【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及生物合成学，更具体地说，涉及一种菌种生物合成系统和菌种生物合成方法。
技术介绍
1、随着基因工程的发展，越来越多的微生物菌种投入工业生产。目前利用微生物菌种发酵进行生物合成的主要方式是发酵罐发酵合成，传统发酵罐属于粗放型的生物合成方式，其组成包括釜体、搅拌装置、传热装置和轴封装置，传统生物发酵技术主要采用自然接种、多菌种发酵，其菌种大多为自然环境中的真菌和细菌，虽然发酵过程中加入的微生物种类繁多，但真正发挥作用的有效菌种数量有限，除有效菌种之外的无效菌种在生物发酵过程中会损耗营养、降低合成效率，同时容易污染发酵产物。而且由于参与发酵过程的菌种均来自于自然环境，使得传统生物发酵还面临发酵产物不稳定的情况。
2、现代生物发酵技术会根据发酵产物含量和发酵过程中的酶活力选用特定的菌种或酶，与传统微生物菌种发酵技术中的自然接种相比，现代生物发酵技术还可根据发酵目的、发酵条件筛选出对特定条件具有一定耐受能力的微生物，从而摆脱生存条件对微生物生长的限制，缩短发酵时间，提高发酵效率，并有效避免杂菌污染，保证发酵过程的稳定性及安全性。然而虽然现代生物发酵技术通过不断的技术更新和完善，可以部分解决传统发酵罐生物合成中的弊端，但是仍然存在生物合成效率较低的情况。
3、因此，如何提高菌种的生物合成效率，成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种菌种生物合成系统，以提高菌种的生物合成效率。
2、本专利技术
3、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
4、一种菌种生物合成系统，包括：
5、发酵合成腔体，用于供菌种进行生物合成；
6、微流控系统，用于向所述发酵合成腔体内输送维持菌种进行生物合成的相关物质；
7、检测模块，设置于所述发酵合成腔体，用于采集所述发酵合成腔体内微环境的状态和参数信息；
8、控制系统，用于接收所述状态和参数信息并调控所述微流控系统输送所述相关物质的输送参数。
9、可选地，在上述的菌种生物合成系统中，所述检测模块包括生物传感器，所述生物传感器包括生物信号感应部和生物信号传递部，所述生物信号感应部设置于所述发酵合成腔体内，所述生物信号传递部连接于所述生物信号感应部和所述控制系统之间，所述生物信号感应部用于检测所述发酵合成腔体内菌种的合成产物。
10、可选地，在上述的菌种生物合成系统中，所述发酵合成腔体包括：
11、主体腔室，用于供菌种进行生物合成，所述微流控系统用于向所述主体腔室输送所述相关物质；
12、检测腔室，为多个，且均与所述主体腔室连通，各个所述检测腔室内均设置有一个或多个所述生物信号感应部，且在所述主体腔室和所述检测腔室之间设置有用于控制所述主体腔室和所述检测腔室的连通与截止的连通阀。
13、可选地，在上述的菌种生物合成系统中，所述生物传感器为生物场效应晶体管传感器。
14、可选地，在上述的菌种生物合成系统中，所述检测模块包括图像传感器，所述图像传感器包括图像信号感应部和图像信号传递部，所述图像信号感应部用于检测所述发酵合成腔体内菌种的形态以及微环境的状态，所述图像信号传递部连接于所述控制系统和所述图像信号感应部之间。
15、可选地，在上述的菌种生物合成系统中，所述图像传感器采用无透镜成像的方式采集图像。
16、可选地，在上述的菌种生物合成系统中，所述检测模块还包括温度传感器，所述温度传感器用于采集所述发酵合成腔体内的温度信息；和/或，
17、所述检测模块还包括压力传感器，所述压力传感器用于采集所述发酵合成腔体内的压力信息。
18、可选地，在上述的菌种生物合成系统中，所述发酵合成腔体由温控模块加热或制冷，且所述温控模块由所述控制系统控制。
19、可选地，在上述的菌种生物合成系统中，所述微流控系统包括用于向所述发酵合成腔体内输送液态原料的原料输送部，以及用于向所述发酵合成腔体内输送气体的气体输送部。
20、可选地，在上述的菌种生物合成系统中，所述气体输送部用于连接至所述发酵合成腔体内培养液的液面下，以对所述发酵合成腔体内的培养液进行混匀；和/或，
21、所述发酵合成腔体内设置有机械搅拌装置。
22、可选地，在上述的菌种生物合成系统中，还包括菌种加载系统，所述菌种加载系统由所述控制系统控制，并与所述发酵合成腔体连通，用于向所述发酵合成腔体向添加菌种。
23、一种菌种生物合成方法，用于通过上述的菌种生物合成系统进行生物合成，包括：
24、微环境检测，所述检测模块采集所述发酵合成腔体内的状态和参数信息；
25、信息处理，所述控制系统接收所述状态和参数信息，并向所述微流控系统发出调控指令；
26、物质输送调整，所述微流控系统接收所述调控指令，并调整向所述发酵合成腔体内输送的所述相关物质的输送参数。
27、本专利技术提供的菌种生物合成系统包括发酵合成腔体、微流控系统、检测模块和控制系统，发酵合成腔体用于作为可以培养菌种的培养腔室，且菌种在发酵合成腔体内可发酵并进行生物合成，微流控系统用于向发酵合成腔体内输送维持菌种进行生物合成所需的相关物质，包括合成原料、氮气、氧气等，微流控系统的输入端与原料连通，输出端与发酵合成腔体连通，并由控制系统控制。检测模块设置于发酵合成腔体，并包括多种类型的传感器，用于采集发酵合成腔体内的状态和参数信息，控制系统用于接收检测模块采集的状态和参数信息，经过计算后可向微流控系统发出调整指令，实时调整微流控系统向发酵合成腔体内输送相关物质的输送参数。检测模块多种传感器的设置可获取不同的状态和参数信息，进而控制系统能更精准地分析判断微环境的条件，并通过微流控系统进行对微环境的调整。
28、相较于现有技术，本专利技术提供的菌种生物合成系统通过检测模块可以实时监测发酵合成腔体内部微环境的状态，且通过微流控系统可以对微环境进行精确的调整，从而可保证发酵合成腔体内微环境条件持续维持在最优条件，并最大化的提高菌种的生物合成效率，本专利技术提供的菌种生物合成系统可用于不同菌种的高通量发酵生物合成。
29、本专利技术实施例公开的菌种生物合成方法用于通过上述的菌种生物合成系统进行菌种合成，包括微环境检测步骤、信息处理步骤和物质输送调整步骤。微环境检测步骤具体为检测模块采集发酵合成腔体内的状态和参数信息；信息处理步骤具体为控制系统接收检测模块采集的状态和参数信息，并计算得到菌种维持最优条件所需进行的参数调整，据此控制系统向微流控系统发出调控指令，实时调整合成原料的输送量。物质输送调整具体为微流控系统接收控制系统发出的调控指令，并调整向发酵合成腔体内输送的各种相关物质的输送参数。
30、相较于现有技术，本专利技术提供的菌种生物合成方法可实本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种菌种生物合成系统，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的菌种生物合成系统，其特征在于，所述检测模块(300)包括生物传感器(310)，所述生物传感器(310)包括生物信号感应部和生物信号传递部，所述生物信号感应部设置于所述发酵合成腔体(100)内，所述生物信号传递部连接于所述生物信号感应部和所述控制系统(400)之间，所述生物信号感应部用于检测所述发酵合成腔体(100)内菌种(700)的合成产物(701)。
3.如权利要求2所述的菌种生物合成系统，其特征在于，所述发酵合成腔体(100)包括：
4.如权利要求2所述的菌种生物合成系统，其特征在于，所述生物传感器(310)为生物场效应晶体管传感器。
5.如权利要求1所述的菌种生物合成系统，其特征在于，所述检测模块(300)包括图像传感器(330)，所述图像传感器(330)包括图像信号感应部和图像信号传递部，所述图像信号感应部用于检测所述发酵合成腔体(100)内菌种(700)的形态以及微环境的状态，所述图像信号传递部连接于所述控制系统(400)和所述图像信号感应部之间。
...【技术特征摘要】
1.一种菌种生物合成系统，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的菌种生物合成系统，其特征在于，所述检测模块(300)包括生物传感器(310)，所述生物传感器(310)包括生物信号感应部和生物信号传递部，所述生物信号感应部设置于所述发酵合成腔体(100)内，所述生物信号传递部连接于所述生物信号感应部和所述控制系统(400)之间，所述生物信号感应部用于检测所述发酵合成腔体(100)内菌种(700)的合成产物(701)。
3.如权利要求2所述的菌种生物合成系统，其特征在于，所述发酵合成腔体(100)包括：
4.如权利要求2所述的菌种生物合成系统，其特征在于，所述生物传感器(310)为生物场效应晶体管传感器。
5.如权利要求1所述的菌种生物合成系统，其特征在于，所述检测模块(300)包括图像传感器(330)，所述图像传感器(330)包括图像信号感应部和图像信号传递部，所述图像信号感应部用于检测所述发酵合成腔体(100)内菌种(700)的形态以及微环境的状态，所述图像信号传递部连接于所述控制系统(400)和所述图像信号感应部之间。
6.如权利要求5所述的菌种生物合成系统，其特征在于，所述图像传感器(330)采用无透镜成像的方式采集图像。
7.如权利要求1～6任意一项所...
【专利技术属性】
技术研发人员：代冲冲，谈昊天，张清洋，
申请(专利权)人：深圳栅极芯致生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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