CN106577289A - 玉米幼胚提取装置和提取方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供的玉米幼胚提取装置，包括切削装置和高压冲洗装置，切削装置包括支架、玉米棒固定装置，支架上设置有沿支架上下运动的移动刀架，移动刀架上安装对玉米粒进行切削的刀头；玉米棒固定装置包括分别设置在支架两侧的固定夹和固定连接器，固定夹和固定连接器用于固定穿过玉米瓤的签子；高压冲洗装置包括高压水枪喷头、幼胚收集装置，连接外部水源，位于玉米棒上部；幼胚收集装置，设置在玉米棒下部，用于收集高压水枪喷头冲下的玉米幼胚。本发明中除了放置样品和高压水枪喷头，其余过程均自动化操作，显著提高效率。

Description

玉米幼胚提取装置和提取方法

技术领域

本发明涉及玉米幼胚的提取设备，尤其涉及一种可减少玉米幼胚提取过程中的人力劳动，提高工作效率的玉米幼胚提取设备和提取方法。

背景技术

自从1975年美国学者GREEN等用玉米幼胚进行离体培养获得再生植株后，玉米幼胚培养技术有了较快发展，是以组织培养为基础的转基因技术，实验过程需要先取人工套袋授粉11-15天的玉米雌穗，在无菌条件下，以70%酒精表面消毒后人工剥离玉米穗中部的幼胚，将盾片向上接种于固定培养基上。因幼胚的长度约为1-2mm，故人工提取幼胚效率低下，据统计，较为熟练地操作人员每天能完成10穗玉米的幼胚提取工作。为减少此过程中的人力劳动，使研究人员把更多的精力投入到育种研究中，需要发明高效自动的提幼胚装置。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于提供一种减少提幼胚过程中的人工劳动，提高提胚效率的提胚装置和提胚方法。

本发明采用以下技术方案：

玉米幼胚提取装置，包括切削装置和高压冲洗装置；

所述切削装置包括：

支架5，支架5上设置有沿支架5上下运动的移动刀架2，移动刀架2上安装对玉米粒进行切削的刀头3；

玉米棒固定装置，所述玉米棒固定装置包括分别设置在支架5两侧的固定夹1和固定连接器7，固定夹1和固定连接器7用于固定穿过玉米瓤的签子；

所述高压冲洗装置包括：

高压水枪喷头，连接外部水源，位于玉米棒上部；

幼胚收集装置15，设置在玉米棒下部，用于收集高压水枪喷头冲下的玉米幼胚。

所述切削装置的移动刀架2的一端与支架5连接，另一端与连接刀头3，所述刀头3包括连接在移动刀架2上的刀杆16，刀杆16上安装有刀片17，刀片17中部开有用于对玉米粒的表皮进行切削的内嵌式刀口，刀口周边为鳞状刀刃。

切削装置的支架5下部设置开关6，上部设置限位开关，当移动刀架2切削到底部时，碰触开关6，自动停止，当移动刀架2切削到顶部时，碰触限位开关，自动停止。

所述切削装置还包括底座，底座上设置有废品收集托盘4，支架5底部设置在底座上，固定连接器7设置在底座上，固定连接器7还连接带动其旋转的电机。

所述高压冲洗装置包括箱体，箱体外设置电机，箱体上设置有喷头放置入口10、排水口11和侧壁开口12，箱体内设置用于支撑签子的提胚样品支架13，签子的一端通过侧壁开口12伸出箱体外与电机连接。

所述箱体内还设置有用于固定喷头的喷头支架9，喷头支架9下部为幼胚收集装置15，所述幼胚收集装置15的底部由筛网组成，排水口11位于幼胚收集装置15下部。

所述箱体壁上设置导轨14，幼胚收集装置15沿导轨放入箱体和抽出箱体。

玉米幼胚提取方法，包括：

将玉米棒纵向固定后，通过移动刀头对玉米粒沿玉米粒走向进行一次纵向切削；

将玉米棒或者刀头转动设定角度，使刀头位于未切削的玉米粒处，再次沿玉米粒走向进行一次纵向切削；重复转动玉米棒或者刀头一定角度进行切削，直至完成整个玉米棒的切削过程；

取出切削后的玉米棒，将玉米棒固定后通过高压水枪喷头进行喷射，通过设置在玉米棒下方的幼胚收集装置获取幼胚。

刀头对玉米棒进行纵向切削时，当切削到玉米棒底部时，暂停运动，玉米棒或者刀头转动设定角度，刀头自下向上切削，当切削到玉米棒顶部时，暂停运动，玉米棒或者刀头转动设定角度，刀头自上向下切削，直至完成整个玉米棒的切削过程。

手工拆掉切削后的玉米棒，将玉米棒支撑在箱体内部，且使玉米棒上的签子伸出箱外，将箱体外部设置的电机与玉米棒上的签子一端相连集，通过电机带动签子转动进而带动玉米棒转动，使高压水枪喷头对玉米棒进行全周喷射。

本发明的有益效果：本发明中除了放置样品和高压水枪喷头，其余过程均自动化操作，显著提高效率。

附图说明

图1为本发明方法的流程示意图。

图2为本发明切削装置示意图。

图3为本发明高压冲洗装置示意图。

图4为本发明刀头示意图。

图5是提胚样品的示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

在玉米幼胚提取过程中，需要先将玉米的种皮切除约三分之一，使胚乳和胚芽裸漏，方便提取。因此本发明提供一种玉米幼胚提取装置，如图2、图3所示，包括切削装置和高压冲洗装置。切削装置包括支架5，支架5垂直放置，支架5上设置有沿支架5上下运动（或可设置为同时能绕支架5旋转运动）的移动刀架2，移动刀架2上安装对玉米粒进行切削的刀头3。本发明的装置还包括玉米棒固定装置，玉米棒固定装置包括分别设置在支架5两侧的固定夹1和固定连接器7，固定夹1和固定连接器7用于固定穿过玉米瓤的签子。切削装置还包括底座，底座上设置有废品收集托盘4，支架5底部固定安装在底座上，固定连接器7设置在底座上，固定连接器7还连接带动其旋转的电机，签子的一端固定在固定连接器7上，另一端由固定夹1固定，通过电机带动固定连接器7的旋转带动签子转动，进而带动玉米棒的转动进行旋转切削。

移动刀架2设置为弯曲的杆状，杆状的一端与支架5相连，且可在电机的带动下沿支架5上下滑动进行，另一端与连接刀头3，刀头3包括连接在移动刀架2上的刀杆16，刀杆16上安装有刀片17，刀片17中部开有用于对玉米粒的表皮进行切削的内嵌式刀口，内嵌式刀口周边为鳞状刀刃，便于对玉米进行纵向切削。移动刀架2尾部，即移动刀架2与支架5连接端设置弹簧，用于自行调节刀头与玉米的接触作用力的大小，使刀头始终紧贴玉米粒且伸入预设深度。

高压冲洗装置包括高压水枪喷头和幼胚收集装置15，高压水枪喷头连接外部水源，且高压水枪喷头位于玉米棒上部；幼胚收集装置15设置在玉米棒下部，用于收集高压水枪喷头冲下的玉米幼胚。

高压冲洗装置设置为箱体结构，箱体顶部设置可拉起的玻璃盖板，方便观察冲刷玉米棒的过程中装置内部的具体情况，并且采用玻璃材质便于清理消毒。箱体的一侧设有侧壁开口12，方便将切削过后的玉米棒放入箱体内，侧壁开口12两侧安装有密封条，可以防止冲洗时，水沿开口喷射的情况发生。箱体的箱壁上设置有喷头放置入口10和排水口11，箱体内还设置有用于固定喷头的喷头支架9，高压水枪喷头从喷头放置入口10进入箱体内后，将喷头放置在喷头支架9上，喷嘴朝向箱体内放置玉米棒的位置，便于进行喷射。喷头与箱体的分离式设计，方便根据情况清洁修理更换喷头，降低及其维修成本及工作难度。喷头设置多个自由度，使其能够在工作时保持平稳。

箱体内设置V型提胚样品支架13，提胚样品支架13包括两个，相对设置，用于支撑签子两端。在使用时，人工将签子放置在提胚样品支架13上，签子一端通过侧壁开口12连接设置在外部的电机，通过电机带动签子转动，达到带动玉米棒转动的目的。

如图3所示，喷头支架9为上下两层的设计，喷头放置在两层中间，喷头支架9下部设置幼胚收集装置15，箱体壁上设置导轨14，幼胚收集装置15沿导轨放入箱体和抽出箱体。幼胚收集装置15的底部由筛网组成，排水口11位于幼胚收集装置15下部。幼胚收集装置13的筛网的大小由需要提取幼胚的大小选取，筛网可以接住被冲洗下来的幼胚且不妨碍使用过的蒸馏水排出箱体，在完成冲洗提胚的工作后，可以将幼胚收集装置15抽出箱体，待完成幼胚的挑拣，将幼胚收集装置清理干净后，重新沿幼胚收集导轨复位，箱体底部设置的排水口，方便即时排出使用过的蒸馏水，防止其对脱胚过程造成影响。

本发明还提供一种玉米幼胚提取方法：

将玉米棒纵向固定后，通过移动刀头对玉米粒沿玉米粒走向进行一次纵向切削；

将玉米棒或者刀头转动一定角度，使刀头位于未切削的玉米粒处，再次沿玉米粒走向进行一次纵向切削；

重复转动玉米棒或者刀头一定角度进行切削，直至完成整个玉米棒的切削过程；取出切削后的玉米棒，

将玉米棒通过高压水枪喷头进行喷射，通过设置在玉米棒下方的幼胚收集装置获取幼胚。

上述玉米棒通过人工固定以后，通过电机每次自动带动玉米棒或者刀头转动一定角度，同时每次转动后，通过电机自动带动刀头纵向运动进行切削。

手工拿掉切削后的玉米棒，通过签子将玉米棒固定在提胚样品支架13上，通过电机带动签子转动，使高压水枪喷头对玉米棒进行全周喷射。

刀头对玉米棒进行纵向切削时，当切削到玉米棒底部时，暂停运动，玉米棒或者刀头转动设定角度，刀头自下向上切削，当切削到玉米棒顶部时，暂停运动，玉米棒或者刀头转动设定角度，刀头自上向下切削，直至完成整个玉米棒的切削过程。

上述中，在转动时，可以根据设备选择转动玉米棒还是转动刀头。

使用本发明的装置进行胚芽的提取的方法为：

切削装置：人工将经过消毒处理的签子（可选用金属签）纵向插入玉米瓤，制成提胚样品，将提胚样品竖直放入切削装置。提胚样品的签子顶端由固定夹1固定住，末端与固定连接器7连接，将移动刀架2复位至支架5的顶端，完成提胚样品的固定后，打开设置在底座上的开关6，移动刀架2带动切削刀头3由上至下对提胚样品种皮的约1/3深度处进行纵向切削，被切削下的种皮落入废品收集托盘4，移动刀架2完成一次纵向切削任务后，降至支架5底端，移动刀架2碰触到开关6，开关6关闭，移动刀架2停止在当前位置，固定连接器7的电机带动提胚样品转动预设角度（根据提胚样品的直径而定）后停止旋转，发信号给移动刀架电机，移动刀架2再次启动，自下至上带动切削刀头3进行纵向切削，移动至顶部，碰触限位器开关，停止运动，固定连接器7转动预设角度后，停止转动，发信号给移动刀架电机，移动刀架2进行自上至下的纵向切削任务，固定连接器7与移动刀架2配合重复上述运动，直至固定连接器7旋转过360°，切削装置停止工作，取下提胚样品，清理废品收集托盘4，完成切削处理。

冲刷装置：进行高压冲洗时，拉起玻璃盖板8，将经过切削处理的提胚样品水平放入冲洗装置箱体内，提胚样品的签子末端沿侧壁开口伸出箱体外，将其与电机咬合连接，提胚样品的两端均有提胚样品支架13支撑，摆放好提胚样品后，闭合玻璃盖板8，箱体外部的电机带动提胚样品的签子匀速缓慢转动（电机转动速度据冲洗效果而定），同时放置在喷头支架9上的高压喷头将蒸馏水加压后喷射在与之正对的提胚样品表面，将种皮中的胚芽冲刷出来，冲刷出的幼胚掉落在幼胚收集装置15的筛网上，使用过的蒸馏水透过筛网，通过排水口11，排出箱体外，电机旋转一定时间（经实验测得完成脱胚的时间）后装置停止工作，将提胚样品与电机脱离，拉起玻璃盖板8将提胚样品从箱体内部取出，从幼胚收集装置导轨14上将幼胚收集装置抽出，得到实验所需幼胚，将筛网清理干净后再将幼胚收集装置15沿幼胚收集装置导轨14放入冲刷装置箱体内，完成冲刷过程，即完成提取胚芽过程。

上述切削装置的机架5也可水平固定在底座上，此时切削时，刀头可横向切削也可纵向切削。

以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明整体构思前提下，还可以作出若干改变和改进，这些也应该视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.玉米幼胚提取装置，其特征在于：包括切削装置和高压冲洗装置；

所述切削装置包括：

支架（5），支架（5）上设置有沿支架（5）上下运动的移动刀架（2），移动刀架（2）上安装对玉米粒进行切削的刀头（3）；

玉米棒固定装置，所述玉米棒固定装置包括分别设置在支架（5）两侧的固定夹（1）和固定连接器（7），固定夹（1）和固定连接器（7）用于固定穿过玉米瓤的签子；

所述高压冲洗装置包括：

高压水枪喷头，连接外部水源，位于玉米棒上部；

幼胚收集装置（15），设置在玉米棒下部，用于收集高压水枪喷头冲下的玉米幼胚。

2.根据权利要求1所述的玉米幼胚提取装置，其特征在于：所述切削装置的移动刀架（2）的一端与支架（5）连接，另一端与连接刀头（3），所述刀头（3）包括连接在移动刀架（2）上的刀杆（16），刀杆（16）上安装有刀片（17），刀片（17）中部开有用于对玉米粒的表皮进行切削的内嵌式刀口，刀口周边为鳞状刀刃。

3.根据权利要求1所述的玉米幼胚提取装置，其特征在于：切削装置的支架（5）下部设置开关（6），上部设置限位开关，当移动刀架（2）切削到底部时，碰触开关（6），自动停止，当移动刀架（2）切削到顶部时，碰触限位开关，自动停止。

4.根据权利要求1所述的玉米幼胚提取装置，其特征在于：所述切削装置还包括底座，底座上设置有废品收集托盘（4），支架（5）底部设置在底座上，固定连接器（7）设置在底座上，固定连接器（7）还连接带动其旋转的电机。

5.根据权利要求1所述的玉米幼胚提取装置，其特征在于：所述高压冲洗装置包括箱体，箱体外设置电机，箱体上设置有喷头放置入口（10）、排水口（11）和侧壁开口（12），箱体内设置用于支撑签子的提胚样品支架（13），签子的一端通过侧壁开口（12）伸出箱体外与电机连接。

6.根据权利要求5所述的玉米幼胚提取装置，其特征在于：所述箱体内还设置有用于固定喷头的喷头支架（9），喷头支架（9）下部为幼胚收集装置（15），所述幼胚收集装置（15）的底部由筛网组成，排水口（11）位于幼胚收集装置（15）下部。

7.根据权利要求5所述的玉米幼胚提取装置，其特征在于：所述箱体壁上设置导轨（14），幼胚收集装置（15）沿导轨放入箱体和抽出箱体。

8.玉米幼胚提取方法，其特征在于，包括：

将玉米棒纵向固定后，通过移动刀头对玉米粒沿玉米粒走向进行一次纵向切削；

将玉米棒或者刀头转动设定角度，使刀头位于未切削的玉米粒处，再次沿玉米粒走向进行一次纵向切削；重复转动玉米棒或者刀头一定角度进行切削，直至完成整个玉米棒的切削过程；

取出切削后的玉米棒，将玉米棒固定后通过高压水枪喷头进行喷射，通过设置在玉米棒下方的幼胚收集装置获取幼胚。

9.根据权利要求8所述的玉米幼胚提取方法，其特征在于：

刀头对玉米棒进行纵向切削时，当切削到玉米棒底部时，暂停运动，玉米棒或者刀头转动设定角度，刀头自下向上切削，当切削到玉米棒顶部时，暂停运动，玉米棒或者刀头转动设定角度，刀头自上向下切削，直至完成整个玉米棒的切削过程。

10.根据权利要求8所述的玉米幼胚提取方法，其特征在于：手工拆掉切削后的玉米棒，将玉米棒支撑在箱体内部，且使玉米棒上的签子伸出箱外，将箱体外部设置的电机与玉米棒上的签子一端相连集，通过电机带动签子转动进而带动玉米棒转动，使高压水枪喷头对玉米棒进行全周喷射。