装置、进料装置、出料装置；发酵装置置于保温装置内；发酵装置包括小肠模拟管道、盲肠模拟管道、结肠模拟管道和直肠模拟管道，小肠模拟管道和结肠模拟管道为螺旋状中空管道，小肠模拟管道的一端连接有第一混合池，第一混合池与进料装置通过相连接，小肠模拟管道、盲肠模拟管道和结肠模拟管道通过第二混合池相连通，结肠模拟管道与直肠模拟管道相连通；直肠模拟管道另一端与出料装置相连接。经检测表明人或动物(小鼠)的肠道菌群不仅能在系统中稳定生长，且优势菌占比和主要的代谢产物(SCFA)的浓度也与原接种物相似。

技术领域

本实用新型涉及一种肠道菌群培养的反应器，属于微生物学技术领域。

背景技术

人类体表和体内存在着超过100亿的微生物，这些微生物和人类共生，并在人类健康和疾病中发挥着重要的作用。这些微生物群，特别是肠道菌群，被认为是人体内一个“沉默的器官”。肠道菌群携带的基因数量约为人类自身基因数量的100-150倍。肠道菌群在机体不同肠段中行使着不同的生理功能。肠道菌群可以帮助机体从食物中获得更多的能量，增加营养的获取。肠道菌群可以为机体提供不同的代谢途径，肠道菌群含有比人类更多的代谢功能基因，可以提供一些特异性的酶和生化途径，如进一步降解机体内难消化的碳水化合物(大分子多糖)，参与维生素的生物合成。其次肠道菌群也为机体提供了物理屏障。肠道菌群可以通过竞争性抑制和分泌抗菌物质来保护宿主免受外来病原体的侵害。最后，肠道菌群在宿主肠粘膜和免疫系统发育中也是必不可少的。近年来的研究表明，肠道菌群参与人的整个生理过程，包括调节代谢表型、调节上皮发育和先天性免疫。肥胖、炎症性肠病、糖尿病、代谢综合征、动脉粥样硬化、酒精性肝病、非酒精性脂肪肝病、肝硬化和肝癌等慢性疾病都被认为与肠道菌群有关。

体外模型克服了人体取样的困难，同时排除了宿主的影响因素，非常简单，可以模拟肠道的生理环境从而用于肠道微生物群落的共培养或多样性和功能的研究。目前肠道微生物体外培养模型主要有体外静置培养模型(Batch fermentation)、连续发酵模型(continuous culture system，也称chemostat)和人体肠道微生态模拟器(Simulator ofthe Human Intestinal Microbial Ecosystem，SHIME)。体外静置培养模型主要是利用容量在50～100mL的三角瓶等容器在厌氧工作站中进行动物或人体肠道菌群的研究。此方法的缺点是不能模拟肠道生态环境，会由于pH值和培养基消耗等因素导致菌群结构发生改变，因此发酵时间不能太长(48h)，只能用于初步分析。并且其他的一些现有的肠道模拟器的体积较大，不能实现多组反应在相同环境下同步进行研究。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型更好的模拟肠道内的生态和环境，建立可以根据肠道不同解剖位置的特点进行组合，研究肠道不同解剖位置的菌群组成及代谢功能的连续反应器。

本实用新型的第一个目的是提供一种用于肠道菌群培养的反应器，包括保温装置、发酵装置、进料装置、出料装置；所述的发酵装置置于保温装置内；所述的发酵装置包括小肠模拟管道、盲肠模拟管道、结肠模拟管道和直肠模拟管道，所述的小肠模拟管道为螺旋状中空管道，一端连接有第一混合池，另一端连接有第二混合池，所述的第一混合池与进料装置通过进料管路相连接，所述的第二混合池分别与盲肠模拟管道和结肠模拟管道一端相连接，小肠模拟管道、盲肠模拟管道和结肠模拟管道通过第二混合池相连通；所述的结肠模拟管道为螺旋状中空管道，所述的结肠模拟管道另一端与直肠模拟管道相连通；所述的直肠模拟管道另一端与出料装置通过出料管路相连接。

在本实用新型的一种实施方式中，所述反应器还包括进气装置，所述的进气装置通过进气管路与第一混合池相连接，所述的直肠模拟管道上出气管路。

在本实用新型的一种实施方式中，所述的进气装置为可调速小型气泵，通过进气管路向发酵装置中通入氮气。