腸道模擬反應(yīng)器是一種用于模擬人體腸道環(huán)境的實驗裝置,在食品、醫(yī)藥及微生物學(xué)研究領(lǐng)域具有重要作用。該設(shè)備通過體外復(fù)現(xiàn)腸道內(nèi)的生理條件,如溫度、pH值、氣體交換和營養(yǎng)物質(zhì)供給等,為研究腸道微生物群的生長、代謝和相互作用提供了可靠平臺。其核心功能包括模擬腸道蠕動、消化酶分泌及營養(yǎng)吸收過程。例如,通過機械攪拌或蠕動泵實現(xiàn)流體混合,利用選擇性滲透膜模擬小腸吸收機制,配合pH調(diào)控系統(tǒng)維持酸性環(huán)境。部分高型號采用仿生柔性材料制備腸道結(jié)構(gòu),配合智能控制系統(tǒng)實時監(jiān)測代謝產(chǎn)物和菌群變化,實現(xiàn)高精度模擬。
1、模擬腸道環(huán)境
溫度控制:維持與腸道溫度相近的恒溫條件(如37℃),確保微生物活性和酶反應(yīng)速率與真實腸道一致。
pH調(diào)節(jié):模擬腸道不同部位的pH值(如十二指腸的中性環(huán)境、回腸的弱堿性、結(jié)腸的弱酸性),通過酸堿緩沖液或自動調(diào)控系統(tǒng)實現(xiàn)動態(tài)調(diào)整。
厭氧/好氧環(huán)境:腸道以厭氧菌為主,反應(yīng)器需配備氣體控制系統(tǒng)(如充入N?、CO?或混合氣體),并通過密封設(shè)計防止氧氣干擾。
2、動態(tài)混合與流動
攪拌系統(tǒng):模擬腸道蠕動,通過機械攪拌或水力循環(huán)實現(xiàn)內(nèi)容物混合,促進微生物與底物的均勻接觸。
連續(xù)或間歇操作:可模擬腸道連續(xù)消化過程(如連續(xù)進料反應(yīng)器)或分段消化過程(如批次式反應(yīng)器),適用于不同研究需求。
3、多階段模擬
分室設(shè)計:模擬十二指腸、空腸、回腸、結(jié)腸等不同腸段的環(huán)境差異(如pH、停留時間、微生物組成),通過串聯(lián)反應(yīng)器實現(xiàn)多階段連續(xù)模擬。
停留時間可調(diào):通過流速控制調(diào)整模擬食糜在腸道中的停留時間,研究吸收、發(fā)酵等過程的動力學(xué)。