一 方案概述

本方案为芬兰Bioscreen C Pro搭配原厂厌氧气体控制模块整机联用标准化完整实施方案,适用于严格厌氧菌、兼性厌氧菌、微氧微生物高通量生长动力学监测。气体模块负责仪器孵育腔体内部空气置换、持续低流量供气,配合原装蜂窝板、密闭舱体构建稳定无氧环境;整套系统可同步实现恒温、程序化振荡、时序OD浊度扫描与厌氧气氛维持,最长支持1600小时无人值守连续厌氧培养。

整套实施分为硬件安装检查、气体管路配置、样品厌氧前处理、上机程序设置、正式运行、实验结束停机、日常维护七大模块,区分严格厌氧、微需氧两种工况,明确安全规范与常见故障处置。


二 硬件组成与前期装配检查

1. 整套硬件清单

核心设备为Bioscreen C Pro主机、原厂选配厌氧气体控制模块,配套减压阀、精密流量计、PTFE耐腐气管、气体过滤器、单向止回阀。气源根据实验需求配置,严格厌氧推荐预混厌氧气体(氮气、二氧化碳、氢气混合气),微氧实验可选用氮气与二氧化碳混合气体。耗材包含原装100孔蜂窝培养板、厌氧配制培养基、透气/密闭封板膜。

2. 硬件装配检查步骤

确认厌氧气体模块通讯线缆稳定连接至Bioscreen主机背部通讯接口,插头完全卡紧。检查模块进气口、出气口密封圈无老化、开裂,所有管路接头拧紧,不存在漏气隐患。单向止回阀按照气流方向安装,防止腔体内部培养液、水汽回流进入气体模块造成内部元件腐蚀。

接通气体模块电源,开启主机,在软件界面确认气体模块识别正常,无硬件通讯报错。


三 管路连接与气密性测试

1. 管路连接顺序

高压气瓶出口→一级减压阀→精密流量计→气体过滤器→单向止回阀→厌氧气体控制模块进气口;厌氧模块出气口连接放空管路,排放气体通向室外或者通风橱内,禁止密闭汇集。

2. 气密性测试流程

关闭舱门并锁定加热盖板,气瓶输出压力调整至0.1–0.15 MPa。启动软件置换程序,通入实验所用混合气体,持续吹扫15分钟。完成吹扫后暂时关闭进气阀门,保持腔体密闭静置30分钟。

监测软件内部氧浓度读数,30分钟内氧含量上升幅度不超过0.2%视为气密性合格。若氧浓度快速上升,依次检查管路接头、舱门密封条、蜂窝板盖板密封位置,排查泄漏点位。


四 样品厌氧前处理与加样规范

1. 培养基预处理

严格厌氧实验所用培养基提前放置厌氧工作站完成预除氧,平衡至少12小时,消除培养基内溶解氧。避免培养基含有易氧化成分接触空气时间过长。

2. 菌液与加样操作

菌悬液配制全程在厌氧操作台内完成。使用原装蜂窝板,每孔添加培养液体积控制在200–250 μL,预留振荡安全空间,防止振荡过程液体飞溅。

全部加样结束后,根据菌株需求选择密封方案。严格厌氧菌实验使用气密性封板膜封闭板口;兼性厌氧、微氧实验可选用透气膜维持气体交换。将蜂窝板平稳放入仪器托盘,闭合原厂加热盖板,锁紧舱门。


五 仪器软件参数设置(完整上机程序)

1. 基础培养参数设置

设置目标培养温度,开启间歇振荡程序,设置振荡时长、静置间隔,保证菌体均匀悬浮。设定OD扫描通道、扫描时间间隔,建立动力学监测方案。

2. 厌氧气体程序设置

首先设置腔体吹扫阶段,吹扫流量参考原厂标准,吹扫时长根据气密性结果设置15–30分钟,置换腔体内部空气。

吹扫完成切换至维持供气模式,采用小流量持续流通或者间歇脉冲供气,避免大流量气流造成腔体温度剧烈波动。软件开启氧浓度实时监测功能,设定氧含量预警阈值。

3. 参数核对

确认气体程序、振荡程序、光学扫描程序同步生效,保存完整实验方案,所有参数留存记录便于实验复现。


六 正式实验运行期间管控要点

实验运行过程中禁止随意开启舱门,开门会直接导致外界空气大量进入腔体,破坏厌氧环境,整板数据失效。

定时观察软件氧浓度实时曲线,一旦氧浓度持续超标,第一时间检查气瓶余量、管路泄漏情况。

长时间连续厌氧培养条件下,定期查看气瓶剩余气量,提前准备备用气源,防止气源中断造成实验失败。

关注仪器温度曲线,气体持续通入会带走腔体热量,出现温度波动时适当调整参数,保证温度稳定。


七 实验结束标准化停机流程

1. 实验程序自动结束后,先关闭气体持续供气程序。

2. 缓慢打开舱门,保持通风橱环境,静置一段时间排出腔体内部残余可燃气体,涉及含氢气厌氧混合气时,该步骤不可省略,规避爆炸风险。

3. 取出蜂窝板,妥善进行灭菌处理,清理托盘内部可能存在的溅出培养液。

4. 关闭气瓶总阀,持续放空管路内残余压力,随后关闭厌氧气体模块与主机电源。

5. 擦拭腔体密封条、管路接头,去除水汽与培养基残留。


八 日常维护与故障处理

1. 常规维护要求

每次厌氧实验结束后检查舱门橡胶密封条,使用纯水擦拭,防止盐分、有机物堆积导致密封失效。气体前端过滤器按照使用频次定期更换,防止杂质进入气体控制模块。每半年完整开展一次气密性复测,年度光路校准同步进行气体模块功能检测。

2. 常见故障处置

软件无法识别气体模块,检查通讯线路重新插拔重启设备。腔体氧浓度居高不下,依次排查管路泄漏、舱门密封老化、封板膜密封性不足。温度持续不稳定,适当降低气体持续流量,延长温度平衡时间。


九 安全操作重要规范

使用含有氢气的厌氧混合气时,整套操作全程在通风橱区域进行,严禁火源,避免静电火花。气体管路禁止弯折挤压,高压减压阀由专业人员调试,禁止私自改动压力参数。长期无人值守实验,需要配备气体泄漏报警装置。