一種浮游藻類細胞微孔陣列培養裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型專利涉及一種平面空間形成一定規則排列的微孔陣列，用于浮游藻類細胞培養，尤其涉及一種基于微尺度加工的浮游藻類細胞微孔陣列培養裝置。
【背景技術】
[0002]藻類是一種單細胞或多細胞低等自養植物，含光合色素，沒有真正的根、莖、葉分化，主要通過孢子或合子進行無性繁殖。其中，有相當一大部分藻類懸浮生長于水體中，被稱之為浮游藻類(或“浮游植物”)，它們通常個體細小，細胞直徑在幾微米到數十微米范圍內，肉眼不易見，但它們貢獻了全球水生生態系統(海洋、陸地)90%以上的初級生產力，是食物鏈形成與生態系統發育最重要的生物體。
[0003]但在自然條件下，水體中的浮游藻類呈現出混合生長的狀態。主要呈現出以下2個特點:1)不同種群的浮游藻類混合生長相同的生境條件下，即使在一滴水中也可能有成千上百個不同藻類；2)處于不同生長狀態(休眠期、指數生長期、對數生長期、內源呼吸期、死亡殘體等)的浮游藻類亦混合生長于相同的生境條件下，即使在一滴水中也可能發現處于不同“年齡”段的同一種藻種。
[0004]受到傳統宏觀研宄手段的限制，長期以來浮游藻類生理生態研宄都集中在宏觀尺度，即通過對分離純化后單一藻種(或多種藻種)擴大培養(如燒杯、燒瓶、其他反應器或原位試驗等)獲得較大生物量的浮游藻類(單一種群或混合種群)，在此基礎上設計不同試驗工況開展研宄。但由于上述混合生長特征的存在，浮游藻類細胞間對光照、營養鹽、空間等生境條件可能存在激烈競爭、各細胞分泌物間亦存在相互影響，故傳統宏觀尺度的試驗手段沒有辦法解決生物學上“群體效應”的問題。故開展微觀生境對浮游藻類細胞生理生態影響、不同浮游藻類細胞之間的相互作用關系等方面的研宄，依然缺乏有效的試驗方法。
【實用新型內容】
[0005]鑒于上述，本實用新型提供一種基于微尺度加工的浮游藻類細胞培養裝置。通過微尺度加工工藝，能夠將不同浮游藻類細胞相互隔離、生物相容性好、可提供藻類生長生境需求(光照、營養鹽等)的培養裝置，以滿足對浮游藻類進行微觀尺度上的細胞培養。
[0006]為實現上述目的及其他相關目的，本實用新型提供一種浮游藻類細胞培養裝置，包括底板，底板上設有微孔陣列，相鄰微孔陣列之間的間距3mm?10mm，所述微孔陣列由微孔排列成矩形陣列，所述微孔孔徑尺寸為10 μ m?30 μ m，微孔孔深尺寸為20 μ m?30 μ m，相鄰微孔之間的間距在2 μπι?3 μπι內。微孔陣列，位于底板上，是通過特定的微尺度加工工藝(如激光刻蝕技術)在底板上刻蝕組成的大量微孔，并組成了特定陣列。
[0007]作為優選，所述底板由硅或二氧化硅或聚二甲基硅氧烷制成。底板采用生物相容性較好、無色透明、具有一定強度，且能夠開展微尺度加工的材料組成。
[0008]作為優選，所述底板上設有9?16個微孔陣列。
[0009]作為優選，所述微孔陣列的微孔數量為100?10000個，即10 X 10?100 X 100個。
[0010]作為優選，所述微孔為柱狀孔，截面形狀為圓形或正方形或等邊六邊形。
[0011 ] 根據本實用新型的培養裝置，為便于藻類細胞計數，陣列上的微孔按矩陣方式配列，單個陣列上的微孔數量為100X 100個。微孔陣列上，單邊的行、列均按阿拉伯數字編號。為方便計數，微孔陣列之間的間隔控制在3mm以上。為滿足可操作性，一個底板上的微孔陣列控制在9個(3X3)至16個(4X4)之間。
[0012]進一步的，所述的微孔，截面形狀為圓形、正方形、等邊六邊形之類，微孔的開口的大小形狀與微孔底面的大小形狀類似，根據浮游藻類細胞大小，微孔尺寸(口徑、深度)應2?3倍于待測樣品浮游藻類細胞的尺寸范圍，保證至少I個浮游藻類細胞、至多不超過5個浮游藻類細胞能夠進入微孔中培養，且保證浮游藻類細胞能夠在微孔內生長且不因培養液注入而流失。根據目前大多數浮游藻類細胞的尺寸范圍，推薦孔徑的尺寸范圍為10 μ m?30 μ m，微孔孔深應應控制在20 μ m以上，通常控制的孔深范圍為20 μ m?30 μ m。
[0013]進一步的，為促進浮游藻類細胞順利接種入微孔，避免浮游藻類細胞在接種過程中停留在微孔與微孔之間的底板上，并同時保證微孔與微孔之間具有足夠的材料強度，不同微孔之間的間距控制在2 μ m?3 μ m。
[0014]相比現有技術，本實用新型具有如下有益效果:
[0015]培養微孔間相互隔開，各微孔中的藻細胞間互不干擾，能夠充分體現出藻細胞在單獨存在條件下的生長狀況。
[0016]有效地確定了微孔陣列中不同微孔之間的間距，可促進浮游藻類細胞順利接種入微孔，避免浮游藻類細胞在接種過程中停留在微孔與微孔之間的底板。
[0017]由于培養微孔很小，微孔間呈陣列排布，因此可以節省實驗空間，能夠在很小的空間上做很多組平行實驗。
[0018]培養微孔呈陣列形式有序排列，可實現浮游藻類細胞的有序培養，實現均一化的浮游藻類細胞培養條件。
[0019]孔本身體積小、面積少，培養過程中所需藻種少，從而可以大規模進行實驗而不至于對室內藻種培養工作造成難度。
【附圖說明】
[0020]圖1是本實用新型的實施例的培養裝置的微孔陣列分布示意圖。
[0021]圖2是圖1中部分微孔陣列放大圖。
[0022]圖3是圖2的微孔陣列的剖視圖。
[0023]圖4是采用本實施例的培養微孔板上某一小微孔陣列中小球藻的數量變化圖。
[0024]零件標號說明
[0025]1-底板，
[0026]2-微孔陣列，
[0027]3-微孔。
【具體實施方式】
[0028]以下由特定的具體實施例說明本實用新型的實施方式，熟悉此技術的人士可由本說明書所揭露的內容輕易地了解本實用新型的其他優點及功效。
[0029]如圖1、圖2和圖3所示，本實用新型藻細胞培養微孔陣列藻包括PDMS底板1，PDMS底板I上刻有9個微孔陣列2，微孔陣列2呈3X3的矩陣分布，相鄰微孔陣列2的間距為4mm，每個微孔陣列2由100 X 100個微孔3形成，并排列成矩形，微孔3為圓柱形微培養孔，微孔3的直徑和孔深分別為20 μπι。
[0030]特性試驗為藻細胞生長實驗，具體操作及結果如下:
[0031]吸取10 μ L —定濃度的小球藻藻液于微孔陣列培養板上，輕輕蓋上蓋玻片，使藻液沿著蓋玻片均勻分散于整塊微孔培養板上；靜止lOmin，光鏡計數培養微孔中的藻細胞個數；將計數后的微孔培養板和蓋玻片一起置于培養基中培養；每天定時記錄微孔中細胞數的變化，連續記錄19天。
[0032]通過圖4所示的生長曲線可以看出小球藻在PDMS微孔中長勢良好，該微孔培養裝置適于藻細胞的培養。
[0033]上述實施例僅例示性說明本實用新型的原理及其功效，而非用于限制本實用新型。任何熟悉此技術的人士皆可在不違背本實用新型的精神及范疇下，對上述實施例進行修飾或改變。因此，舉凡所屬技術領域中具有通常知識者在未脫離本實用新型所揭示的精神與技術思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應由本實用新型的權利要求所涵蓋。
【主權項】
1.一種浮游藻類細胞培養裝置，其特征在于，包括底板，底板上設有微孔陣列，相鄰微孔陣列之間的間距3mm?10mm，所述微孔陣列由微孔排列成矩形陣列，所述微孔孔徑尺寸為10 μ m?30 μ m，微孔孔深尺寸為20 μ m?30 μ m，相鄰微孔之間的間距在2 μ m?3 μ m內。
2.根據權利要求1所述的浮游藻類細胞培養裝置，其特征在于，所述底板由硅或二氧化硅或聚二甲基硅氧烷制成。
3.根據權利要求2所述的浮游藻類細胞培養裝置，其特征在于，所述底板上設有9?16個微孔陣列。
4.根據權利要求3所述的浮游藻類細胞培養裝置，其特征在于，所述微孔陣列的微孔數量為100?10000個。
5.根據權利要求4所述的浮游藻類細胞培養裝置，其特征在于，所述微孔為柱狀孔，截面形狀為圓形或正方形或等邊六邊形。
【專利摘要】本實用新型公開了一種浮游藻類細胞培養裝置，包括底板，底板上設有微孔陣列，所述微孔陣列由微孔排列成矩形陣列，相鄰微孔陣列之間的間距3mm～10mm，所述微孔孔徑尺寸為10μm～30μm，微孔孔深尺寸為20μm～30μm，相鄰微孔之間的間距在2μm～3μm內。底板上的微孔陣列，是通過特定的微尺度加工工藝（如激光刻蝕技術）在底板上刻蝕組成的大量微孔，并組成了特定陣列。通過本實用新型的裝置能夠將不同浮游藻類細胞相互隔離、互不干擾、可提供藻類生長生境需求（光照、營養鹽等），能夠滿足對浮游藻類進行微觀尺度上的細胞培養。
【IPC分類】C12M1-00
【公開號】CN204434602
【申請號】CN201520045247
【發明人】李哲, 張萍, 楊俊 , 肖艷, 郭勁松, 劉靜, 史浩飛
【申請人】中國科學院重慶綠色智能技術研究院
【公開日】2015年7月1日
【申請日】2015年1月23日