[发明专利]一种体外重现肠道微生物组的系统及其应用方法

说明书

本发明属仿生学、人体生理学、微生物学、营养学及分析测试技术领域，提供一种体外条件重现胃肠道微生物组的系统及其实验方法。由取样装置、模拟装置、注射装置、培养装置，其中：取样装置为针管式采样器；模拟装置包括底部设置有超滤膜且置于离心管内的厌氧管，厌氧管顶部设置丁基胶塞，丁基胶塞上设置氮气导管和空气导管，氮气导管伸入至厌氧管顶部；空气导管伸入至厌氧管底部；注射装置为连续注射器；培养装置为恒温摇床。模拟系统微型，达到高通量的技术要求。胃肠模拟在同一个管中进行，设有超滤膜，定时对模拟管离心，模拟小肠的吸收，能达到模拟胃肠道环境的效果。

技术领域

本发明属于仿生学、人体生理学、微生物学、营养学及分析测试技术领域，具体涉及一种体外重现肠道微生物组的系统及其应用方法，在离体条件下，利用粪便重现胃肠道微生物组的系统装置。该系统装置因属于微型而有利于多个样本同时进行培养，从而达到高通量重现胃肠微生物组的技术要求。

背景技术

作为完整生物体的一部分，肠道菌群除了参与维持机体健康活动外，它们也与很多疾病的发生和发展有着密切的相关性。肠道菌群与宿主的生理和病理状态均具有很密切的关系。肠道菌群对宿主的营养、代谢、上皮细胞的生长与分化、免疫功能的调节以及保护宿主免受外界侵袭方面起到非常重要的作用，同时它们与宿主的某些疾病也具有紧密联系。

肠道正常菌群的种类、数量和分布是相对稳定的，受饮食、内分泌、卫生习惯、地理环境、年龄及卫生条件的影响而变动。一般认为，健康人体的粪便菌群与肠道各部位菌群组成基本一致。因而可以对大规模肿瘤癌患进行粪便样本采集，并对这些人群进行追踪，使用分子生态学方法对用药过程中患者的胃肠道菌群组成进行动态分析，以期找到癌患在服药过程中胃肠道菌群的规律性变化。由于粪便样本的采集是非损伤性的样本采集方法，对肠道菌群的组成与数量进行动态监控有可能成为一种非损伤性的判断肿瘤癌患胃气重建的重要依据。

对于人体胃肠道仿生系统的建立及方法的研究，国外起步较早，受重视程度也比较高，而我国的研究相对滞后，目前只有为数不多的机构进行着装置和方法的研究，如实用新型专利授权号CN201634678U公开了一种模拟肠道环境的小型发酵装置，该装置可用于实验室好氧、厌氧、产气、不产气等微型发酵,可准确收集与计量发酵所产生的气体体积。发明专利授权号CN102533543B公开了一种能模拟人体肠道环境用于肠道微生物培养的装置，该装置能提供并维持相对恒定的温度、湿度、并可有一定的振荡,达到模拟肠道环境的效果。实用新型专利授权号CN202658158U公开了一种智能化生物体胃肠道消化系统模拟控制装置，该装置可通过计算机控制，模拟胃肠道消化系统。发明专利授权号CN101482460B公开了一种单位动物仿生消化系统及基于该系统模拟单位动物消化的方法，该系统及方法实现了体外条件下模拟动物胃肠道消化吸收饲料的过程。发明专利授权号CN101665758B公开了一种体外条件下重现人体胃肠道及微生态系统的模拟试验方法，该方法基于由比利时根特大学引进的人体肠道微生态系统模拟装置,针对东方人群的生活习性进行技术改进达到在体外条件重现人体胃肠道系统。发明专利授权号CN103740589A公开了一种人体胃肠道仿生系统及基于该系统的模拟实验方法，实现在体外条件下，利用该系统和方法可以真实地模拟人体胃肠道对摄入食物的消化、吸收及肠道微生态系统。

目前，国内所申请胃肠道仿生系统的专利中，无人能够保证采样的厌氧环境，无人能够做到微型，同时进行多个样本的培养，而达到高通量的技术要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种体外重现胃肠道微生物组的系统及其应用方法。

本发明由如下技术方案实现的：一种体外条件重现胃肠道微生物组的系统，由取样装置、模拟装置、注射装置、培养装置，其中：取样装置为针管式采样器；模拟装置包括底部设置有超滤膜且置于离心管内的厌氧管，厌氧管顶部设置丁基胶塞，丁基胶塞上设置氮气导管和空气导管，氮气导管伸入丁基胶塞内底部，空气导管伸入至厌氧管底部； 注射装置为连续注射器；培养装置为恒温摇床；