устройство для биотехнологического выращивания растительных эксплантов

Формула изобретения

Устройство для биотехнологического выращивания растительных эксплантов, состоящее из биореактора, представляющего собой цилиндрический сосуд с перфорированным днищем, переходящим в штуцер, и крышкой, в которую встроены распылительное устройство и штуцер для подключения обратного холодильника, фильтров для стерилизации входящих и выходящих газов, емкости для питательной среды со штуцерами для присоединения подводящего трубопровода, отводящего трубопровода и трубопровода для смены питательной среды, насоса, системы клапанов и пульта управления этими клапанами, отличающееся тем, что внутри цилиндрического сосуда помещен упругий сетчатый носитель, который выполнен с возможностью закручивания в виде рулона, на наружной стороне которого расположены ячейки для растительных эксплантов, причем ячейки выполнены из того же материала, что и рулон.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области биотехнологии, в частности к устройствам для стерильного выращивания растительных эксплантов.

Известен способ и устройство для капельно-фазного культивирования растительных тканей, в котором растительные ткани культивируются на перфорированной пластине в стерильном сосуде в капельно-фазной атмосфере (Заявка Японии, N 59-45879, приоритет 08.09.82, NITTO DENKI KOGYO K.K.).

Недостатками этого устройства является небольшая производительность биореактора, так как используется только поверхность перфорированной пластины, затрудненность в равномерном размещении растительных тканей на поверхности пластины и невозможность правильной ориентации растительных эксплантов.

Целью этого изобретения является повышение объемной производительности установки для асептического выращивания растительных эксплантов, обеспечение равномерности размещения растительного материала в объеме сосуда и создание условий для фиксированного геотропного положения эксплантов без их механического повреждения.

Поставленная цель достигается тем, что предложено новое устройство для стерильного выращивания растительных эксплантов (фиг. 1), состоящее из биореактора 1, представляющего собой цилиндрический сосуд 2 с перфорированным днищем 3, переходящим в штуцер 4, и крышкой 5, в которую встроено распылительное устройство 6 и штуцер 7 для присоединения обратного холодильника 8, фильтров для стерилизации входящих 9 и выходящих газов 10, емкости для питательной среды 11 со штуцерами 12 для присоединения подводящего трубопровода, 13 - для отводящего трубопровода и 14 - для трубопровода для смены питательной среды, насоса 15, системы клапанов 16, 17, 18 и пульта управления этими клапанами 19, причем согласно изобретения внутри цилиндрического сосуда помещен упругий сетчатый носитель 20, который выполнен с возможностью закручивания в виде рулона (фиг. 2), на наружной стороне которого расположены ячейки 21 для растительных эксплантов 22, причем ячейки выполнены из того же материала, что и рулон.

Суть изобретения состоит в том что предложено размещать растительные экспланты на сетчатом носителе, выполненном из нереагирующего с питательной средой материала, в оптимальном для их роста положении с последующим свертыванием этого упругого материала в рулон и размещением его в объеме биореактора, где растительные экспланты растут в асептических условиях, и в зависимости от их физиологических особенностей происходит распыление питательной среды и аэрирование воздуха, причем равномерное снабжение эксплантов питательной средой в биореакторе возможно благодаря работе распылительного устройства, закрепленного в крышке биореактора и сетчатой структуре материала, а также ячеек, в которых размещаются растительные экспланты.

Устройство работает следующим образом:

Устройство в собранном виде (без носителя) стерилизуют в автоклаве при 1 ати, насыщенным паром в течение 30 мин. Сетчатый носитель 20 стерилизуют отдельно при том же самом режиме. В стерильных условиях растительные экспланты 22 помещают в ячейки 21 сетчатого упругого носителя 20 в наиболее оптимальном для данной культуры фиксированном положении. Затем сетчатый материал сворачивают в рулон и помещают в биореактор 1 через крышку 5. В биореакторе рулон разворачивается, равномерно занимая весь его объем. Заполнение емкости 11 стерильной питательной средой проводят через штуцер 14 и клапан 18 при открытом клапане 17. Установку размещают в климатической камере с контролируемым световым и температурным режимом. Среда из емкости 11 через штуцер 13 с помощью насоса 15 и распылительного устройства 6 равномерно распределяется по всему объему биореактора 1, эффективно снабжая питательной средой всю поверхность растительных эксплантов, так как носитель 20, изготовленный из сетчатого материала, не препятствует распределению питательной среды.

Излишек питательной среды через перфорированное дно 3, штуцера 4, 12 и открытый вентиль 17 стекает в емкость 11. При этом вентиль 16 закрыт. В случае выращивания такого растительного объекта как картофель, в устройстве предусмотрен режим аэрации биореакторного сосуда стерильным воздухом через стерилизующий фильтр 9, открытый вентиль 16. Обратный холодильник 8 предотвращает потерь влаги из биореакторного сосуда, а фильтр 10 препятствует контаминации биореактора 1. В режиме аэрации вентиль 17 закрыт и насос 15 выключен. Чередование режимов капельно-фазового распыления и режима аэрации осуществляют с помощью пульта управления 19 в зависимости от вида и стадий роста тканевой культуры. По окончании цикла выращивания сетчатый носитель 20 вместе с выросшим растительным материалом извлекают через крышку 5.

В результате применения заявляемого устройства происходит повышение объемной производительности установки более чем в десять раз по сравнению с устройством без сетчатого носителя и благодаря одновременному увеличению равномерности размещения растительного материала в объеме биореактора и правильной геотропной ориентации растительных эксплантов. Следствием этого является большая универсальность установки, т.е. возможность массового выращивания разнообразных растительных культур.