腸道模擬反應器是一種用于模擬人體腸道環境的實驗裝置,在食品、醫藥及微生物學研究領域具有重要作用。該設備通過體外復現腸道內的生理條件,如溫度、pH值、氣體交換和營養物質供給等,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、消化酶分泌及營養吸收過程。例如,通過機械攪拌或蠕動泵實現流體混合,利用選擇性滲透膜模擬小腸吸收機制,配合pH調控系統維持酸性環境。部分高型號采用仿生柔性材料制備腸道結構,配合智能控制系統實時監測代謝產物和菌群變化,實現高精度模擬。
1、模擬腸道環境
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速率與真實腸道一致。
pH調節:模擬腸道不同部位的pH值(如十二指腸的中性環境、回腸的弱堿性、結腸的弱酸性),通過酸堿緩沖液或自動調控系統實現動態調整。
厭氧/好氧環境:腸道以厭氧菌為主,反應器需配備氣體控制系統(如充入N?、CO?或混合氣體),并通過密封設計防止氧氣干擾。
2、動態混合與流動
攪拌系統:模擬腸道蠕動,通過機械攪拌或水力循環實現內容物混合,促進微生物與底物的均勻接觸。
連續或間歇操作:可模擬腸道連續消化過程(如連續進料反應器)或分段消化過程(如批次式反應器),適用于不同研究需求。
3、多階段模擬
分室設計:模擬十二指腸、空腸、回腸、結腸等不同腸段的環境差異(如pH、停留時間、微生物組成),通過串聯反應器實現多階段連續模擬。
停留時間可調:通過流速控制調整模擬食糜在腸道中的停留時間,研究吸收、發酵等過程的動力學。