可叠加三气摇床可以用来做哪些实验？

2026/01/08 10:22 I 阅读：6

在生命科学研究不断深入的今天，模拟复杂生理环境的需求日益增长。可叠加三气摇床凭借其精确控制氧气、二氧化碳浓度及振荡培养的能力，为科研工作者提供了强大的实验平台。以下将详细介绍其在多个研究领域的具体应用实例。

一、环境微生物研究的创新应用

土壤微生物的梯度氧气适应研究

实验目的：探究不同氧气浓度梯度下土壤微生物群落的代谢活性变化

实验设计：

研究人员采集不同深度的土壤样品，通过可叠加三气摇床建立从0.5%到21%的连续氧气梯度环境。每层摇床设定不同的氧气浓度，模拟从深层土壤到表层的自然氧含量变化。在恒定的5% CO₂浓度和25℃条件下，连续培养14天。

关键技术需求：

1、   需要设备能够长时间维持稳定的低氧环境（1-5% O₂）

2、   要求各层之间的气体浓度互不干扰

3、   需要稳定的振荡确保土壤颗粒与营养液的充分接触

实验成果：

通过此实验，研究人员成功观察到微生物群落结构随氧气梯度变化的规律，发现了多个新的厌氧微生物种类，为土壤修复提供了理论依据。

二、合成生物学共培养体系的优化

1、多菌种协同合成复杂化合物

实验目的：构建由3-4种工程菌组成的共培养系统，实现复杂生物碱的高效合成

实验设计：

实验采用三层叠加的摇床系统，每层培养不同的工程菌株：

1)       第一层：设定40% O₂，培养负责合成前体物质的枯草芽孢杆菌

2)       第二层：设定20% O₂，培养进行中间转化的酵母菌

3)       第三层：设定5% O₂，培养完成最终修饰的大肠杆菌

每层之间通过微流控系统连接，实现代谢产物的级联传递。温度统一控制在30℃，CO₂浓度维持在8%。

设备关键支持：

1)       可编程控制系统实现不同氧气浓度的自动切换

2)       精确的温度控制（±0.2℃）确保各菌种的最适生长条件

3)       独立的CO₂调节维持培养基pH稳定

2、细胞工厂的动态优化培养

实验目的：通过动态调节培养条件最大化目标产物产量

实验设计：

研究人员设计了一个72小时的动态培养方案：

1)       0-24小时：50% O₂促进细胞快速生长

2)       24-48小时：逐步降低至20% O₂诱导产物合成途径

3)       48-72小时：维持在5-10% O₂优化产物积累

整个过程中，通过三气摇床的实时监测系统跟踪溶解氧变化，并自动调节气体输入。

三、组织工程与细胞共培养研究

1、肿瘤微环境模拟

实验目的：建立包含肿瘤细胞、成纤维细胞和免疫细胞的共培养系统

实验设计：

利用可叠加三气摇床模拟肿瘤组织的缺氧环境：

1)       设定1-3% O₂模拟实体瘤核心缺氧区域

2)       5-10% CO₂模拟组织代谢产生的高碳酸环境

3)       37℃恒温培养

4)       通过三维支架培养不同类型的细胞

实验价值：

该系统能够更好地模拟体内肿瘤微环境，为抗癌药物筛选和免疫疗法研究提供更真实的实验平台。

2、肠道器官芯片的培养

实验目的：在动态条件下培养肠道类器官，研究肠道屏障功能

实验设计：

采用特殊的培养容器，在摇床上模拟肠道的蠕动和氧气梯度：

1)       腔室侧：维持21% O₂模拟血管侧

2)       肠腔侧：维持1-5% O₂模拟肠腔内缺氧环境

3)       持续振荡模拟肠道蠕动（30-60 rpm）

四、特殊环境微生物研究

1、深海微生物的模拟培养

实验目的：研究深海热液喷口微生物在高压低温下的代谢特性

实验设计：

虽然需要配合压力培养装置，但三气摇床在以下方面发挥关键作用：

1)       精确控制0.5-2%的低氧环境

2)       维持高浓度CO₂（10-15%）

3)       实现4-10℃的低温培养

4)       提供温和振荡促进营养交换

2、极端环境微生物的适应性研究

实验目的：探究微生物对氧气浓度剧烈变化的适应机制

实验设计：

设计交替的高低氧循环方案：

1)       高氧期（50% O₂）持续4小时

2)       低氧期（1% O₂）持续2小时

3)       循环进行72小时

4)       通过监测微生物的基因表达变化，研究其适应机制。

五、实验设计的关键考量

在这些复杂的实验中，研究人员需要特别注意以下方面：

1)       气体浓度的精确控制：特别是在低氧范围（1-5% O₂）的稳定性

2)       温度均匀性：确保培养容器各位置的温度差异小于0.5℃

3)       振荡的稳定性：长期运行中转速的精确控制

4)       不同气体环境的分隔：在叠加使用时确保各层独立控制

可靠的技术支持——上海赫田科学仪器有限公司

在这些前沿研究领域，实验设备的可靠性直接关系到研究结果的准确性。上海赫田科学仪器有限公司深刻理解科研工作者的需求，开发的可叠加三气摇床在多个关键技术点上提供了可靠保障：

1、   精准控制方面：采用红外传感器检测CO₂浓度，响应时间＜30秒；镀金O₂探头确保1-95%范围内的精确测量，满足从极端缺氧到高氧的各种实验需求。

2、   稳定运行方面：伺服电机确保十年以上的使用寿命，1-300rpm的宽范围转速调节，配合多维传动系统，即使长期连续运行也能保持稳定。

3、   智能管理方面：7寸触摸屏支持50段程序编程，USB数据导出功能确保实验过程可追溯，四级权限管理保障操作规范性。

4、   安全设计方面：SPM软启动避免样品抛洒，超温、失速等多重报警系统，为贵重样本提供全方位保护。

我们与中国科学院苏州生物医学工程技术研究所、重庆质信诚计量检测技术有限公司、谱尼生物医药科技（上海）有限公司等专业机构保持技术合作，不断优化产品性能，确保设备能够满足最前沿的科研需求。

如果您正在规划相关实验，或对三气培养条件有特殊需求，欢迎与我们联系。上海赫田科学仪器有限公司的技术团队可以根据您的具体研究目标，提供个性化的设备配置建议和实验方案咨询，助力您的科研工作取得突破性进展。