[发明专利]一种用于生物培养的厌氧瓶定量等压除氧装置及方法

说明书

本发明公开了一种厌氧瓶定量等压除氧装置及方法，将一定体积的封闭厌氧瓶采用通气管连接成进气和出气两个气路，进气管一端与稳压气源相连，出气管一端刺入封闭顶空瓶，顶空瓶的出气管插入盛有一定体积水的容器中液面以下。根据样品瓶体积、待加入培养液体积以及除氧目标浓度要求，利用定量预测模型计算目标通气时间，打开稳压气源持续通气至设定时间后，立即拔出进气管，待出气管不再冒气泡时，立即拔出出气管，此时厌氧瓶内压力与大气压一致，且氧气浓度可通过顶空气相色谱仪对顶空瓶中的氧气浓度的测定结果获得，实现对厌氧瓶的定量等压除氧。同时，厌氧瓶氧气浓度也可通过预测模型根据厌氧瓶体积及通气时间计算而得。

技术领域

本发明属于生物学及分析化学技术领域，具体涉及一种用于生物培养的厌氧瓶定量等压除氧装置及方法。

背景技术

厌氧微生物感染在临床各科感染中所占的比率越来越大,因而也受到了人们越来越多的重视。厌氧菌是人体内正常菌群的重要组成部分，因此厌氧菌感染也多为内源性和频发性。厌氧培养或气调培养是研究厌氧或兼性厌氧微生物生长及致病的重要手段，也是临床上致病厌氧菌的分离及鉴定的常规手段。而厌氧培养或气调培养的关键步骤之一是制造定量等压的气体环境，使得微生物在一定浓度氧气或无氧以及没有正负压压迫的环境中生长。据此，在实验室水平，建立用于生物培养的厌氧瓶定量等压除氧装置及方法尤为重要。

目前，对厌氧瓶除氧的方法主要有两种：一是将培养液装入厌氧瓶后通过加热直接排出厌氧瓶中的氧气，或在加热过程中通过医用针管刺入封闭厌氧瓶胶塞排出瓶内的氧气；二是在厌氧培养体系加入吸氧剂(多为邻苯三酚和氢氧化钠溶液组合)吸收厌氧瓶内的氧气。一方面，上述除氧方法的目标均是去除厌氧瓶内的全部氧气，无法满足定量除氧的要求，以适应一定浓度氧气的厌氧培养或者气调培养。另一方面，上述培养方法在除氧完成后无法确认厌氧瓶内的氧气浓度和气体压力。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种用于生物培养的厌氧瓶定量等压除氧的装置及其除氧方法，通过该装置除氧后进行顶空气相色谱检测得到用于生物培养的厌氧瓶内的氧气浓度，并保证除氧前后瓶内压力无相对于大气压的正压和负压。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种用于生物培养的厌氧瓶定量等压除氧装置，包括具塞密封的厌氧瓶、顶空瓶及盛水容器；所述的厌氧瓶设置有进气管和通气管，进气管的一端与气源连接，另一端通过针头穿入厌氧瓶并置于瓶口部，通气管的两端分别通过针头穿入厌氧瓶和顶空瓶；所述的顶空瓶及盛水容器通过出气管连通，出气管的一端通过针头穿入顶空瓶并置于瓶底部，另一端浸入盛水容器液面下。

利用上述装置进行厌氧瓶的定量等压除氧的方法，包括以下步骤：

(1)根据公式(1)计算确定体积的厌氧瓶待加入一定体积的培养液且达到目标氧气浓度所需的通气时间；

其中，V_a为厌氧瓶的体积，单位mL；V_m为待加入培养液的体积，单位mL；C_target为厌氧瓶内除氧后的目标氧气浓度，单位％；t为所需的通气时间，单位s；

(2)连接定量等压除氧装置，在100kPa的压力下通入不含氧的气体，达到上述通气时间后停止通气；

(3)将除氧后的顶空瓶及空白对照顶空瓶均置于顶空进样器中，进行顶空气相色谱检测，根据氧气信号计算得到除氧后的顶空瓶内氧气浓度，该值等同于定量等压除氧装置中与顶空瓶连通的厌氧瓶内的氧气浓度。

进一步地，所述步骤(2)中，停止通气后，立即拔出进气管的针头，用注射器快速向厌氧瓶注入培养液，待出气管在水中无气泡冒出时，立即拔出出气管的针头及连通厌氧瓶和顶空瓶的通气管。

进一步地，所述步骤(3)中，根据公式(2)计算除氧后的顶空瓶的浓度，即为定量等压除氧装置中与顶空瓶连通的厌氧瓶内的氧气含量