作者: 來源: 日期:2019/11/4 11:12:02 人氣:3910
組培工廠應(yīng)選址在安靜、潔凈、可避開各種污染環(huán)境的地方,才能減少操作污染,降低生產(chǎn)成本,確保工作的順利進(jìn)行。根據(jù)已確定的生產(chǎn)規(guī)模,設(shè)計(jì)組培生產(chǎn)車間時(shí),要了解工作中需要哪些最基本的設(shè)備條件,以便因地制宜利用現(xiàn)有房屋改建或新建組培工廠,盡量做到合理布局。通常按組培生產(chǎn)程序先后,順次安排成一條連續(xù)的生產(chǎn)線,主要包括培養(yǎng)器皿清洗;培養(yǎng)基的配置、分裝、包扎和高壓滅菌;無菌操作材料的表面滅菌和接種;進(jìn)入培養(yǎng)室培養(yǎng);試管苗的種植和前期管理等。較為理想的平面布置見文章后面的圖3-1,3-2。
一、清洗室
要求具有耐酸堿的水池和排水口。每天都有大量的植物材料碎片、瓊脂等東西堆積,因此排水口一定要安裝過濾網(wǎng),做到每天清洗檢查,一是減少微生物滋生源,二是避免排水系統(tǒng)堵塞,帶來不必要的麻煩。
配有不同形狀及大小的洗滌刷,如果有可能安裝洗瓶機(jī)器,更能提高工作效率。 配備數(shù)個(gè)塑料箱盛裝瓶子,將瓶放入箱內(nèi)時(shí),應(yīng)倒立,這樣可使瓶子自然干燥。
二、培養(yǎng)基配制及滅菌室
手提式高壓滅菌鍋2~3個(gè),用于一些小型物品或急需用品的高壓滅菌。
組培工廠必須配備1至數(shù)臺(tái)大型滅菌鍋,直徑40~50cm的不銹鋼或鋁鍋2~3個(gè),用于溶解瓊脂或調(diào)制培養(yǎng)基,加熱源采用煤氣灶或用電。
去離子水發(fā)生器1~2臺(tái)。
干燥箱1臺(tái),用于器皿或急需用具的干熱滅菌。
大型工作臺(tái)1~2張,用于培養(yǎng)基分裝、包扎等。
玻璃柜1個(gè),用于放置藥品等。
試劑瓶、具刻度移液管、皮下注射器、量筒、搪瓷量杯、容量瓶、各式塑料瓶或塑料桶等易損品數(shù)個(gè),更重要的是配備大量充足的培養(yǎng)瓶。
三、檢測及稱量室
PCR儀:可用于真菌和細(xì)菌性病原菌的檢測和部分病毒病的檢測。
酶標(biāo)儀:通過血清免疫技術(shù)(ELISA)進(jìn)行主要病毒病的檢測。
雙目顯微鏡、解剖鏡:用于植物組織培養(yǎng)材料的形態(tài)發(fā)育及細(xì)胞觀察。
凹穴載玻片:用于細(xì)胞懸浮培養(yǎng)。
載玻片和蓋玻片:用于制作細(xì)胞和組織的顯微制片。
光照培養(yǎng)箱;用于不同種類植物培養(yǎng)方法或培養(yǎng)條件的研究。
冰箱:用于貯存化學(xué)藥品,培養(yǎng)基母液和植物材料等。
低溫冰箱:用于長期貯存培養(yǎng)基儲(chǔ)備液,某些酶和椰子汁等。
稱量儀器:包括感量為1/10000的電子天平,感量為1/10的普通托盤天平,稱量為1~5kg的臺(tái)秤等,用于藥品的稱量配制和植物組織生長量的測定。
水質(zhì)及培養(yǎng)基檢測儀器:包括pH酸度計(jì)、電導(dǎo)率儀或Ec值測定儀。
細(xì)菌濾膜及其支座:用于對溶液進(jìn)行過濾滅菌。
四、無菌操作室(接種室)
這是組培工廠的最核心和關(guān)鍵部分,是進(jìn)行無菌操作的場所,如植物材料的消毒接種,無菌材料的繼代,叢生苗的增殖或切割,嫩莖插植生根等。它也關(guān)系到污染率這項(xiàng)最重要的成本指標(biāo)的高低,直接影響組培工廠的工作效率及經(jīng)濟(jì)效益。無菌操作室原則上宜小不宜大,要有緩沖間,以便進(jìn)人無菌室前在此洗手、換衣、換鞋、預(yù)處理材料等。無菌室的地板和四周墻壁應(yīng)盡可能光潔,不易積染灰塵,易于采取各種清潔和消毒措施。無菌室內(nèi)要吊裝紫外滅菌燈,用于經(jīng)常照射滅菌。要安裝空調(diào)機(jī),保持室溫在23~25℃,原則上無菌室的門窗應(yīng)緊閉,保持與外界相對隔絕。無菌操作室內(nèi)需要的用具如下。
超凈工作臺(tái):用于進(jìn)行無菌操作。
室內(nèi)小推車:用于運(yùn)送培養(yǎng)物、培養(yǎng)基和各種器皿用具。
酒精燈:用于灼燒各種金屬用具。
手持噴霧器:用于在超凈工作臺(tái)內(nèi)或?qū)ζ渌锲穱姙⒕凭M(jìn)行消毒。
帶蓋螺口玻璃瓶:用于盛裝無菌水,對植物材料進(jìn)行表面消毒。
大的鈍頭鑷子:用于進(jìn)行接種和繼代、生根等操作。
細(xì)解剖針;用于植物材料的解剖。
解剖刀:用于切割植物材料。
各種孔徑的不銹鋼篩網(wǎng):用于分離太小不同的細(xì)胞團(tuán)。
低速臺(tái)式離心機(jī):用于沉淀細(xì)胞,以便確定沉積細(xì)胞的總體積或清洗原生質(zhì)體。
振蕩培養(yǎng)器;用于植物材料的液體培養(yǎng)。
血球計(jì)算器;用于細(xì)胞計(jì)數(shù)。
組培室設(shè)計(jì)基本規(guī)則
五、培養(yǎng)室
培養(yǎng)室要講究保溫隔熱。如果是專為組織培養(yǎng)設(shè)計(jì)的新建筑,為了減少能源消耗,培養(yǎng)室應(yīng)盡量利用自然光照,大限度地增加采光面積。除必要的承重結(jié)構(gòu)外,全部安裝落地式雙層大玻璃窗,并在窗外設(shè)置防止直射的半透明瓦楞板,它的寬度、數(shù)目應(yīng)按當(dāng)?shù)氐木暥取⑷照諒?qiáng)度、日照時(shí)數(shù)等氣象因子適當(dāng)考慮。
培養(yǎng)室的四壁可選白色或淺米黃色防霉漆、涂料等涂層,地面也應(yīng)選淺色建材,推薦用白水泥、白水磨石或同樣的磨石砌塊、瓷磚等,頂部為白色,總之各處都應(yīng)增強(qiáng)反光,以提 高室內(nèi)的光亮度和易于清掃。我國大多數(shù)地區(qū)屬大陸性氣候,夏熱冬冷,而培養(yǎng)室要求常年保持[25士(1~2)]℃,因此房屋構(gòu)造上要做到保溫、隔熱、防寒性能良好,做到冬暖夏涼。溫度調(diào)節(jié)常借助空調(diào)機(jī),使高溫季節(jié)降溫,低溫季節(jié)升溫。在華南、昆明等冬暖地區(qū),冬季由輔助照明燈產(chǎn)生的熱量即可很容易地維持室溫在2 5℃左右。房屋結(jié)構(gòu)及隔熱性能良好, 無論降溫或升溫都可有效地節(jié)省能源,并易于保持溫度的穩(wěn)定。
培養(yǎng)室應(yīng)設(shè)計(jì)能有效通風(fēng)的窗戶,定期或需要時(shí)加強(qiáng)通風(fēng)散熱,如夏初或秋末,一天內(nèi)溫度變化很大,即使夏天,有時(shí)夜溫也不適宜.必要時(shí)都可利用通風(fēng)來調(diào)節(jié)溫度,這樣可節(jié)省一些降溫用電。方法是只要在室內(nèi)地板稍高處設(shè)置進(jìn)風(fēng)氣窗,在氣窗的對側(cè),近天花板處 設(shè)置排風(fēng)窗,亦可安裝小功率的排風(fēng)扇,利用自然空氣來調(diào)節(jié)室內(nèi)的溫度。進(jìn)風(fēng)氣窗可用兩層以上的紗布簡單地濾塵。
如果改建,則應(yīng)考慮增加窗戶,改為雙層窗,內(nèi)壁加保溫隔熱層,如加一層纖維板或膠合板,墻與板之間填塞保溫物如蛭石、軟木磚、泡沫塑料塊等。如原有建筑質(zhì)量較好,外界溫度變化并非太劇烈,也可只釘一層纖維板,留下適當(dāng)?shù)目諝鈱樱踔劣诳芍苯永迷蟹可嶙髋囵B(yǎng)室。培養(yǎng)室的天花板也應(yīng)有保溫層,地面架設(shè)地板,以利保溫。至于這些結(jié)構(gòu)應(yīng)當(dāng)完善到什么程度,主要根據(jù)當(dāng)?shù)氐臏囟茸兓闆r、投資的多少等來決定。
培養(yǎng)室的主要設(shè)備與用具如下。
(1)培養(yǎng)架與燈光 培養(yǎng)室是放置培養(yǎng)物的場所,是成千上萬幼苗的培育間、生長室。培養(yǎng)室內(nèi)整齊地安放若干個(gè)培養(yǎng)架,培養(yǎng)架的高度可以根據(jù)培養(yǎng)室的高度來定,為了充分利用空間,培養(yǎng)架幾乎可與培養(yǎng)室一樣高。在3m多高的空間里,培養(yǎng)架分為8層,這樣可以擺放大量的培養(yǎng)瓶,管理高層放置的瓶子可借助于梯子,由于培養(yǎng)期間并不需要太多照看,這樣充分利用空間是可取的。如果以研究為主,架子就不要太高,以不站凳子手能拿到瓶子為宜。一般每個(gè)架設(shè)6層,總高200cm,每30cm 為一層,最下一層距地20cm,架寬以60cm較好。視培養(yǎng)的植物需光程度,架上安裝1~2盞日光燈。40W日光燈管的長度也往往決定了培養(yǎng)架的長度,即約126cm可以用每邊寬為30cm的角鋼來焊制。制成后除銹,涂一層防銹漆,再涂l~2層白漆。用5mm的玻璃做擱板,下墊上有利于光線利用的錫薄紙。每屋架子上安裝固定或懸掛式的日光燈2盞。固定式的整齊美觀,但燈座螺釘孔的位置要求嚴(yán)格,稍不合規(guī)格就不亮,或拆換困難,固定后不能再調(diào)節(jié)燈的位置與高度。懸掛式的則比較靈活,容易調(diào)節(jié)燈的位置與高度,但不夠整齊。懸掛式的燈管是掛在一條繃緊的鐵絲上。燈管距架子邊緣15cm,兩燈之間距離30cm。每層架可放置100mL三角瓶8~10行,每行20瓶,總計(jì)160~200個(gè)瓶子。每盞燈的兩側(cè)各2~3行瓶子。據(jù)實(shí)地測定,在燈管距擱板16cm處,第一排瓶子前強(qiáng)度為1400~16001x,第一排瓶子之后光強(qiáng)度為1000lx左右,第二排瓶子之后光強(qiáng)度仍有800Ix,這對于大多數(shù)培養(yǎng)物來說已無問題。對某些需強(qiáng)光的植物或需要強(qiáng)光處理的材料,可將燈放到距擱板5~6cm處,恰好是三角瓶中部,這時(shí)光強(qiáng)度可提高到2400~3000lx(每只燈管的亮度不同,新舊程度也影響亮度),但距燈管太近時(shí),要留心培養(yǎng)物受溫度的影響。在培養(yǎng)陰生植物或耐弱光的植物時(shí),為節(jié)約電力和減少燈管損耗,可以每層架交錯(cuò)地開亮l盞燈,如非洲紫羅蘭、花葉芋、秋海棠類、月季苗等仍可適應(yīng)。但距燈最遠(yuǎn)處宜保持光強(qiáng)度500~800lx左右,否則幼苗生長過于細(xì)弱,生長也太慢。培養(yǎng)架所占面積按60cm×126 cm計(jì)為0.76m2,加上管理通道,在12~14m2的室內(nèi)可放置8~10個(gè)培養(yǎng)架,對于年產(chǎn)4~10萬甚至20萬苗的小型生產(chǎn)單位已經(jīng)夠用了。在采用日光為光源或日光加輔助人工光源的條件下,培養(yǎng)架都應(yīng)縱向?qū)χ皯簦员苊獾谝慌偶茏庸饩€過強(qiáng),而第二、第三排架子光線太弱,縱向排列可使全室光線分布得比較均勻。
(2)配電板 在培養(yǎng)室內(nèi)應(yīng)安裝1~2個(gè)配電板,其上設(shè)熔斷器(俗稱保險(xiǎn)盒)和閘刀開關(guān),用以管理室內(nèi)的電源。
(3)石英電子時(shí)控器 這是自動(dòng)開關(guān)燈的設(shè)備,它里面安放一只電池,推動(dòng)石英鐘行走,石英鐘的盤面上刻有時(shí)間刻度外,還有一些小卡子,可用螺釘調(diào)節(jié)固定在某一時(shí)刻上,時(shí)控器通過交流接觸器控制送電或斷電,當(dāng)時(shí)控器盤面行走到小卡子固定的時(shí)間刻度時(shí),內(nèi)部的機(jī)械裝置動(dòng)作,造成電流的通或斷。將石英電力時(shí)控器和交流接觸器安裝在電路里,就可以控制每天開燈關(guān)燈,也可以每天定時(shí)開關(guān)幾次,例如夏天高溫時(shí)節(jié),可以在天亮?xí)r開燈(提早到4、5點(diǎn)鐘),而中午氣溫高時(shí)關(guān)停幾個(gè)小時(shí),夜里再補(bǔ)充光照幾小時(shí),以降低溫度和減輕空調(diào)機(jī)的負(fù)荷。
(4)空調(diào)機(jī) 窗式、掛式或立式空調(diào)機(jī)都能有效地調(diào)節(jié)室溫。一般分兩種,一種既能降溫又能升溫;另一種只用于降溫。從節(jié)約經(jīng)費(fèi)角度考慮,采用后一種較好,從方便來說采用前一種好。在室內(nèi)無熱源的情況下,把門窗緊閉,空調(diào)機(jī)很快就能將室溫調(diào)節(jié)好。2臺(tái)5P的空調(diào)機(jī)可以控制20~40m2培養(yǎng)間(實(shí)際安裝時(shí)需視外界溫度和房間保溫條件、室內(nèi)空間大小而異)的溫度,同時(shí)除濕,所以夏天在空調(diào)室內(nèi)很涼爽。但是培養(yǎng)室內(nèi)有許多燈管,其發(fā)熱量亦不容忽視。因此,在夏季想用空調(diào)機(jī)將室溫降到25℃左右,培養(yǎng)室就不要過大,保溫密閉等條件要好,盡量利用日光,少開燈,在夜間或凌晨低溫時(shí),加強(qiáng)通風(fēng),驅(qū)除室內(nèi)累積的熱量等。空調(diào)機(jī)應(yīng)安置在室內(nèi)較高的位置,如窗的上框等,以便于排熱散涼,易使室溫均勻。若將空調(diào)機(jī)安在窗下,室內(nèi)的上層溫度則始終難以降下來。
六、需求的配套設(shè)施
組培生產(chǎn)車間的配套設(shè)施主要是指過渡培養(yǎng)溫室和露地?zé)捗鐖觯F(xiàn)代化組培工廠每天都有上萬株組培苗出瓶過渡。從組培瓶無菌異養(yǎng)的小環(huán)境及培養(yǎng)室穩(wěn)定的溫、濕度及光照條件下出來,進(jìn)入自然氣候環(huán)境。自然環(huán)境的獨(dú)特之處恰恰是溫、光、濕等因子隨著晝夜時(shí)間的循環(huán),產(chǎn)生著極大的變化,如早上8點(diǎn)鐘的溫度、光照、濕度都較低,到了正午這些因子的數(shù)值已成倍地增加,而到了晚上或許都降到了低值。組培苗過渡成活率的高低是一項(xiàng)直接影響到組培工廠成本指標(biāo)、工作效率及經(jīng)濟(jì)效益的最重要因素。影響組培苗過渡成活率的因子很多,在后面的章節(jié)將有更詳細(xì)的論述。此處重點(diǎn)介紹假設(shè)在組培瓶苗質(zhì)量得到認(rèn)可的前提下,以滿足組培苗過渡培養(yǎng)條件,來提高組培過渡成苗率的設(shè)施設(shè)備條件。
1、過渡培養(yǎng)溫室
建造光、溫、濕可調(diào)控過渡培養(yǎng)溫室,在溫室內(nèi)安裝噴灌設(shè)施及可移動(dòng)苗床,選用適宜基質(zhì)、規(guī)范生產(chǎn)規(guī)程,是提高組培苗過渡成話率的穩(wěn)定保障,溫室內(nèi)每平方米苗床一般可栽種800株組培苗,一茬組培苗的過渡周期按30d計(jì)算,考慮到組培苗難以按要求在固定的時(shí)間內(nèi)進(jìn)入市場,故需留上適當(dāng)面積的培養(yǎng)溫室以便周轉(zhuǎn),一般年產(chǎn)500萬苗的過檀培養(yǎng)溫室,建造面積應(yīng)在2000~3000m2范圍內(nèi)。
2、露地?zé)捗鐖?nbsp;
經(jīng)過渡溫室培養(yǎng)的組培苗,有些種類可直接進(jìn)入市場,在生產(chǎn)中栽種也有很高的成活率。但也有一些種類成活并不理想,畢竟過渡溫室內(nèi)的環(huán)境條件仍比自然條件要優(yōu)越得多。對這些種類需要移入露地?zé)捗鐖鲎鬟M(jìn)一步的馴化培養(yǎng),露地?zé)捗鐖隹墒锹短斓模部山ㄕ谑a或防雨棚,將成批量的組培苗移人。露地?zé)捗鐖黾仁嵌芜^渡培養(yǎng)場地,也是種苗等待進(jìn)入市場的存放地,其建設(shè)面積的多少,取決于不同種類的種苗的生長特性及生產(chǎn)需求。
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