CN103654995B - 一种电刺激式蚯蚓体液快速提取装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种电刺激式蚯蚓体液快速提取装置及方法。其目的是在保持蚯蚓体液成分性质不变，尽量降低对蚯蚓活体损伤的前提下，解决蚯蚓体液自然分泌量少，难于收集的技术难题，满足试验研究中蚯蚓体液快速提取的需求。其装置包括：提取盒、分离板、收集盒采用超高分子量聚乙烯材料；分离板孔型采用锥形沉孔；金属电极板在一端安装绝缘把手，导电端与绝缘把手相邻放置构成距离可调的极板组；可调直流电源输出电压范围可调。其方法包括：将洗净的蚯蚓活体置于极板组之间，调整极板间距紧密夹持蚯蚓；电源通电后蚯蚓身体连通极板形成回路电流，刺激蚯蚓大量分泌体液；体液在重力作用下透过分离板落入收集盒中，获得蚯蚓体液粗提取物。
Description
技术领域
本发明涉及生物体液提取装置及方法，具体地说，涉及一种采用电刺激式快速提取蚯蚓体液并及时将体液分离、收集的装置及配套的操作方法。
背景技术
蚯蚓体液是蚯蚓呼吸系统和免疫防御系统重要组成部分。蚯蚓体液由体表液与体腔液混合形成。蚯蚓体表液是由粘液细胞分泌的无色略有粘性液体，能够防止蚯蚓皮肤干燥，溶解氧气供蚯蚓呼吸，并将体内的N以粘液蛋白的形式排出体外。蚯蚓体腔液作为免疫屏障，存在多种类型的白细胞和溶血活性的蛋白质、多肽等生物活性分子，具有选择性抑菌和溶解红细胞的生物学特性。目前，我国广泛应用的蚯蚓体液类生化药物是蚯蚓纤溶酶和蚓激酶，可显著改善血液流变特性，降低血小板聚集，多用于对心脑血管疾病治疗等方面。此外，蚯蚓体液排出体外时带走大量含氮物质，在维持蚯蚓代谢平衡的同时，为土壤微生物提供了良好的营养物质，体液组成成分可作为液体肥料配制的参考依据。农业工程学者研究发现：蚯蚓体液具有润滑功能，运动时能减少蚓体与土壤之间的摩擦，虽然体液粘性较大，但对聚合在一起的土壤又不粘附，这一特性对研究减粘脱土有着重要的启示意义。
深入研究蚯蚓体液的组成成分及性质，需要快速提取并收集到足够量的蚯蚓体液。目前在体液研究试验中采用的蚯蚓体液提取装置及方法主要有：自然采集法、热水刺激法和导线—干电池刺激法。自然采集法是将蚯蚓静置于烧杯或其他蚯蚓不易逃离的容器中，等待蚯蚓自然分泌体液并实施采集。该方法优点在于：蚯蚓体液属自然分泌，提取采集过程对蚯蚓活体损伤较小，体液成分较为稳定。但该方法收集体液的时间较长，蚯蚓分泌体液的重量大约仅占蚓体体重的10‰左右，体液在空气中长时间静置容易蒸发，且蚓粪与体液在烧杯分离不及时，使得体液不易收集。热水刺激法是将热水注入置有蚯蚓的容器中，刺激蚯蚓分泌体液并实施采集。热水刺激法对促进蚯蚓分泌体液效果显著，但热水对蚯蚓活体和体液蛋白的破坏性较大，并稀释了体液原始浓度，不利于精确测定体液成分。导线—干电池刺激法采用多节1.5V干电池串联，2条导线分别连通干电池正负极用于刺激置于容器中的蚯蚓。导线—干电池刺激法促进蚯蚓分泌体液效果显著，但没有成熟配套的提取收集装置和实施方法，主要体现在：每次对蚯蚓实施刺激时导线仅能刺激到个体较大的单条蚯蚓，提取目标受限；受刺激时蚯蚓剧烈扭动容易摆脱刺激点，操作人员需要不停“追逐”蚯蚓实施刺激，提取效率较低；体液粘滞性大，玻璃容器与体液分离不净，产生收集损耗。因此，有必要发明一种蚯蚓体液快速提取装置及配套实施方法，解决蚯蚓体液自然分泌量少，难于收集的技术难题，满足试验研究中蚯蚓体液快速提取的需求。
发明内容
本发明的目的是：在保持蚯蚓体液中蛋白质、氨基酸、糖类等主要成分性质不变，同时尽量降低提取过程对蚯蚓活体损伤的前提下，提供一种适用于不同种类蚯蚓活体提取体液的实用装置及简便有效的操作方法，从而实现蚯蚓体液的连续提取，体液与提取装置、体液与蚯蚓活体的及时分离以及对提取液的收集和保存。
本发明上述目的是这样实现的，结合附图说明如下：
所述一种电刺激式蚯蚓体液快速提取装置，主要由提取盒、分离板、收集盒、电极板和可调直流电源组成，所述提取盒1位于装置上部，下部为一侧装有液位计3的收集盒4，提取盒1和收集盒4通过内外卡槽连接，所述分离板2装在提取盒1和收集盒4之间，提取盒1两侧面安装接线柱5，并与嵌入式金属导轨6相连，所述电极板9置于金属导轨6上，通过锁定机构7压紧刻度标尺8固定其相对位置，所述可调直流电源10通过金属夹头14、导线15连接提取盒1两侧的接线柱5，为电极板9供电，蚯蚓在两极板间活动，用身体连通电极板9之后形成回路，产生刺激电流。
所述提取盒1、分离板2、收集盒4采用具有疏水性质的超高分子量聚乙烯(UHMWPE)材料制成。
所述分离板2为孔型结构，所述孔型采用锥形沉孔形式，以利于减小体液流经分离板时的摩擦阻力，实现体液与蚯蚓活体、体液与提取盒1的及时分离，孔直径d为3-5mm，深度h为3-5mm，倒角θ为20-45°，孔间距：横向x和纵向y均为10-20mm。
所述电极板9采用L型、T型或E型结构，所述电极板9由能够导电的金属电极板9-1和一端安装的绝缘把手9-2组成，所述电极板9两端与两条带电金属导轨6分别接触时，只有金属电极板导电端9-1能够与带电金属导轨6连通，即单个电极板9仅带正电或仅带负电。
所述电极板9的金属电极板导电端9-1与相邻极板的绝缘把手9-2在同一金属导轨6上相邻放置，构成极板间距可调的极板组，极板间距为5-30mm，极板间距值通过刻度标尺8读出，锁定机构7通过压紧刻度标尺8固定极板组的相对位置，通电之后极板组呈现正负极电压交替状态。
一种采用所述装置进行电刺激式蚯蚓体液快速提取的方法：
步骤一，挑选多条性成熟的蚯蚓即蚯蚓具有明显生殖环带，并用清水洗净；
步骤二，将洗净的待提取蚯蚓活体置于提取盒1成组排列的电极板9之间，调整距离使 蚯蚓能够紧密接触到两极板；
步骤三，调整锁定机构7的旋钮压紧刻度标尺8固定极板间距；
步骤四，接通可调直流电源10，并根据待提取蚯蚓种类和总质量施加电压，蚯蚓经电流刺激后强烈扭动收缩，并从背孔喷射出黄色体腔液，同时蚯蚓表皮渗透大量白色粘稠体表液；
步骤五，体液在重力作用下透过分离板2落入收集盒4中；
步骤六，关闭可调直流电源10电源开关，松开锁定机构7，取出并更换下一批次蚯蚓；
步骤七，重复以上过程，在刺激过程中观察电压、电流数值对蚯蚓活体的影响，并根据蚯蚓种类和总质量选择适宜的输出电压和刺激时长；
步骤八，观察液位计3的数值，直至体液提取量满足要求之后完成蚯蚓体液的提取收集过程。
单批次待提取蚯蚓活体质量为100-500g。
所述的可调直流电源10，由电压调节装置11、电流调节装置12、正极输出端子13、金属夹头14、导线15、负极输出端子16、电流指示灯17、电源开关18、电压指示灯19、电流数字显示屏20、电压数字显示屏21组成，输出电压调整范围为3-15V。
所述可调直流电源10输出电压调整范围为3-15V，刺激时长30-60s。
本发明可以快速提取、及时分离并连续收集蚯蚓体液，最终获得蚯蚓体液的粗提取物。
本发明设计了一种电刺激式蚯蚓体液快速提取装置，并结合该装置提供具体操作方法；从实际出发，该套装置及操作方法考虑了提取收集方式的便捷性和连续性，考虑了提取收集过程中对蚯蚓活体损伤和活体重复利用等方面的工程问题，实现了蚯蚓体液的快速提取和连续收集。
附图说明
图1是电刺激式蚯蚓体液快速提取装置示意图；
图2是电刺激式蚯蚓体液快速提取装置主视图；
图3是图2中所示A-A向剖视图；
图4是图2中所示B向视图；
图5是分离板孔型结构（图2中第C处局部放大图）；
图6是电极板结构示意图，其中：
图6a-1是L型电极板结构示意图；
图6a-2是图6a-1的俯视图；
图6b-1是T型电极板结构示意图；
图6b-2是图6b-1的俯视图；
图6c-1是E型电极板结构示意图；
图6c-2是图6c-1的俯视图。
图中：1.提取盒；2.分离板；3.液位计；4.收集盒；5.接线柱；6.金属导轨；7.锁定机构；8.刻度标尺；9.电极板，9-1.金属电极板，9-2.绝缘把手；10.可调直流电源；11.电压调节装置；12.电流调节装置；13.正极输出端子；14.金属夹头；15.导线；16.负极输出端子；17.电流指示灯；18.电源开关；19.电压指示灯；20.电流数字显示屏；21.电压数字显示屏。
具体实施方式
下面结合附图所示实施例进一步说明本发明的具体内容，本发明的非限定实施例如下：
实施例1：
本例的电刺激式蚯蚓体液快速提取装置及方法参阅图1-图5、图6a1-2。本例的装置特点是：提取装置上部是提取盒，其侧面安装接线柱，与嵌入式金属导轨相连，其底面为分离板，孔型结构采用锥形沉孔形式，孔直径d为3mm，深度h为3mm，倒角θ为20°，孔间距x，y均为10mm；4个L型电极板置于金属导轨上，金属导电端与相邻极板的绝缘把手在同一金属导轨上相邻放置，构成3组距离可调的L型极板组，通电之后4个L型极板将呈现正负极电压交替状态；下部是收集盒，其侧面装有液位计，上下部分及分离板均由疏水材料UHMWPE制成，并通过内外卡槽连接。本例的方法特点是：取性成熟的赤子爱胜蚓（Eisenia fetida Savigny,1826）100g用清水洗净之后分别置于3组极板之间，调整极板间距a、b、c均为5mm，紧密夹持蚯蚓；通过锁定旋钮压紧刻度标尺固定极板位置；从可调直流电源正负极接线端子引出导线、金属夹头，分别与提取盒两侧的接线柱相连；打开可调直流电源的电源开关，此时电压指示灯亮，调节电压输出旋钮，观察电压数字显示屏，选择3V输出；蚯蚓用身体连通两极板之后形成电流回路，此时电流指示灯亮，电流刺激蚯蚓分泌体液，刺激时长控制为30s；体液在重力作用下由分离板孔落入收集盒之中；关闭电源，取下金属夹头，松开锁定旋钮，取出蚯蚓并将收集盒中的体液转移保存至其他容器中，完成提取、收集过程。
实施例2：
本例的蚯蚓体液快速提取装置及方法参阅图4、图5、图6b1-2。本例所述的装置与实施例1不同的是：提取装置分离板锥形沉孔直径d为4mm，深度h为4mm，倒角θ为30°，孔间距x，y均为15mm；4个T型电极板置于金属导轨上，构成3组距离可调的T型极板组。本例所述的方法与实施例1不同的是：取性成熟的梯形流蚓（Aporrectodea trapezoides Dugès,1828）300g用清水洗净之后分别置于3组极板之间，调整极板间距a、b、c均为10mm，紧密夹持蚯蚓；选择9V输出，刺激时长控制为45s。其余未述之处与实施例1中所述相同。
实施例3：
本例的蚯蚓体液快速提取装置及方法参阅图4、图5、图6c1-2。本例所述的装置与实施例1和实施例2不同的是：提取装置分离板锥形沉孔直径d为5mm，深度h为5mm，倒角θ为45°，孔间距x，y均为20mm；4个E型电极板置于金属导轨上，构成3组距离可调的E型极板组。本例所述的方法与实施例1和实施例2不同的是：取性成熟的秉氏远盲蚓（Amynthas pingi Stephenson,1925）500g用清水洗净之后分别置于3组极板之间，调整极板间距a、b、c均为30mm，紧密夹持蚯蚓；选择15V输出，刺激时长控制为60s。其余未述之处与实施例1和实施例2中所述相同。
Claims (8)
1.一种电刺激式蚯蚓体液快速提取装置，主要由提取盒、分离板、收集盒、电极板和可调直流电源组成，其特征在于：
所述提取盒(1)位于装置上部，下部为一侧装有液位计(3)的收集盒(4)，提取盒(1)和收集盒(4)通过内外卡槽连接，所述分离板(2)装在提取盒(1)和收集盒(4)之间，提取盒(1)两侧面安装接线柱(5)，并与嵌入式金属导轨(6)相连，所述电极板(9)置于金属导轨(6)上，通过锁定机构(7)压紧刻度标尺(8)固定其相对位置，所述可调直流电源(10)通过金属夹头(14)、导线(15)连接提取盒(1)两侧的接线柱(5)，为电极板(9)供电，蚯蚓在两极板间活动，用身体连通电极板(9)之后形成回路，产生刺激电流。
2.根据权利要求1所述的一种电刺激式蚯蚓体液快速提取装置，其特征在于：
所述提取盒(1)、分离板(2)、收集盒(4)采用具有疏水性质的超高分子量聚乙烯(UHMWPE)材料制成。
3.根据权利要求1所述的一种电刺激式蚯蚓体液快速提取装置，其特征在于：
所述分离板(2)为孔型结构，所述孔型采用锥形沉孔形式，以利于减小体液流经分离板时的摩擦阻力，实现体液与蚯蚓活体、体液与提取盒(1)的及时分离，孔直径d为3-5mm，深度h为3-5mm，倒角θ为20-45°，孔间距：横向x和纵向y均为10-20mm。
4.根据权利要求1所述的一种电刺激式蚯蚓体液快速提取装置，其特征在于：
所述电极板(9)采用L型、T型或E型结构，所述电极板(9)由能够导电的金属电极板(9-1)和一端安装的绝缘把手(9-2)组成，所述电极板(9)两端与两条带电金属导轨(6)分别接触时，只有金属电极板导电端(9-1)能够与带电金属导轨(6)连通，即单个电极板(9)仅带正电或仅带负电。
5.根据权利要求1所述的一种电刺激式蚯蚓体液快速提取装置，其特征在于：
所述电极板(9)的金属电极板导电端(9-1)与相邻极板的绝缘把手(9-2)在同一金属导轨(6)上相邻放置，构成极板间距可调的极板组，极板间距为5-30mm，极板间距值通过刻度标尺(8)读出，锁定机构(7)通过压紧刻度标尺(8)固定极板组的相对位置，通电之后极板组呈现正负极电压交替状态。
6.一种采用如权利要求1至5任一项所述装置进行电刺激式蚯蚓体液快速提取的方法，其特征在于：
步骤一，挑选多条性成熟的蚯蚓即蚯蚓具有明显生殖环带，并用清水洗净；
步骤二，将洗净的待提取蚯蚓活体置于提取盒(1)成组排列的电极板(9)之间，调整距离使蚯蚓能够紧密接触到两极板；
步骤三，调整锁定机构(7)的旋钮压紧刻度标尺(8)固定极板间距；
步骤四，接通可调直流电源(10)，并根据待提取蚯蚓种类和总质量施加电压，蚯蚓经电流刺激后强烈扭动收缩，并从背孔喷射出黄色体腔液，同时蚯蚓表皮渗透大量白色粘稠体表液；
步骤五，体液在重力作用下透过分离板(2)落入收集盒(4)中；
步骤六，关闭可调直流电源(10)电源开关，松开锁定机构(7)，取出并更换下一批次蚯蚓；
步骤七，重复以上过程，在刺激过程中观察电压、电流数值对蚯蚓活体的影响，并根据该批次蚯蚓种类和总质量选择适宜的输出电压和刺激时长；
步骤八，观察液位计(3)的数值，直至体液提取量满足要求之后完成蚯蚓体液的提取收集过程。
7.根据权利要求6所述的一种电刺激式蚯蚓体液快速提取方法，其特征在于：
单批次待提取蚯蚓活体质量为100-500g。
8.根据权利要求6所述的一种电刺激式蚯蚓体液快速提取方法，其特征在于：
所述可调直流电源(10)输出电压调整范围为3-15V，刺激时长30-60s。
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