一种核孔膜在肠道内容物分离中的应用制造技术

本发明专利技术涉及一种核孔膜在肠道内容物分离中的应用，在粪便水分散液经过除杂之后，采用核孔膜技术分离提取肠道微生物，替代传统的离心式分离技术，首先可以有效地截流整个要求范围内的细菌，使提取过程标准化，更加精准可控，重复性好。取代传统离心分离的不稳定性和不确定性，并大大地减少细菌的流失。同时操作简便，自动化程度高。另外，可以通过采用不同孔径的核孔膜，通过尺寸效应，可以选择性地分离所需要的肠道微生物，可以用于精准地控制不同菌种的相对丰度。

【技术实现步骤摘要】
一种核孔膜在肠道内容物分离中的应用
本专利技术属于医疗器械
，尤其是肠道内容物的分离

技术介绍
人体肠道微生物时刻伴随人类成长，不仅帮助消化食物，更是人体有效抵抗外界病原菌入侵的屏障。漫长的进化过程形成的平衡稳定的肠道微生态环境对于人体的营养、代谢和免疫起着至关重要的作用。人体内存在大量共生微生物，它们大部分寄居在人的肠道中，数量超过1000万亿(1014数量级)，是人体细胞总数的10倍以上。在漫长的进化过程中，肠道微生物与人类达成了良好的合作，对人体的营养、代谢和免疫都起着至关重要的作用。粪菌移植作为重建肠道菌群的有效手段，将健康人粪便中的功能菌群，移植到患者胃肠道内，重建新的肠道菌群平衡，实现肠道及肠道外疾病的治疗。目前已用于多种菌群相关性疾病的治疗和探索性研究，并被认为是近年的突破性医学进展。但是，要从粪便中分离粪菌，对于医护人员的是巨大的挑战。因此，设计一种自动化的、标准化的粪菌分离和回收系统，具有非常重要的意义。目前，对于粪菌自动化分离和回收系统，采用多级式过滤除去其它杂质，国内已有部分文献报道，如CN103330961B、CN105624024B和CN204097475U等。但是，这些粪菌分离和回收系统都只是对于粪便溶液中的杂质进行过滤分离后得到菌液，后续通过离心机离心使溶液分层,倒掉上清液来保留有用菌群。这种收集处理收集方法，操作十分不便.而且由于所用技术的限制,造成许多小而轻的细菌随上清液被倒掉，而且保留物种中还有大量的粪便残渣(超过40μm以上)，而大部分肠道细菌尺寸小于5μm。而且由于粪便样品的多样性和复杂性,和每个人操作的差异性，使得该方法差异性很大，结果不可控，无法实现标准化的可重复性操作。另外，这些方法所获得的粪菌都是混合的，无法选择性地筛分特定的肠道微生物，对于未来精准地治疗肠道疾病，也是无法满足的。核孔膜是由重离子在绝缘物质薄膜上打孔和化学蚀刻扩孔而成，是一种精密过滤和筛分粒子的理想滤膜，微孔结构为圆柱状孔道且孔径大小均匀，属筛分过滤机理，过滤时它象筛子那样，使大于孔径的所有颗粒截留在滤膜的表面上，具有良好的选择性，承压能力强，耐高温消毒，化学及生物稳定性好。但是，在现有技术中，核孔膜的应用都是为了除去水中的杂质及有害微生物，最终实现净化水质的效果。核孔膜上截流的是无用的杂质。而且需净化的溶液不含及大量杂质，且细菌含量相对较少，过滤技术难度不大。肠道中的细菌占整个肠道内容物的40％以上，内容物的溶液浑浊程度远远大于普通核孔膜的过滤应用。本专利技术创造性地利用了核孔膜的过滤特点，在肠道内容物的分离应用中，通过不同孔径的核孔膜过滤，收集不同种类的肠道内容物，核孔膜上所截留的都是所期望获得的产物。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术采用核孔膜过滤的方式，来实现高效、精准、可控地收集特定的肠道内容物，具体技术方案如下：一种核孔膜在肠道内容物分离中的应用，其特征在于：所述肠道内容物分离采用核孔膜。进一步地，所述核孔膜的孔径为0.01-40μm，优选为0.5-10μm。进一步地，所述核孔膜为一层膜。进一步地，所述核孔膜为两层或两层以上膜，不同孔径的核孔膜按照对截流物的要求孔径从大至小依次布置，用于收集不同尺寸的肠道内容物。进一步地，所述肠道内容物为肠道微生物，包括双歧杆菌、乳酸杆菌、大肠杆菌、肠球菌等，所述肠道微生物的大小在0.1μm-40μm之间，优选为0.5μm-10μm。进一步地，所述核孔膜为锥面向下的圆锥形，所述核孔膜由尺寸相近的圆锥形支架支撑，所述圆锥形支架的锥面上设有孔洞；或者所述核孔膜为圆柱桶形，所述核孔膜由尺寸相近的圆柱桶形支架支撑，所述圆柱桶形支架的侧面及底面上设有孔洞。进一步地，所述核孔膜以圆锥或圆柱桶的垂直中轴为轴旋转。进一步地，在所述核孔膜下施加负压。进一步地，在进行肠道内容物分离之前，还包括除杂步骤，除去大尺寸杂质。进一步地，所述肠道内容物分离在氮气保护下进行，以保证厌氧细菌的最大成活率。进一步地，所述的核孔膜在肠道内容物分离中的应用，其特征在于：所述肠道内容物分离后可直接放入冻干机，冻干成粉。本专利技术的有益技术效果在于：1)采用侧壁过滤及旋转分离技术相结合的核孔膜分离提取肠道微生物，替代传统的离心式分离技术，首先可以使提取过程更加精准可控，分离效率更高，同时操作简便，自动化程度高，另外，可以通过采用不同孔径的核孔膜，通过尺寸效应，选择性地分离所需要的肠道微生物，用于精准地控制不同菌种的相对丰度；2)采用氮气保护，可以保障厌氧型肠道微生物在提取过程中的存活。附图说明图1为实施例1中通过所述核孔膜在肠道微生物分离中的应用，在核孔膜滤网上收集到的产物2g固体截流物溶于25ml生理盐水中，在400倍显微镜下的照片。图2为对比实施例中通过传统离心式分离的方法得到的下层沉淀物中2g固体沉淀物溶于25ml生理盐水中，在400倍显微镜下的照片。具体实施方式实施例1一种核孔膜在肠道微生物分离中的应用，采用单层核孔膜滤网，核孔膜孔径为0.5μm。核孔膜为圆锥形，并由尺寸相近的圆锥形支架支撑，支架的侧面及底面上设有孔洞，用于透过过滤后的水。核孔膜及支架以容器垂直中轴为轴旋转，转速为800rpm，而且在每层核孔膜下施加负压，负压值为0.5个大气压，用于加速微生物和水的分离。经过除杂后的粪便水分散液经过核孔膜，分离后，在核孔膜滤网上所收集到的固体截流物取2g溶于25ml生理盐水中，在400倍显微镜下进行观察，如图1所示。对比实施例一种肠道微生物分离方法，经过除杂后的粪便悬浊液采用离心方式进行肠道微生物的分离，1500rpm，3分钟，重复三次。取最终的2g固体沉淀物溶于25ml生理盐水中，在400倍显微镜下进行观察，如图2所示。从图2可以看出，在收集到的下层沉淀物中，微生物含量很低。因此，离心分离收集微生物的效果较差，由于产物中微生物含量很低，使得治疗效果不佳。可见，实施例1与对比实施例相比，提取过程更加精准可控，分离效率高，所得到的产物中，微生物的浓度更高，同时操作简便，自动化程度高。实施例2一种核孔膜在肠道微生物分离中的应用，核孔膜为三层不同孔径的核孔膜滤网，按照孔径从大至小依次布置在容器中，核孔膜孔径分别为5μm，1.5μm，0.5μm。三层核孔膜均为圆柱桶形，并由尺寸相近的圆柱桶形支架支撑，支架的侧面及底面上设有孔洞，用于透过过滤后的水。核孔膜及支架以容器垂直中轴为轴旋转，转速为800rpm，而且在每层核孔膜下施加负压，负压值为0.5个大气压，用于加速微生物和水的分离。经过除杂后的粪便水分散液经过核孔膜，不同尺寸的肠道微生物分别被过滤截留在三层核孔膜上,其中，5μm核孔膜主要收集到的是螺旋菌，1.5μm核孔膜主要收集到的是杆菌，0.5μm核孔膜主要收集到的是球菌。可见，实施例2与对比实施例相比，除了提取过程更加精准可控，分离效率高，同时操作简便，自动化程度高以外，通过采用不同孔径的核孔膜，通过尺寸效应，可以选择性地分离所需要的肠道微生物，用于精准地控制不同菌种的相对丰度，可以用于精准地治疗不同类型的肠道疾病。以上详细说明了本专利技术的实施方式，但也只是为了便于理解和说明而举例，不应视为对本专利技术的限制。任何所属
的工作人员均可根据本专利技术的技术方案实施较本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种核孔膜在肠道内容物分离中的应用，其特征在于：所述肠道内容物分离采用核孔膜。

【技术特征摘要】
1.一种核孔膜在肠道内容物分离中的应用，其特征在于：所述肠道内容物分离采用核孔膜。2.如权利要求1所述的核孔膜在肠道内容物分离中的应用，其特征在于：所述核孔膜的孔径为0.01-40μm，优选为0.5-10μm。3.如权利要求1所述的核孔膜在肠道内容物分离中的应用，其特征在于：所述核孔膜为一层滤膜。4.如权利要求1所述的核孔膜在肠道内容物分离中的应用，其特征在于：所述核孔膜为两层或两层以上滤膜，不同孔径的核孔膜按照对截流物的要求孔径从大至小依次布置。5.如权利要求1所述的核孔膜在肠道内容物分离中的应用，其特征在于：所述肠道内容物为肠道微生物，包括双歧杆菌、乳酸杆菌、大肠杆菌、肠球菌等，所述肠道微生物的大小在0.1μm-40μm之间，优选为0.5μm-10μm。6.如权利要求1所述的核孔膜在肠道内容物分离中的应用，其特征在于：...

【专利技术属性】
技术研发人员：勾振辉，骆奇，
申请(专利权)人：骆奇，
类型：发明
国别省市：北京,11