(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210798610.5 (22)申请日 2022.07.06 (66)本国优先权数据 202210362886.9 202 2.04.07 CN (71)申请人 中国科学院南京土 壤研究所 地址 210008 江苏省南京市玄武区北京东 路71号 (72)发明人 曾军　林先贵　朋婷婷　吴瑞妮　 宋家桢　 (74)专利代理 机构 南京经纬专利商标代理有限 公司 32200 专利代理师 唐循文 (51)Int.Cl. C12M 1/34(2006.01) C12M 1/24(2006.01)C12M 1/04(2006.01) C12M 1/00(2006.01) (54)发明名称 一种便携式厌氧培 养装置及其应用 (57)摘要 一种便携式厌 氧培养装置及其应用， 包括箱 体， 由气体混合净化区块、 充气抽气区块和注气 区块组成， 本发 明设备通过注气区块在开放体系 不断通入无氧气体对环境介质进行除氧预处理， 通过充气抽气区块在封闭体系对培养瓶内气体 进行置换， 通过两步骤的处理提高环 境样品中氧 气的去除效率。 装置设有球阀和单向阀对气路管 道和净化柱 提供了二重 保护作用， 解决了系统在 非连接状态下可能出现的容易老化的问题， 提高 了实验稳定性， 延长了装置使用寿命。 使用时只 需将装置连接实验室常规的气瓶和真空泵即可 开始工作。 现制成的装置箱体， 改进箱体内部管 路布设还可进一步减小体积。 该设备占地少、 易 移动， 在不同研究背景的实验室中都可方便使 用。 权利要求书1页 说明书6页 附图2页 CN 114958584 A 2022.08.30 CN 114958584 A 1.一种便携式厌氧培养装置， 包括箱体 （1） ， 其特征在于， 箱体内设有气体混合净化区 块、 充气抽气区块和注气区块， 所述气 体混合净化区块包括一组并联的浮子流量计 （5） 和气 体净化柱 （15） ， 浮子流量计 （5） 的进气端与气瓶接口 （2） 经二通球阀A （4） 管道连接， 浮子流 量计 （5） 的排气端经单向阀A （14） 与气体净化柱 （15） 的进气端管道连接， 气体净化柱 （15） 的 排气端与三通球阀A （6） 连接； 所述充气抽气区块包括三通球阀B （7） 、 真空泵接口 （3） 、 稳压 压力表 （8） 和一组并联的排气口小孔 （10） ， 三通球阀B （7） 的一端与三通球阀A （6） 管道连接， 真空泵接口 （3） 经单向阀B （16） 与三通球阀B （7） 的一端管道连接， 稳压压力表 （8） 的一端与 三通球阀B （7） 连接， 另一端 经单向阀C （17） 与一组出气口小孔 （10） 并联管道连接， 并联管路 上设有泄压阀 （19） ， 每个连接出气口小孔的管路上均设有二通球阀B （9） ； 注气区块包括一 组并联的注气口小孔 （13） 和微调阀 （12） ， 所述注气口小孔 （13） 分别 通过单向阀D （18） 与微 调阀 （12） 管道连接， 微调阀 （12） 通过二 通球阀C （1 1） 与三通球阀A （6） 管道连接 。 2.根据权利 要求1所述一种便携式厌氧培养装置， 其特征在于， 所述气瓶接口 （2） 为1/8   in卡套接头， 所述真空泵接口 （3） 为1/8  in卡套接头。 3.根据权利要求1所述一种便携式厌氧培养装置， 其特征在于， 所述排气口小孔 （10） 连 接有尖口针头， 注气口小孔 （13） 连接有平口针头 。 4.根据权利要求1所述一种便携式厌氧培养装置， 其特征在于， 所述浮子流量计 （5） 由3 个并联， 分别通过气瓶接口与N2、 CO2、 H2气瓶连接 。 5.根据权利要求1所述一种便携式厌氧培养装置， 其特征在于， 所述注气口小孔 （13） 由 3个并联。 6.根据权利要求1所述一种便携式厌氧培养装置， 其特征在于， 所述排气口小孔 （10） 由 5个并联。 7.根据权利要求1所述一种便携式厌氧培养装置， 其特征在于， 所述箱体 内部管路采用 铜管连接， 箱体外 部管路采用PTFE管 连接。 8.权利要求1‑6任一所述便携式厌氧培养装置的应用， 其特征在于， 包括以下步骤： （1） 通过气瓶接口 （2） 与所需气瓶连接， 通过真空泵接口 （3） 与真空泵连接； （2） 打开气瓶， 打开 二通球阀A （4） ， 打开二通球阀C （11） ， 将三通球阀A （6） 旋入注气区块， 调整微调阀 （12） 降低 整体气体流速， 通过调节浮子流量计 （5） 的旋钮对气体比例 进行调整； （3） 调节微调阀 （12） 旋钮提高出气流速， 将连接平口针头插入土壤、 泥浆或培养基介质中， 注入混合气体， 进行 介质除氧的预 处理； 通气一段时间后， 将介质分装于经过通气的培养瓶， 盖上丁基橡胶塞并 用铝盖封口； （4） 将三通球阀A （6） 旋入充气抽气区块， 再将三通球阀B （7） 旋入充气气路； （5） 将连接充气抽气区块的尖口针头插入封口培养瓶中注入气 体， 之后在培养瓶盖上再插入一 个单独的尖口针头， 气体边充边放， 维持一段时间置换瓶内气体； （6） 拔掉单独的尖口针头， 通过稳压压力表 （8） 观察瓶内压力 上升， 由于稳压作用压力提高至25  psi时不再上升从而 保护了瓶体； （7） 打开真空泵， 将三通球阀B （7） 旋入抽气气路， 通过气压表观察瓶内压力 下 降， 降至‑10 psi以下时， 旋动三通球阀B （7） ， 气瓶再次进入充气状态； （8） 通过旋动三通球 阀B （7） ， 实现充气/抽气循环， 往复3～5次瓶内气体置换完成， 最后调整瓶内气体略高于大 气压即可； 关闭所有二 通阀， 关闭气瓶和真空泵， 再断开与装置的连接 。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 114958584 A 2一种便携式厌氧培养装 置及其应用 [0001] 技术领域 [0002]本发明属于厌氧培养装置领域， 具体涉及 一种针对环境样品制备厌氧培养体系的 装置及其应用。 [0003] 背景技术 [0004]在环境学科领域中， 研究不同氧气状态下的生物转化过程是一个非常重要的内 容。 如在场地土壤研究中， 污染物排放到土壤中再渗入地下水， 表层土壤污染物主要发生好 氧降解， 而在深层土壤和地下水中污染物则发生厌氧转化。 又如在农田土壤研究中， 旱作土 壤修复会研究好氧降解， 而在水田主要研究淹水状态下的厌氧降解过程。 而且， 在实际环 境 中好氧‑厌氧状态在空间和时间上存在交替， 并无明显界限。 解析污染环境中好氧和厌氧生 物转化过程与贡献对污染修复具有实际意义。 通常， 好氧研究只需要在开放环境下开展即 可， 不需要特别的设备支撑。 相比而言， 开展厌氧研究对设备要求极高， 不仅需要体积庞大 的厌氧培养箱， 更需要在墙面布设复杂的气体管路， 提供专门的除氧装置等多方面的配套 设施来支撑严格的厌氧体系， 这导致进口培养箱 价格不菲。 实际上， 有的实验室 并不是专门 从事厌氧研究， 而配置厌氧装置在占地和使用成本的需求， 限制 了这些实验室开展厌氧培 养工作。 [0005]针对创造厌氧培养体系， 国内提出了一些简易方案取代厌氧培养箱， 基本原理都 是通过充气 /抽气交替的方式来置换培养瓶内的气体， 如专利申请公开号为CN210237634U， 名称是厌氧培养基制备系统； 专利申请公开号为CN107175242A， 名称是厌氧培养瓶充气抽 真空清洗系统； 专利申请公开号为CN104450508A， 名称是厌氧微生物接种装置、 厌氧微生物 培养系统以及 厌氧微生物接种、 培养方法， 这些系统都需要把气路布设在墙体或金属支架， 对实验室占地有一定需求。 专利申请公开号为CN203794901A， 名称是的厌氧培养装置及厌 氧培养系统， 提供了一个便携式的充气/抽气设备。 但是， 目前这些系统主要用于制备厌氧 微生物培养基或厌氧气瓶， 而缺 乏针对环境样品的无氧体系制备。 首先， 环境样品如土壤、 沉积物、 秸秆等都是固形物体， 内部多孔结构本身吸附很多氧气， 直接对顶空气体的充气/ 抽气并不容易去除； 其次， 传统设备均采用细针头插入培养瓶， 细针头直接插入土壤等环 境 样品中会造成针头堵塞。 虽然环境样品中本身存在有机物和微生物， 体系封闭一段时间氧 气也会被消耗掉， 但研究中往往需要排除生物因素， 而且在培养前将体系条件统一化， 对提 高数据可靠性和稳定性具有重要意 义。 [0006] 发明内容 [0007]解决的技术问题： 本发明针对环境样品制 备厌氧培养体系的不足， 提供一种便携 式厌氧培 养装置及其应用， 提高环境样品的除氧效率， 适于在不同实验室进行推广应用。说　明　书 1/6 页 3 CN 114958584 A 3