一種模擬胃部消化的裝置制造方法
【專利摘要】一種模擬胃部消化的裝置，包括胃反應器、攪拌器、水浴控制系統(tǒng)、計算機監(jiān)控系統(tǒng)、胃排空泵等。向胃反應器加入胃液和待測物溶液或分散液，攪拌器模擬胃的蠕動，水浴控制系統(tǒng)控制反應器中的溫度，并通過計算機監(jiān)系統(tǒng)監(jiān)控胃反應器內(nèi)部溫度、pH和消化時間，通過胃排空恒流泵模擬胃排空，將消化后的產(chǎn)物收集，去除胃蛋白酶的活性；模擬消化過程重復三次，檢測待測物質(zhì)的消化情況。本實用新型首次模擬了胃部具體、詳細的消化過程，可以對各種活性或營養(yǎng)物質(zhì)進入人體后的消化情況觀測，探索各種活性或營養(yǎng)物質(zhì)進入人體后的胃部消化情況，模擬環(huán)境按照人體的生理環(huán)境進行，和人的胃部消化貼合性強，在控制模擬環(huán)境方面有較強的精準性。
【專利說明】一種模擬胃部消化的裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種模擬胃部消化的裝置。
【背景技術】
[0002]世界權威期刊表示，研究食物或活性物質(zhì)在人體體內(nèi)的作用及其作用機制至關重要，因為體內(nèi)作用機制的闡明可以為最大化地利用食物或活性物質(zhì)提供研究基礎，使其在人體內(nèi)最大化地發(fā)揮生理功效，同時對避免其產(chǎn)生可能的不良副作用具有指導意義。食物或活性物質(zhì)實際發(fā)揮的生理功效很大程度上取決于其經(jīng)人體消化后的產(chǎn)物是什么。出于對于人體體內(nèi)研究的道德倫理的考慮，體外模擬人體消化就成為了食物或活性物質(zhì)體內(nèi)作用機制研究的技術關鍵。通過控制人體消化過程的關鍵點如溫度、消化液中的酶等來進行動態(tài)模擬。同時，模擬的消化系統(tǒng)與人體的消化系統(tǒng)相比具有較好的精確度，重現(xiàn)性好，容易控制，可以在任何時刻收集各個部位的消化產(chǎn)物，當實驗涉及到有毒化學物質(zhì)的情況，不會受到道德的約束，給活性物質(zhì)作用機理的研究帶來便利。因此，體外模擬消化至關重要。
[0003]胃部是物質(zhì)進入人體經(jīng)過口腔的消化后遇到的第一個主要消化的地方。人體運動需要的能量來自于消化器官對食物中營養(yǎng)的吸收，食物在胃部里有良好的消化過程，會利于整體消化器官的工作。胃中對于消化主要產(chǎn)生作用的是胃酸和胃蛋白酶。胃通過蠕動攪拌食物，使食物與胃液充分混合并進行初步消化。胃中與消化有關的過程是胃酸的分泌，胃液中胃蛋白酶的作用以及胃排空的過程。不同的食物或活性營養(yǎng)物質(zhì)在胃中被消化的情況不盡相同，這使得研究胃部消化十分有意義，因為研究清楚不同物質(zhì)在胃中的消化能為該物質(zhì)進一步消化研究提供數(shù)據(jù)，同時對于認識和探索不同物質(zhì)的消化方式有著重要意義。近年來涉及胃部消化模擬的相關專利有:“智能化生物體胃腸道消化系統(tǒng)模擬控制裝置”(申請?zhí)?201220211927.6);“動物胃腸道模擬消化器”(申請?zhí)?200920105937.X);“單胃動物仿生消化系統(tǒng)及基于該系統(tǒng)模擬單胃動物消化的方法”(申請?zhí)?200910078147.1)；“肉仔雞體外消化模擬裝置(200810100818.5);“一種消化道系統(tǒng)模擬裝置”(申請?zhí)?200710078118.6)。這些專利報道極大的豐富了適用于胃部消化的裝置及使用方法，但到目前為止，這些專利對于胃液的配制，胃的排空過程沒有詳細的模擬及說明，同時這些專利有些僅與動物有關，與人的關聯(lián)性不大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實用新型的目的在于提供一種模擬胃部消化的裝置。該裝置可以對各種活性或營養(yǎng)物質(zhì)進入人體后的胃部消化情況進行觀測，幫助探索各種活性或營養(yǎng)物質(zhì)進入人體后的胃部消化情況。
[0005]本實用新型是通過以下技術方案實現(xiàn)的。
[0006]本實用新型所述的模擬胃部消化的裝置包括待測物盛放皿(I)、鹽酸盛放皿(2)、待測物輸送恒流泵(3)、鹽酸輸送恒流泵(4)、胃反應器(5)、磁力攪拌器(6)、溫度及pH監(jiān)控系統(tǒng)(7 )、胃排空恒流泵(8 )、待測物收集盛放皿(9 )、水浴控制系統(tǒng)(10 )、pH計(11)、溫度計(12)。胃反應器(5)的內(nèi)部為反應室，外層為水浴層。待測物盛放皿(1)通過軟管與待測物輸送恒流泵(3 )連接，待測物輸送恒流泵(3 )的另一端通過軟管伸入胃反應器(5 )的內(nèi)部；鹽酸盛放皿(2)通過軟管與鹽酸輸送恒流泵(4)連接，鹽酸輸送恒流泵(4)的另一端通過軟管伸入胃反應器(5)的內(nèi)部；待測物收集盛放皿(9)通過軟管與胃排空恒流泵(8)連接，胃排空恒流泵(8 )的另一端通過軟管連接到胃反應器(5 )的內(nèi)部底端出口；胃反應器
(5)置于磁力攪拌器(6)上；溫度及pH監(jiān)控系統(tǒng)(7)分別連接pH計(11)和溫度計(12)，并且pH計(11)和溫度計(12)懸置于胃反應器(5)的內(nèi)部；水浴控制系統(tǒng)(10)通過軟管與胃反應器(5)的外層上下2個水浴出口相連。
[0007]本實用新型所述的模擬胃部消化的裝置的使用方法是:向胃反應器(5)的內(nèi)部加入足夠量的胃液，將待測物盛放皿(1)中的待測物溶液或分散液通過待測物輸送恒流泵
(3)以≤5 ml/min流速加入胃反應器(5)的內(nèi)部進行胃模擬消化。開啟磁力攪拌器(6)，以200-300 rpm/min的恒定的攪拌速度模擬胃的蠕動，通過水浴控制系統(tǒng)(10)控制反應器中的溫度，并通過溫度及PH監(jiān)控系統(tǒng)(7)連接的溫度計(12)監(jiān)控胃反應器(5)的內(nèi)部溫度，保持恒定的37 °C。同時，通過溫度及pH監(jiān)控系統(tǒng)(7 )連接的pH計(11)監(jiān)控胃反應器
(5)的內(nèi)部pH，一旦pH過高，則用鹽酸輸送恒流泵(4)以1-2 ml/min的恒速加入0.1-0.2M鹽酸進行調(diào)控，始終保持pH為2-3。胃模擬消化的時間為5-6 h，通過胃排空恒流泵(8)以4-6 ml/min流速模擬胃的排空，將消化后的產(chǎn)物收集于待測物收集盛放皿(9)中，得胃消化產(chǎn)物。之后，將收集到的消化產(chǎn)物在沸水浴中幾分鐘以去除胃蛋白酶的活性。模擬消化過程重復三次，用液相法檢測待測物質(zhì)的消化情況。
[0008]本實用新型的特色在于該裝置首次對于模擬胃部具體消化具有詳細說明，首次對于模擬胃部消化的規(guī)范配有詳細說明，同時首次對于胃部相應的消化過程也進行了詳細的模擬說明。
[0009]本實用新型的技術效果是:該裝置可以對各種活性或營養(yǎng)物質(zhì)進入人體后的胃部消化情況進行觀測，幫助探索各種活性或營養(yǎng)物質(zhì)進入人體后的胃部消化情況。
[0010]本實用新型模擬環(huán)境按照人體的生理環(huán)境進行，和人的胃部消化貼合性強。同時本實用新型采用電腦自動控制胃模擬反應器中的PH等參數(shù)，比現(xiàn)有技術在控制模擬環(huán)境方面有較強的精準性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1是模擬胃部消化的裝置示意圖。其中，I為待測物盛放皿；2為鹽酸盛放皿；3為待測物輸送恒流泵；4為鹽酸輸送恒流泵；5為胃反應器；6為磁力攪拌器；7為溫度及pH監(jiān)控系統(tǒng)；8為胃排空恒流泵；9為待測物收集盛放皿；10為水浴控制系統(tǒng)；11為pH計；12為溫度計。
【具體實施方式】
[0012]本實用新型將通過以下實施例作進一步說明。
[0013]按照上述具體操作步驟，在設定條件下模擬胃部消化。
[0014]實施例1。
[0015]植物多糖的胃部模擬消化。[0016](I)胃液的配制。
[0017]胃液是稱取37.5 mg胃脂肪酶，35.4 mg胃蛋白酶加入到150 g胃電解質(zhì)中(胃電解質(zhì)溶液的配制:稱取3.1 g NaCl, I g KCl,0.15 g CaCl2,0.6 g NaHCO3,用去離子水定容于I L的容量瓶中，用0.1 M的HCl將電解質(zhì)溶液pH調(diào)至3)，然后加入1.5 mL CH3COONa(I Μ,ρΗ 5)。室溫下磁力攪拌10 min，用0.1 M的HCl將溶液pH調(diào)至2，置于冰箱中備用。
[0018](2)模擬胃部消化。
[0019]首先，將已預先經(jīng)過口腔模擬消化的植物多糖溶液(5mg/ml)置于皿中。
[0020]然后，胃部消化采用對照試驗方法如下分組。
[0021]實驗組1:向模擬裝置中加入胃酸，胃液和植物多糖溶液進行胃部模擬消化。
[0022]實驗組2:向模擬裝置中加入胃酸，胃液和水(與實驗組I中的植物多糖溶液同體積)進行胃部模擬消化，該實驗組是為去除胃酸和胃液中本身的物質(zhì)對于分析植物多糖胃部消化情況的干擾。
[0023]實驗組3:向模擬裝置中加入植物多糖溶液和水(與實驗組I中的胃酸和胃液同體積)進行胃部模擬消化，該實驗組是為去除植物多糖在消化時由于胃酸和胃液不斷加入而被稀釋的影響。
[0024]模擬胃部消化裝置示意圖如附圖1所示。裝置包括待測物盛放皿1、鹽酸(HCl)盛放皿2、待測物輸送恒流泵3、鹽酸輸送恒流泵4、胃反應器5、磁力攪拌器6、溫度及pH監(jiān)控系統(tǒng)7、胃排空恒流泵8、待測物收集盛放皿9、水浴控制系統(tǒng)10、pH計11、溫度計12。胃反應器5的內(nèi)部為反應室，外層為水浴層。待測物盛放皿I通過軟管與待測物輸送恒流泵3連接，同時待測物輸送恒流泵3的另一端也通過軟管伸入胃反應器5的內(nèi)部。鹽酸盛放皿2通過軟管與鹽酸輸送恒流泵4連接，同時鹽酸輸送恒流泵4的另一端也通過軟管伸入胃反應器5的內(nèi)部。待測物收集盛放皿9通過軟管與胃排空恒流泵8連接，同時胃排空恒流泵8的另一端也通過軟管連接到胃反應器的5內(nèi)部底端出口。胃反應器5置于磁力攪拌器6上。溫度及pH監(jiān)控系統(tǒng)7通過電線控制連接pH計11和溫度計12，并且pH計11和溫度計12懸置于胃反應器5的內(nèi)部。水浴控制系統(tǒng)10通過軟管與胃反應器5的外層上下2個水浴出口相連。
[0025]使用方法:如附圖1所示，向胃反應器5的內(nèi)部加入足夠量的胃液，將待測物盛放皿I中的植物多糖溶液通過軟管及待測物輸送恒流泵3以3.5 ml/min的流速加入胃反應器5的內(nèi)部進行胃模擬消化。開啟磁力攪拌器6,以200 rpm/min的恒定的攪拌速度模擬胃的蠕動，通過水浴控制系統(tǒng)10控制反應器中的溫度，并通過溫度及pH監(jiān)控系統(tǒng)7連接的溫度計12監(jiān)控胃反應器5的內(nèi)部溫度，保持恒定的37°C。同時，通過溫度及pH監(jiān)控系統(tǒng)7連接的PH計11監(jiān)控胃反應器5的內(nèi)部pH，一旦pH過高，則用鹽酸輸送恒流泵4以恒速加入一定量的0.1 M HCl (流速為I ml/min)來調(diào)控，始終保持pH為2左右。胃模擬消化的時間為6 h，通過胃排空恒流泵8模擬胃的排空(流速為4 ml/min)，將消化后的產(chǎn)物收集于待測物收集盛放皿9中，得胃消化產(chǎn)物。之后，將收集到的消化產(chǎn)物在沸水浴中幾分鐘以去除胃蛋白酶的活性。
[0026]實驗組1，2，3分別進行模擬消化過程重復三次，用液相法檢測植物多糖的消化情況(分子量變化)，并用二硝基水楊酸法檢測還原糖量變化。
[0027]檢測結果如下表所示:
【權利要求】
1.一種模擬胃部消化的裝置，其特征是包括待測物盛放皿(I)、鹽酸盛放皿(2)、待測物輸送恒流泵(3)、鹽酸輸送恒流泵(4)、胃反應器(5)、磁力攪拌器(6)、溫度及pH監(jiān)控系統(tǒng)(7 )、胃排空恒流泵(8 )、待測物收集盛放皿(9 )、水浴控制系統(tǒng)(IO )、P H計(11)、溫度計(12);胃反應器(5)的內(nèi)部為反應室，外層為水浴層；待測物盛放皿(I)通過軟管與待測物輸送恒流泵(3)連接，待測物輸送恒流泵(3)的另一端通過軟管伸入胃反應器(5)的內(nèi)部；鹽酸盛放皿(2 )通過軟管與鹽酸輸送恒流泵(4 )連接，鹽酸輸送恒流泵(4 )的另一端通過軟管伸入胃反應器(5)的內(nèi)部；待測物收集盛放皿(9)通過軟管與胃排空恒流泵(8)連接，胃排空恒流泵(8 )的另一端通過軟管連接到胃反應器(5 )的內(nèi)部底端出口；胃反應器(5 )置于磁力攪拌器(6 )上；溫度及pH監(jiān)控系統(tǒng)(7 )分別連接pH計(11)和溫度計(12 )，并且pH計(11)和溫度計(12)懸置于胃反應器(5)的內(nèi)部；水浴控制系統(tǒng)(10)通過軟管與胃反應器(5)的外層上下2個水浴出口相連。
【文檔編號】G01N33/00GK203658328SQ201320752892
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2013年11月26日 優(yōu)先權日:2013年11月26日
【發(fā)明者】聶少平, 胡婕倫, 謝明勇 申請人:南昌大學