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一种肠道内容物分离回收装置
申请号	CN201821214143.2	申请日	2018-07-30	公开(公告)号	CN209052694U	公开(公告)日	2019-07-02
申请人	骆奇;			发明人	勾振辉; 骆奇;
摘要	本实用新型涉及一种肠道内容物分离回收装置，该装置包括：除杂模块 1和目标内容物收集模块2，所述目标内容物模块包括微孔膜滤网5，粪便与溶剂 (例如生理盐水 )混合后，先经过所述除杂模块1除去杂质，之后经过所述微孔膜滤网5过滤，在所述微孔膜滤网5上收集目标内容物。本实用新型采用微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微孔膜，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。
权利要求	1.一种肠道内容物分离回收装置，其特征在于，所述装置包括：除杂模块(1)和目标内容物收集模块(2)，所述目标内容物收集模块(2)包括微孔膜滤网(5)，所述微孔膜滤网(5)孔径为0.1-40μm，孔密度在每平方厘米105-109之间，孔隙率不小于5％，粪便与溶剂混合后，先经过所述除杂模块(1)除去杂质，之后经过所述微孔膜滤网(5)过滤，在所述微孔膜滤网(5)上收集目标内容物。 2.如权利要求1所述的肠道内容物分离回收装置，其特征在于所述除杂模块(1)为过滤装置模块，所述过滤装置模块包括搅拌粗滤模块(3)和细滤模块(4)，粪便与水混合后，先经过所述搅拌粗滤模块(3)分散并过滤，然后经过所述细滤模块(4)过滤。 3.如权利要求2所述的肠道内容物分离回收装置，其特征在于所述搅拌粗滤模块(3)为上部带有搅拌装置(6)的容器(7)，所述容器(7)下部设置有粗滤滤网(8)，所述粗滤滤网(8)的孔径为0.1-5mm，粪便与水在所述容器(7)中混合后，由所述搅拌装置(6)充分分散，经所述粗滤滤网(8)过滤，所述细滤模块(4)包括一层细滤滤网(9)或多层不同孔径的细滤滤网(9)，所述细滤滤网(9)孔径为0.01-1mm。 4.如权利要求1所述的肠道内容物分离回收装置，其特征在于所述目标内容物收集模块(2)包括一层不同孔径的微孔膜滤网(5)；或者，所述目标内容物收集模块(2)包括多层不同孔径的微孔膜滤网(5)，不同孔径的微孔膜滤网(5)按照孔径从大至小依次布置。 5.如权利要求1所述的肠道内容物分离回收装置，其特征在于所述微孔膜滤网(5)为锥面向下的圆锥形，所述微孔膜滤网(5)由尺寸相近的圆锥形支架(15)支撑，所述圆锥形支架(15)的锥面上设有孔洞；或者所述微孔膜滤网(5)为圆柱桶形，所述微孔膜滤网(5)由尺寸相近的圆柱桶形支架(16)支撑，所述圆柱桶形支架(16)的侧面及底面上设有孔洞。 6.如权利要求5所述的肠道内容物分离回收装置，其特征在于所述微孔膜滤网(5)及所述支架以容器垂直中轴为轴旋转，在每层所述微孔膜滤网(5)下施加负压。 7.如权利要求1所述的肠道内容物分离回收装置，其特征在于所述微孔膜滤网(5)设置为与液体流动方向平行，采用错流过滤的方式收集目标内容物。 8.如权利要求1所述的肠道内容物分离回收装置，其特征在于所述目标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0.01μm- 40μm之间。 9.如权利要求1所述的肠道内容物分离回收装置，其特征在于所述除杂模块(1)及目标内容物收集模块(2)的顶部均具有可开合的盖(10)，所述盖(10)上设置有注液口(11)，气体导入口(12)和排气口(13)；可选的，在所述气体导入口(12)通入氮气，使整个系统处于低氧环境，并通过所述排气口(13)排出臭味气体，所述臭味气体通过除臭装置(14)去除臭味。 10.如权利要求1至9中任意一项所述的肠道内容物分离回收装置，其特征在于所述微孔膜滤网(5)为核孔膜滤网。
说明书全文	一种肠道内容物分离回收装置技术领域 [0001] 本实用新型属于医疗器械技术领域，尤其是肠道内容物的分离技术领域。背景技术 [0002] 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。 [0003] 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。 [0004] 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。 [0005] 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。本实用新型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。实用新型内容 [0006] 为了解决上述技术问题，本实用新型采用微孔膜超细模组过滤的方式，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： [0007] 一种肠道内容物分离回收装置，其特征在于，所述装置包括：除杂模块1和目标内容物收集模块2，所述目标内容物收集模块包括微孔膜滤网5，所述微孔膜滤网5孔径为0.01-40μm，孔密度在每平方厘米 105-109之间，孔隙率不小于5％，粪便与溶剂(例如生理盐水水)混合后，先经过所述除杂模块1除去杂质，之后经过所述微孔膜滤网5过滤，在所述微孔膜滤网5上收集目标内容物。 [0008] 进一步地，所述除杂模块1为过滤装置模块，所述过滤装置模块包括搅拌粗滤模块3和细滤模块4，粪便与水混合后，先经过所述搅拌粗滤模块3分散并过滤，然后经过所述细滤模块4过滤。 [0009] 进一步地，所述搅拌粗滤模块3为上部带有搅拌装置6的容器7，所述容器7下部设置有粗滤滤网8，所述粗滤滤网8的孔径为0.1-5mm，优选为0.2mm，粪便与水在所述容器7中混合后，由所述搅拌装置6充分分散，经所述粗滤滤网8过滤，所述细滤模块4包括一层细滤滤网9或多层不同孔径的细滤滤网9，所述细滤滤网9孔径为0.01-1mm。 [0010] 进一步地，所述目标内容物收集模块2包括一层不同孔径的微孔膜滤网5；或者，所述目标内容物收集模块2包括多层不同孔径的微孔膜滤网5，不同孔径的微孔膜滤网5按照孔径从大至小依次布置。 [0011] 进一步地，所述微孔膜滤网5为锥面向下的圆锥形，所述微孔膜滤网5由尺寸相近的圆锥形支架15支撑，所述圆锥形支架15的锥面上设有孔洞；或者所述微孔膜滤网5为圆柱桶形，所述微孔膜滤网5由尺寸相近的圆柱桶形支架16支撑，所述圆柱桶形支架16的侧面及底面上设有孔洞。 [0012] 进一步地，所述微孔膜滤网5及所述支架以容器垂直中轴为轴旋转，在每层所述微孔膜滤网5下施加负压。 [0013] 进一步地，所述微孔膜滤网5设置为与液体流动方向平行，采用错流过滤的方式收集目标内容物。 [0014] 进一步地，所述目标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0.01μm-40μm之间，优选为0.5μm-10μm。 [0015] 进一步地，所述除杂模块1及目标内容物收集模块2的顶部均具有可开合的盖10，所述盖10上设置有注液口11，气体导入口12和排气口13；可选的，在所述气体导入口12通入氮气，使整个系统处于低氧环境，并通过所述排气口13排出臭味气体，所述臭味气体通过除臭装置14去除臭味。 [0016] 进一步地，所述微孔膜滤网5为核孔膜滤网。 [0017] 本实用新型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微孔膜分离模组提取肠道微生物，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微孔膜，通过尺寸效应，可以选择性地分离所需要的肠道微生物；2)微孔膜滤网可以采用错流过滤的方式收集肠道内容物，利用水流产生的平行于膜面的切向力，不断冲刷膜表面的截留物，防止微孔堵塞，提高分离效率，延长滤网寿命；3)采用氮气保护，使得整个提取系统处于低氧环境，从而保障厌氧型肠道微生物在提取过程中的存活。附图说明 [0018] 图1为实施例1中肠道微生物分离提取系统的示意图。1-除杂模块，2-目标内容物收集模块，3-搅拌粗滤模块，4-细滤模块，5-微孔膜滤网，6-搅拌装置，7-容器，8-粗滤滤网，9-细滤滤网，10-盖，11-注液口， 12-气体导入口，13-排气口，14-除臭装置，15-圆锥形支架。 [0019] 图2为实施例2中肠道微生物分离提取系统的示意图。1-除杂模块，2-目标内容物收集模块，3-搅拌粗滤模块，4-细滤模块，5-微孔膜滤网，6-搅拌装置，7-容器，8-粗滤滤网，9-细滤滤网，10-盖，11-注液口， 12-气体导入口，13-排气口，14-除臭装置，16-圆桶形支架。 [0020] 图3为实施例3中肠道微生物分离提取系统的示意图。1-除杂模块，2-目标内容物收集模块，3-搅拌粗滤模块，4-细滤模块，5-微孔膜滤网，6-搅拌装置，7-容器，8-粗滤滤网，9-细滤滤网，10-盖，11-注液口， 12-气体导入口，13-排气口，14-除臭装置，17-滤过液排出口，18-浓缩液排出口。具体实施方式 [0021] 实施例1 [0022] 一种肠道微生物分离回收装置，如图1所示，包括除杂模块1和目标内容物收集模块2，目标内容物收集模块包括微孔膜滤网5，微孔膜采用核孔膜。除杂模块为过滤装置模块，过滤装置模块包括搅拌粗滤模块3和细滤模块4搅拌粗滤模块3为上部带有搅拌装置6的容器7，容器7下部设置有粗滤滤网8，粗滤滤网8的孔径为2mm，130克粪便与750ml生理盐水在容器7中混合后，由搅拌装置6充分分散，经粗滤滤网8过滤除去粪便中颗粒较大的杂质，细滤模块4包括两层不同孔径的细滤滤网9，细滤滤网9孔径从上之下分别为为0.5mm和0.01mm，用于除去粪便中颗粒较小的杂质。 [0023] 目标内容物收集模块2包括一层核孔膜滤网5，核孔膜滤网5孔径为0.5μm。核孔膜滤网5为圆锥形，核孔膜滤网5由尺寸相近的圆锥形支架15支撑，圆锥形支架15的侧面及底面上设有孔洞，用于透过过滤后的水。核孔膜滤网5及支架15以容器垂直中轴为轴旋转，转速为800rpm，而且在核孔膜滤网5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。 [0024] 除杂模块1及目标内容物收集模块2的顶部均具有可开合的盖10，盖10上设置有注液口11，气体导入口12和排气口13；在所述气体导入口12通入氮气，使整个系统处于低氧环境，并通过所述排气口13 排出臭味气体，所述臭味气体通过除臭装置14去除臭味。这样，在核孔膜滤网上厌氧菌的存活率相比于不通入氮气保护大大提高。 [0025] 对比实施例 [0026] 一种肠道微生物分离回收装置，与实施例1中的肠道微生物分离回收装置相比，只有除杂模块1。除杂模块为过滤装置模块，过滤装置模块包括搅拌粗滤模块3和细滤模块4搅拌粗滤模块3为上部带有搅拌装置6的容器7，容器7下部设置有粗滤滤网8，粗滤滤网8的孔径为2mm，粪便与水在容器7中混合后，由搅拌装置6充分分散，经粗滤滤网8过滤除去粪便中颗粒较大的杂质，细滤模块4包括两层不同孔径的细滤滤网9，细滤滤网9孔径从上之下分别为为0.5mm和0.01mm，用于除去粪便中颗粒较小的杂质。 [0027] 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。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。 [0028] 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，同时操作简便，自动化程度高。同时，由于采用了氮气保护，使得实施例的设备得到的厌氧菌的存活率有显著地提升。 [0029] 实施例2 [0030] 一种肠道微生物分离回收装置，如图2所示，包括除杂模块1和目标内容物收集模块2，目标内容物收集模块包括微孔膜滤网5，微孔膜采用核孔膜。除杂模块为过滤装置模块，过滤装置模块包括搅拌粗滤模块3和细滤模块4搅拌粗滤模块3为上部带有搅拌装置6的容器7，容器7下部设置有粗滤滤网8，粗滤滤网8的孔径为2mm，130克粪便与750ml生理盐水在容器7中混合后，由搅拌装置6充分分散，经粗滤滤网8过滤除去粪便中颗粒较大的杂质，细滤模块4包括两层不同孔径的细滤滤网9，细滤滤网9孔径从上之下分别为为0.5mm和0.01mm，用于除去粪便中颗粒较小的杂质。 [0031] 目标内容物收集模块2包括三层不同孔径的核孔膜滤网5，按照孔径从大至小依次布置，核孔膜滤网 5孔径分别为5μm，1.5μm，0.5μm。三层核孔膜滤网5均为圆柱桶形，核孔膜滤网5由尺寸相近的圆柱桶形支架16支撑，圆柱桶形支架16的侧面及底面上设有孔洞，用于透过过滤后的水。核孔膜滤网5及支架 16以容器垂直中轴为轴旋转，转速为800rpm，而且在每层所述核孔膜滤网5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。不同尺寸的肠道微生物分别被过滤截留在三层核孔膜滤网5上,其中，5μm核孔膜滤网主要收集到的是螺旋菌，1.5μm核孔膜滤网主要收集到的是杆菌，0.5μm核孔膜滤网主要收集到的是球菌。 [0032] 除杂模块1及目标内容物收集模块2的顶部均具有可开合的盖10，盖10上设置有注液口11，气体导入口12和排气口13；在所述气体导入口12通入氮气，使整个系统处于低氧环境，并通过所述排气口13 排出臭味气体，所述臭味气体通过除臭装置14去除臭味。这样，在核孔膜滤网上厌氧菌的存活率相比于不通入氮气保护大大提高。 [0033] 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微孔膜，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。 [0034] 实施例3 [0035] 一种肠道微生物分离回收装置，如图3所示，包括除杂模块1和目标内容物收集模块2，目标内容物收集模块包括微孔膜滤网5，微孔膜采用核孔膜。除杂模块为过滤装置模块，过滤装置模块包括搅拌粗滤模块3和细滤模块4搅拌粗滤模块3为上部带有搅拌装置6的容器7，容器7下部设置有粗滤滤网8，粗滤滤网8的孔径为2mm，130克粪便与750ml生理盐水在容器7中混合后，由搅拌装置6充分分散，经粗滤滤网8过滤除去粪便中颗粒较大的杂质，细滤模块4包括两层不同孔径的细滤滤网9，细滤滤网9孔径从上之下分别为为0.5mm和0.01mm，用于除去粪便中颗粒较小的杂质。 [0036] 目标内容物收集模块2包括若干布置方向与水流方向平行的核孔膜滤网5，核孔膜滤网5孔径为0.5μm，采用错流过滤的方式分离肠道微生物。过滤后的水从滤过液排出口17排出，富含肠道微生物的浓缩液从浓缩液排出口18排出。 [0037] 实施例3与实施例1相比，利用水流产生的平行于膜面的切向力，可以不断冲刷膜表面的截留物，防止微孔堵塞，提高分离效率，延长滤网寿命。 [0038] 以上详细说明了本实用新型的实施方式，但也只是为了便于理解和说明而举例，不应视为对本实用新型的限制。任何所属技术领域的工作人员均可根据本实用新型的技术方案实施较佳的实施案例，但所有这些改动都属于本实用新型的权利要求范围。