[发明专利]用于金属纳米颗粒生产的微生物辅助灌流系统

权利要求书

1.一种用于连续微生物合成金属纳米颗粒的灌流式生物反应器，所述生物反应器包括：

(i)进口段，所述进口段包括与泵流体耦合的流体营养介质储层，所述泵与灌流室流体耦合；

(ii)所述灌流室，包括

保持室，所述保持室被配置为接收来自进口段的营养介质，所述保持室被配置为将所述营养介质均匀分布并转移到反应室；

所述反应室被配置为通过微生物细胞形成所述纳米颗粒，所述反应室包括适合支撑用于合成所述纳米颗粒的微生物细胞的反应面；

收集室，所述收集室被配置为从反应室收集含有合成纳米颗粒的营养介质，并将所述介质和纳米颗粒转移到收集端口；

在保持室和反应室之间设置的第一流动屏障，其中所述第一流动屏障用于在所述营养介质进入反应室之前均匀分散所述营养介质；和

在反应室和收集室之间设置的第二流动屏障，其中所述第二流动屏障用于将微生物细胞保留在反应室中，并允许纳米颗粒流入所述收集室；

(iii)与收集端口流体耦合的出口段，所述出口段用于从收集端口收集纳米颗粒和耗尽的营养介质。

2.根据权利要求1所述的生物反应器，其中所述第二流动屏障向所述收集室提供纳米颗粒的悬浮液，所述悬浮液基本上不含微生物细胞。

3.根据权利要求2所述的生物反应器，其中所述第二流动屏障向所述收集室提供纳米颗粒的悬浮液，所述纳米颗粒的悬浮液包括小于1％(重量/重量)的微生物细胞。

4.根据权利要求1所述的生物反应器，其中所述收集室包括一个或多个过滤器。

5.根据权利要求4所述的生物反应器，其中所述过滤器包括平均直径约为0.2μm的孔。

6.根据权利要求1所述的生物反应器，其中所述灌流式生物反应器包括透气性的顶。

7.根据权利要求1所述的生物反应器，其中所述反应面是可移除的。

8.根据权利要求1所述的生物反应器，其中所述收集室会聚至收集端口的顶具有三角形形状。

9.根据权利要求1所述的生物反应器，其中所述第一流动屏障提供比进口段流体介质的流动慢的营养介质流。

10.一种合成金属纳米颗粒的方法，所述方法包括以下步骤：

(a)提供前述任一权利要求所述的灌流式生物反应器、微生物细胞培养物、用于微生物细胞生长的流体营养介质和金属盐；

(b)在流经反应室的流体营养介质中存在金属盐的情况下，在灌流式生物反应器的反应室中培养微生物细胞，其中所述金属纳米颗粒在流体营养介质中形成并在收集室中收集；和

(c)在收集室的收集端口收集所述金属纳米颗粒。

11.根据权利要求10所述的方法，其中所述微生物细胞是细菌细胞。

12.根据权利要求11所述的方法，其中步骤(b)至少持续约一周。

13.根据权利要求10所述的方法，其中步骤(c)中收集的纳米颗粒以纳米颗粒悬浮液的形式存在，所述悬浮液基本上不含来自反应室的微生物细胞。

14.根据权利要求13所述的方法，其中纳米颗粒的悬浮液包含小于1％(重量/重量)的所述微生物细胞。

15.根据权利要求10所述的方法，还包括过滤所述纳米颗粒悬浮液。

16.根据权利要求15所述的方法，其中所述过滤包括使用含有平均直径约为0.2μm的孔的过滤器。