Phòng thí nghiệm thép không gỉ FermenterLà thiết bị cốt lõi của nuôi cấy vi sinh vật, tổng hợp trao đổi chất và nghiên cứu phản ứng sinh học, với lợi thế chống ăn mòn, dễ dàng làm sạch và kiểm soát nhiệt độ chính xác, nó được sử dụng rộng rãi trong vi sinh học, kỹ thuật sinh học, khoa học thực phẩm và các lĩnh vực khác. Quy phạm hoạt động của nó trực tiếp xác định sự ổn định của hệ thống lên men và tính lặp lại của thí nghiệm, và quá trình khử trùng là tiền đề chính để tránh ô nhiễm tạp chất và đảm bảo thành công của thí nghiệm. Bài viết này sẽ sắp xếp chi tiết quy trình vận hành tiêu chuẩn và phương pháp khử trùng cốt lõi của máy lên men thép không gỉ trong phòng thí nghiệm, cung cấp hướng dẫn thực hành có thể hạ cánh cho nhân viên thí nghiệm.
I. Quy trình vận hành máy lên men bằng thép không gỉ trong phòng thí nghiệm
Hoạt động của máy lên men inox trong phòng thí nghiệm cần tuân theo logic vòng kín "Chuẩn bị - điều chỉnh - lên men - kết thúc", cốt lõi là kiểm soát chính xác nhiệt độ, pH、 Oxy hòa tan, khuấy và các thông số chính khác để đáp ứng nhu cầu tăng trưởng và trao đổi chất của vi sinh vật.
Chuẩn bị trước khi vận hành: Xây dựng cơ sở thử nghiệm
Kiểm tra thiết bị: kiểm tra tình trạng thành phần cốt lõi của máy lên men từng cái một - thân xe tăng và con dấu không bị hỏng, rò rỉ; Trộn mái chèo chuyển động linh hoạt không có catton; Cảm biến nhiệt độ, điện cực pH, điện cực oxy hòa tan và các đầu dò khác sạch sẽ và không trầy xước; Đường ống dẫn khí quản, ống bổ sung, ống xả khí quản thông suốt không tắc nghẽn; Van an toàn, đồng hồ đo áp suất và các bộ phận an toàn khác trong thời hạn kiểm tra có hiệu lực. Đồng thời kiểm tra xem các thiết bị hỗ trợ (chẳng hạn như máy nén khí, máy làm lạnh nước, máy bơm nhu động, nồi khử trùng) có hoạt động bình thường hay không.
Chuẩn bị vật liệu: Môi trường được xây dựng chính xác theo công thức lên men để đảm bảo rằng các thành phần (nguồn carbon, nguồn nitơ, muối vô cơ, nguyên tố vi lượng, v.v.) được cân chính xác và hòa tan đầy đủ để tránh cục. Đối với các thành phần dễ bị oxy hóa hoặc nhạy cảm với nhiệt, cần phải được xây dựng riêng biệt và bổ sung theo phương pháp lọc vô trùng (màng lọc 0,22 μm). Chuẩn bị sẵn dịch đình chỉ nấm, đảm bảo hoạt tính nấm đạt tiêu chuẩn và nồng độ phù hợp với yêu cầu tiêm chủng.
Kết nối đường ống và niêm phong: kết nối các đường ống theo quy trình lên men - vào khí quản kết nối hệ thống không khí vô trùng, ống xả kết nối với thiết bị ngưng tụ và hệ thống xử lý khí thải, ống bổ sung kết nối chai bổ sung vô trùng, ống lấy mẫu được trang bị van lấy mẫu vô trùng. Xoay các đai ốc giao diện khác nhau sau khi kết nối, đảm bảo niêm phong chặt chẽ (có thể được xác minh bằng thử nghiệm áp suất tiếp theo), tránh rò rỉ không khí hoặc sự xâm nhập của các tạp chất trong quá trình lên men.
(ii) gỡ lỗi thiết bị: thiết lập các thông số chính xác
Vận hành không tải: bật nguồn tổng thể của máy lên men, khởi động hệ thống điều khiển, kiểm tra hệ thống khuấy (điều chỉnh tốc độ quay đến 50-100 vòng/phút, quan sát hoạt động trơn tru của mái chèo trộn), hệ thống điều khiển nhiệt độ (đặt 37 ℃, kiểm tra xem mô-đun sưởi ấm hoặc làm lạnh có khởi động và dừng bình thường hay không), hệ thống điều khiển pH (hiệu chuẩn điện cực pH với bộ đệm tiêu chuẩn để đảm bảo lỗi đọc ≤ ± 0,05), hệ thống điều khiển oxy hòa tan (hiệu chuẩn điện cực hòa tan, quan sát sự thay đổi đọc có nhạy cảm sau khi đi qua không khí).
Điền môi trường với các thông số cài đặt trước: môi trường được xây dựng tốt được đưa vào bể lên men thông qua một phễu vô trùng, khối lượng tải được kiểm soát ở 50% -70% thể tích hiệu quả của bể (tránh tràn bọt hoặc không đủ oxy trong quá trình lên men). Sau khi đóng cổng, các thông số cốt lõi được đặt trước trong hệ thống điều khiển - nhiệt độ (ví dụ: vi khuẩn 37 ℃, nấm 28 ℃), tốc độ khuấy (đặt 50-300 vòng/phút theo nhu cầu nấm), thông khí (thường là 0,5-2vvm, tức là 0,5-2 khối lượng không khí vô trùng mỗi giờ trên môi trường nuôi cấy thể tích), giá trị pH (ví dụ: vi khuẩn 7,0-7,2, men 4,5-5,5) và chiến lược bổ sung (thời gian bổ sung, tốc độ bổ sung).
B5-03=giá trị thông số Ki, (cài 3)
Hoạt động tiêm chủng: sử dụng công nghệ hoạt động vô trùng để tiêm chủng - lau và khử trùng miệng tiêm rượu, sau khi mở miệng tiêm chủng, nhanh chóng truyền dịch huyền phù nấm vào bể, sau khi tiêm, ngay lập tức xoắn ốc miệng tiêm. Quá trình tiêm chủng cần nhanh chóng và chuẩn mực, tránh cho thời gian phơi nhiễm không khí quá dài dẫn vào tạp khuẩn.
Giám sát và điều chỉnh tham số: Giai đoạn đầu lên men ghi lại nhiệt độ mỗi 1 tiếng, pH、 Oxy hòa tan, khuấy tốc độ và các thông số khác, sau khi ổn định có thể được kéo dài đến 2-4 giờ để ghi lại một lần. Điều chỉnh động theo các thông số thay đổi: điều chỉnh bằng mô-đun sưởi ấm hoặc làm lạnh khi nhiệt độ lệch khỏi giá trị cài đặt; Bổ sung dung dịch amoniac vô trùng hoặc NaOH khi pH giảm và axit clohydric vô trùng hoặc axit hữu cơ khi pH tăng; Khi oxy hòa tan quá thấp, nó có thể cải thiện tốc độ khuấy, tăng thông khí hoặc thông qua oxy tinh khiết; Khi có nhiều bọt, hãy thêm chất khử bọt vô trùng theo cách thủ công hoặc khởi động hệ thống khử bọt tự động.
Lấy mẫu và thử nghiệm: Lấy mẫu đúng giờ theo yêu cầu thí nghiệm, khử trùng cồn van lấy mẫu trước khi lấy mẫu và xả một lượng nhỏ chất lỏng lên men để rửa đường ống, sau đó lấy mẫu. Mẫu cần phát hiện kịp thời nồng độ nấm (ví dụ: xác định OD600), hàm lượng sản phẩm trao đổi chất (ví dụ: phân tích sắc ký lỏng hiệu suất cao), thành phần dư lượng môi trường, v.v. để cung cấp cơ sở cho quá trình lên men phán đoán và điều chỉnh thông số.
B5-03=giá trị thông số Ki, (cài 3)
Hoạt động ngừng hoạt động: Khi quá trình lên men đạt đến điểm cuối đặt trước (chẳng hạn như nồng độ nấm đỉnh, sản lượng trao đổi chất tối đa), trước tiên tắt mô-đun sưởi/làm lạnh, hệ thống khuấy và hệ thống thở, sau đó cắt tổng nguồn điện. Chậm rãi mở van xả để giải tỏa áp suất. Sau khi áp suất bên trong bể giảm xuống áp suất bình thường, mở cổng xả để thu thập chất lỏng lên men.
Dọn dẹp sơ bộ: kịp thời đổ chất lỏng lên men còn sót lại trong bể, rửa sạch bên trong bể, khuấy mái chèo và bề mặt thăm dò bằng nước máy, loại bỏ sự bám dính nấm rõ ràng và dư lượng môi trường. Đối với hệ thống đường ống, nó có thể được rửa sạch bằng cách đi qua nước máy áp suất cao để đảm bảo không có dư lượng tích tụ.
II. Quy trình khử trùng bằng thép không gỉ lên men phòng thí nghiệm
Ô nhiễm dị trùng là một trong những lý do chính khiến thí nghiệm lên men thất bại, việc khử trùng máy lên men bằng thép không gỉ trong phòng thí nghiệm cần tuân theo nguyên tắc "phủ sóng toàn diện, khử trùng hoàn toàn". Cốt lõi là để khử trùng thân xe tăng, môi trường nuôi cấy, đường ống và phụ kiện. Các phương pháp phổ biến là khử trùng bằng hơi nước ướt (tiệt trùng hơi nước áp suất cao), các kịch bản đặc biệt có thể được kết hợp với khử trùng bằng nhiệt khô hoặc khử trùng hóa học.
(1) Chuẩn bị trước khi khử trùng: Kiểm tra và xử lý trước
Kiểm tra thiết bị và đường ống: xác nhận rằng con dấu lên men (chẳng hạn như vòng đệm silicone) không bị lão hóa và giao diện đường ống không bị lỏng lẻo; Kiểm tra xem mực nước nồi khử trùng có đạt tiêu chuẩn hay không, van an toàn, van xả có chức năng bình thường. Đối với các thành phần không chịu được nhiệt độ cao (chẳng hạn như một phần điện cực pH, điện cực oxy hòa tan), cần phải được loại bỏ trước và thay thế bằng phích cắm đặc biệt để khử trùng hoặc áp dụng xử lý vô trùng riêng biệt.
Cơ thể và đường ống tiền xử lý: Rửa sạch cơ thể và đường ống bằng nước khử ion để loại bỏ chất tẩy rửa hoặc tạp chất còn lại. Sau khi tiêm môi trường vào bể, bật mái chèo trộn và khuấy trong 5-10 phút, đảm bảo môi trường được phân bố đều và tránh cục bộ ảnh hưởng đến hiệu quả khử trùng.
B5-05=giá trị thông số Kd, (cài 2)
Khử trùng bằng cách sử dụng nhiệt độ cao (121 ℃) và độ ẩm cao của hơi nước áp suất cao để tiêu diệt vi sinh vật và bào tử, thích hợp cho các thành phần chịu nhiệt độ cao như bể, môi trường, đường ống, v.v. Quy trình cụ thể như sau:
Niêm phong&nạp: Đóng tất cả các lỗ mở của máy lên men (cổng nạp, cổng lấy mẫu, cổng xả), xoắn các đai ốc giao diện khác nhau để đảm bảo niêm phong thân xe tăng. Kết nối ống xả của máy lên men, ống vào khí quản với nồi tiệt trùng hoặc máy tạo hơi khử trùng đặc biệt, mở van nạp khí, từ từ đi qua hơi nước, loại trừ không khí lạnh trong bể và trong đường ống (dư lượng không khí lạnh sẽ dẫn đến nhiệt độ cục bộ không đủ, khử trùng không triệt để).
Tăng áp và cách nhiệt: Sau khi ống xả liên tục xả hơi đồng đều (không có không khí lạnh xen kẽ), đóng van xả và bắt đầu tăng áp. Khi áp suất trong bể tăng lên 0,1 MPa (áp suất đo), nhiệt độ đạt 121 ℃, duy trì áp suất và nhiệt độ này trong 30-60 phút (điều chỉnh theo thành phần môi trường: với tinh bột, protein và các thành phần khó khử trùng khác kéo dài đến 60 phút, môi trường thông thường 30 phút là ok). Trong quá trình khử trùng theo dõi chặt chẽ áp suất và nhiệt độ, nếu áp suất giảm cần bổ sung hơi nước kịp thời.
Giảm áp suất và làm mát: Sau khi khử trùng kết thúc, trước tiên hãy từ từ mở van xả để giảm áp suất, khi áp suất giảm xuống 0,02MPa, hãy mở hệ thống làm mát (chẳng hạn như máy làm lạnh nước) để làm mát cơ thể bể. Khi nhiệt độ trong bể giảm xuống 40-50 ℃ (tránh sự bất hoạt của các loài nấm do tiêm chủng nhiệt độ quá cao, quá thấp dẫn đến đông cứng môi trường), sau khi áp suất giảm xuống áp suất bình thường, tắt hệ thống làm mát và chuẩn bị tiêm chủng.
(III) Phương pháp khử trùng phụ trợ: phù hợp với kịch bản đặc biệt
Khử trùng bằng nhiệt khô: Đối với các thành phần không thể được khử trùng bằng nhiệt ướt (chẳng hạn như muỗng lấy mẫu kim loại, các phụ kiện bên trong bàn điều hành vô trùng), đặt vào hộp khử trùng bằng nhiệt khô, khử trùng ở 160-180 ℃ trong 2-3 giờ, sau khi khử trùng tự nhiên làm mát đến nhiệt độ phòng dự phòng.
Khử trùng hóa học: Đối với đường ống hoặc bề mặt không chịu được nhiệt độ cao (chẳng hạn như một phần của đường ống nhựa, đầu dò cảm biến), sử dụng rượu 75% để lau khử trùng hoặc ngâm trong 30 phút, sau đó rửa sạch nước muối vô trùng để loại bỏ rượu còn lại, tránh sự ức chế của thuốc thử hóa học đối với nấm.
Khử trùng hệ thống không khí vô trùng: Không khí đi qua trong quá trình lên men cần được khử trùng và có thể được xử lý bằng cách khử trùng nhiệt độ cao (làm nóng không khí đến 121 ℃ để duy trì trong 30 phút) hoặc lọc hộp mực (sử dụng phần tử lọc vô trùng 0,22 μm) để đảm bảo không khí đi qua bể không bị nhiễm trùng.
(IV) Kiểm tra và bảo trì sau khi khử trùng
Xác minh hiệu quả khử trùng: xác minh "phương pháp nuôi cấy trống" có thể được áp dụng - không tiêm chủng sau khi khử trùng, đặt máy lên men ở nhiệt độ cài đặt lên men trong 24-48 giờ, nếu môi trường không có mây và không có sự phát triển của nấm, cho thấy khử trùng đủ điều kiện; Cũng có thể sử dụng chỉ số sinh học (như Bacillus thermophilus fatophilis), chỉ số nuôi cấy sau khi khử trùng, nếu chỉ số không đổi màu thì khử trùng đủ tiêu chuẩn.
Thiết lập lại thành phần và bảo quản: Sau khi khử trùng đủ điều kiện, các đầu dò bị loại bỏ trước (chẳng hạn như pH, điện cực oxy hòa tan) sẽ được lắp đặt lại sau khi rửa bằng nước muối sinh lý vô trùng để đảm bảo niêm phong giao diện. Máy lên men không được sử dụng ngay lập tức, cần giữ cho thân xe khô ráo, có thể thông qua không khí vô trùng thổi khô bên trong, đóng tất cả các lỗ dự phòng.
III. Các biện pháp phòng ngừa chính cho hoạt động và khử trùng
Ưu tiên an toàn: trong quá trình khử trùng nghiêm cấm mở thân xe tăng hoặc nồi khử trùng mà không có ý định, khi xả áp suất cần vận hành chậm, tránh áp suất giảm đột ngột dẫn đến sự sôi sục của môi trường; Cấm đưa tay hoặc dụng cụ vào bể để ngăn ngừa thiệt hại cơ học khi vận hành hệ thống trộn.
Hoạt động vô trùng được thực hiện trong suốt quá trình: tiêm chủng, lấy mẫu, bổ sung và các khâu khác cần được thực hiện trong bàn điều hành vô trùng. Người vận hành cần phải mặc quần áo vô trùng, găng tay và mặt nạ theo quy định để tránh sự xâm nhập của vi khuẩn do con người gây ra.
Bảo trì định kỳ thiết bị: kiểm tra sự lão hóa của con dấu lên men hàng tháng và thay thế kịp thời; Hiệu chỉnh cảm biến nhiệt độ, điện cực pH, điện cực oxy hòa tan và đồng hồ đo áp suất mỗi 3-6 tháng để đảm bảo phát hiện thông số chính xác; Làm sạch thân xe tăng kịp thời sau khi khử trùng để tránh ăn mòn các bức tường bên trong bằng thép không gỉ còn sót lại của môi trường.
Các tham số ghi chép đầy đủ: ghi chép chi tiết nhiệt độ trong quá trình vận hành, pH、 Oxy hòa tan, khuấy tốc độ và các thông số khác, cũng như áp suất khử trùng, nhiệt độ, thời gian giữ nhiệt và các thông tin khác, cung cấp cơ sở cho việc lặp lại thí nghiệm và kiểm tra vấn đề.
Tóm lại,Phòng thí nghiệm thép không gỉ FermenterQuy trình thao tác và khử trùng cần tuân theo nguyên tắc cốt lõi của "kiểm soát chính xác, bảo đảm vô trùng". Quy trình vận hành thông số kỹ thuật có thể đảm bảo sự ổn định của các thông số lên men và nâng cao tính lặp lại của thí nghiệm; Quy trình khử trùng nghiêm ngặt có thể tránh ô nhiễm tạp khuẩn từ nguồn, đảm bảo thí nghiệm thành công. Bằng cách thành thạo các quy trình và biện pháp phòng ngừa nêu trên, chúng ta có thể phát huy đầy đủ giá trị thí nghiệm của máy lên men và cung cấp hỗ trợ đáng tin cậy cho nghiên cứu vi sinh vật và thí nghiệm kỹ thuật sinh học.