1.本实用新型涉及菌群培养装置，尤其是涉及一种评价肠道菌群调节功能的快速测定装置。


背景技术：

2.肠道菌群是指定植在人体肠道内并长期与人体相互依存的细菌群，包括40多个菌属，400到500种菌种，数量达100万亿之多，是人体细胞的10倍，重量上相当于一个人的肝脏，占健康成人每日排出粪便的1/3到2/5。
3.肠道菌群常被称为人体的“第二个大脑”，对人体的生长发育和能量循环有很多重要作用和复杂关系。肠道菌群能帮助消化食物和吸收营养，对人类来说，植物中的纤维素和半纤维素类多糖是无法被消化的，而肠道菌群中的拟杆菌等细菌则具有一系列降解利用多糖的酶，来分解这些多糖，从而为人体提供能量。除此之外，肠道菌群通过发酵还能产生短链脂肪酸供人体吸收，同时一些金属离子，如钙、镁、铁等，也可通过肠道菌群被重新吸收。肠道菌群还可以帮助调节机体免疫系统，阻止病原菌入侵。当肠道菌群多样性降低时，会导致免疫系统失调、免疫能力下降。此外，肠道菌群还可以通过影响肠道上皮细胞来调控人体对能量的吸收，掌控宿主体态的胖瘦。
4.然而，肠道中99.99％的细菌是极端厌氧细菌，常规微生物学方法很难培养，且人体肠道样品采集非常困难。现有多种体内、外肠道菌群的模拟装置，体内以小鼠实验为主，体外模拟装置具有操作方便、重复性好、可量产和可调控等优点。最原始的体外发酵模拟装置是静止发酵罐模拟装置，该模拟装置只能用于短期的发酵研究，对肠道环境的模拟效果不理想且需要大量的发酵罐。连续发酵培养系统和肠道发酵特点比较接近，从理论上可以模拟肠道细菌发酵的自然过程，但取样困难，需要样品量多，无法实现大规模筛选。人类肠道微生态模拟器能够全方位，更好地模拟人体肠道内的微环境，但是其占地面积大，操作繁琐。电脑控制发酵系统比以往模拟装置更加自动智能化，但其在设计和制造方面存在着困难，过于复杂，应用并不太广泛。本实用新型针对这些问题进行改进。


技术实现要素：

5.本实用新型要解决的技术问题是提供一种结构简单、使用方便的评价肠道菌群调节功能的快速测定装置。
6.为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种评价肠道菌群调节功能的快速测定装置，包括菌群培养板，在菌群培养板上设有至少一个培养孔，培养孔上端开口，底部封闭；
7.所述菌群培养板的上表面粘贴覆盖有弹性粘胶层。
8.作为本发明的一种评价肠道菌群调节功能的快速测定装置的改进：
9.所述弹性粘胶层为下表面为强力粘性且为高弹性，弹性粘胶层的下表面与菌群培养板的上表面密封粘贴后，各个所述培养孔为密封状态。
10.作为本发明的一种评价肠道菌群调节功能的快速测定装置的进一步改进：
11.所述菌群培养板的上表面除培养孔的上端开口外，其余均为实体平面；
12.所述培养孔的上端开口与菌群培养板的上表面齐平，且培养孔的面积之和占菌群培养板的上表面面积的1/2。
13.作为本发明的一种评价肠道菌群调节功能的快速测定装置的进一步改进：
14.所述培养孔为圆柱形。
15.本实用新型的有益效果主要体现在：
16.1)本实用新型中，在厌氧环境下操作，通过弹性粘胶层将菌群培养板中的培养孔实现完全密封，密封效果好，可长时间保持厌氧条件，操作简单；
17.2)本实用新型中，如果以筛选不同样品为目的进行发酵，培养基和肠道菌可以批量加入，大大节省了操作时间，缩短了组间操作时间的差异，减少实验误差；
18.3)本实用新型中，可以一次性筛选大量的样本，且装置较小，比较实用，成本较低，所需样品量较小，多层粘胶层结构可方便地进行多次取样；
19.4)本实用新型中的弹性粘胶层可以调节发酵产生的内部气压升高，更好地模拟微生物原有生长环境。
20.综上，本实用新型能解决肠道菌群批量分析工作量大、耗时长、平行样品重复性差和肠道菌群所需厌氧环境难控制的问题；用于快速进行肠道菌群体外发酵，以实现样品的高通量筛选。
附图说明
21.下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细说明。
22.图1为实施例1中快速测定装置的结构示意图；
23.图2为实施例1中菌群培养板的主视图；
24.图3为实施例1中菌群培养板的俯视图；
25.图4为实验1中的体外发酵过程中的ph值趋势图。
具体实施方式
26.下面结合具体实施例对本实用新型进行进一步描述，但本实用新型的保护范围并不仅限于此：
27.实施例1、一种评价肠道菌群调节功能的快速测定装置，如图1-3所示，包括菌群培养板1，菌群培养板1采用耐腐蚀且性能稳定的材质，例如可以采用一定厚度的玻璃板，作为肠道菌群培养的容器；在菌群培养板1上设有多个培养孔11，培养孔11为圆柱形，上端开口，底部封闭，培养孔11的上端开口与菌群培养板1的上表面齐平，作为发酵容器盛放样品、培养基和肠道菌；
28.弹性粘胶层2由下表面有强力粘性涂层且具有高弹性的橡胶膜制成，用于粘贴覆盖在菌群培养板1的上表面，从而封闭各个培养孔11，弹性粘胶层2均具有很强的粘合性，覆盖在菌群培养板1的上表面，各个培养孔11可以长时间保持厌氧状态。由于弹性粘胶层2具有高弹性，当肠道菌发酵产气后，弹性粘胶层2可以形成鼓包以尽量维持压强稳定，更好地模拟微生物原有生长环境。弹性粘胶层2可以层层叠加，发酵过程中取样器可穿过弹性粘胶层2对培养孔11内的样品进行取样，每次取样后再叠加一层弹性粘胶层2实现再密封。
29.菌群培养板1的上表面除培养孔11的上端开口外，其余均为实体平面(如图3所示的灰色部分)，且培养孔11的面积之和占菌群培养板1整个上表面面积的1/2，从而使菌群培养板1有尽可能多的孔，且覆盖了弹性粘胶层2之后，培养孔11之间的间隙部分的表面可以与弹性粘胶层2有充分的粘连面积，确保培养孔11的密闭性，保证厌氧环境的塑造，也防止样品交叉污染。菌群培养板1和培养孔11可根据实际实验所需要筛选的样品数量和发酵体积定制合适的尺寸大小和孔数。
30.本实用新型所述的菌群培养板1和培养孔11可根据实际实验所需要筛选的样品数量和发酵体积在实验前定制合适的尺寸大小和孔数。
31.本实用新型的使用方法如下：
32.使用时，将本实用新型放置于厌氧培养箱中操作；
33.1)、将各个样品分别加入培养孔11，再将培养基批量加入，最后将肠道菌批量加入，此时可均匀取样发酵刚开始时的发酵液作为0h的样本；
34.2)、将弹性粘胶层2覆盖在菌群培养板1的上表面，使得两者之间充分粘贴，各个培养孔11均被良好覆盖且密封；
35.3)、放置在厌氧培养箱中发酵一段时间后，用注射器刺破弹性粘胶层2对各个培养孔11中的发酵液进行第二次取样；然后将第二层的弹性粘胶层2覆盖粘结在第一层的弹性粘胶层2上，维持各个培养孔11的密闭环境继续发酵；
36.发酵一段时间后，用注射器刺破第二层和第一层的弹性粘胶层2对各个培养孔11中的发酵液进行第三次取样，取样完成后，将第三层的弹性粘胶层2覆盖粘结在第二弹性粘胶层2上，维持密闭环境继续发酵；
37.重复如上操作，可以实现对各个培养孔11中发酵液进行多次取样后重新密封；
38.4)、批量发酵完成，可对多个样品多个发酵时间点的发酵液进行ph、od600、短链脂肪酸含量、底物消耗量、代谢产物、菌群结构等多个指标的测定和分析，对体外发酵特性和益生效果进行高通量筛选。
39.实验1
40.采用本实施例1的快速测定装置，以低聚果糖(fos)和菊粉(inu)为例，设置一组空白对照组(blank)，进行0、4、8、12、24h的体外模拟发酵，并测定发酵液ph值变化。样品发酵浓度5mg/ml，肠道菌液接种量10％，发酵体系1ml。每组设置3个平行实验，共计需要9个培养孔11。
41.批量发酵过程中，分别在0、4、8、12、24h的时间点，从每个培养孔11中收集的发酵液各0.5ml，10000
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g离心5min，用微量ph计测定上清液ph并统计结果，如图4所示，随着发酵时间的延长，除了空白组外，ph皆有一定程度的下降，因为fos和inu作为碳源被肠道菌群利用产生乳酸、短链脂肪酸等酸性物质。在发酵初期，ph下降最为剧烈，尤其是0-4h。fos和inu酵解8h之后ph有所上升，可能是由于在肠道菌群产生的脱氨酶和脱羧酶的作用下，降解培养基成分(蛋白质等)产生了碱性物质。
42.综上，通过实验1可知，本实用新型中的快速测定装置可以简单快速地进行多个样品的批量体外模拟发酵，需要的样品量少，成本低，实验误差小，且能保证肠道菌群所需的厌氧环境。
43.最后，还需要注意的是，以上列举的仅是本实用新型的若干个具体实施例。显然，
本实用新型不限于以上实施例，还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本实用新型公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本实用新型的保护范围。