CN108142384B - 一种深海原位生物固定诱捕器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种深海原位生物固定诱捕器，包括储液筒，储液筒用于储存固定液，包括筒体、上端盖和下端盖。压力平衡筒固定于储液筒上，内部设置有活塞。诱捕筒的上端开口，下端穿过上端盖并伸入储液筒内，侧壁开有第一通孔，侧壁上还设置有密封槽，密封槽内设置有密封圈。笼架位于第一通孔与诱捕筒的上端之间，用以容纳被诱捕物。驱动结构包括电机舱和设置于电机舱内的电机、电池和电路板，电机的输出轴通过联轴器连接有丝杆。压盖连接于诱捕筒的上端，压盖上设置有滑块，丝杆和滑块螺纹连接。本发明可实现在深海海底诱捕生物后，自动将生物样品原位固定，保护遗传物质在水下长期存放和仪器回收过程中不会被分解，使用方便，成本更低。
Description
技术领域
本发明涉及深海生物诱捕技术领域，特别是涉及一种深海原位生物固定诱捕器。
背景技术
深海生物样品上具有丰富的生物信息，对于生物多样性、海洋环境变化、海底资源分布等课题的研究具有十分重要的意义。随着深海调查的日益加强，对深海生物样品的采集要求也越来越高。
现有技术通常采用网笼诱捕的方式采集深海生物样品，例如公布号为CN103921915 B的专利公开了一种深海诱捕摄像着陆器系统。由于网笼并非密封式结构，在上浮过程中，容易混入杂质或损失遗传物质；并且，由于压力和温度等环境条件发生变化，捕捉上来的深海生物样品质量得不到很好的保证。
损失最严重的通常是RNA，RNA代表了生物调控自身繁殖、发育、代谢等一系列生命过程的遗传信息，具有很高的研究价值。但是RNA非常脆弱，生物死亡后在很短的时间内就会被大量降解，不利于实验室的研究分析。
目前，RNA样品保存问题已经成为妨碍深海生物科学研究发展的一个技术瓶颈，生物科学家们迫切需要一种能够在深海诱捕生物，并且在深海原位利用化学药剂将捕捉到的生物体进行化学固定的诱捕器，保证生物遗传物质的完整性，提高其研究价值。
根据现有的遗传物质保存方法，化学药剂与目标样品的混合比例为9:1时，生物体内遗传物质保存效果最佳。这要求：(1)必须在诱捕器上可以携带大量的化学药剂，并且在诱捕深海生物时，化学药剂不得泄漏；(2)固定时化学药剂与生物样品能充分混合，最高混合比例达9：1；(3)样品固定保存后完全密封。此外，深海采样成本高昂，对生物样品诱捕设备的适用性、可操作性和经济性都提出了较高的要求。
发明内容
本发明的目的是提供一种深海原位生物固定诱捕器，以解决上述现有技术存在的技术问题，提高深海生物样品的遗传物质完整性。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
本发明公开了一种深海原位生物固定诱捕器，包括：
储液筒，所述储液筒用于储存固定液，包括筒体、上端盖和下端盖；
压力平衡筒，所述压力平衡筒固定于所述储液筒上，所述压力平衡筒一端与所述储液筒连通，所述压力平衡筒另一端与外部空间连通，所述压力平衡筒内设置有活塞；
诱捕筒，所述诱捕筒的上端开口，所述诱捕筒的下端穿过所述上端盖并伸入所述储液筒内，所述诱捕筒侧壁开有第一通孔，所述诱捕筒与所述上端盖密封连接；
笼架，所述笼架的下端设置有笼口，所述笼架的下端固定于所述诱捕筒上所述第一通孔上侧的部分；
压盖，所述压盖连接于所述诱捕筒的上端，所述压盖的外径大于所述诱捕筒的外径，所述压盖上表面开有盲孔，所述盲孔处固定有滑块，所述滑块上与所述盲孔对应的位置开有螺纹孔；
第一立柱，所述第一立柱为一个或多个，所述第一立柱的下端固定于所述上端盖的上表面，至少一个所述第一立柱垂直穿过所述压盖且固定于所述储液筒上；以及
驱动结构，所述驱动结构相对于所述储液筒固定，所述驱动结构包括电机舱和设置于所述电机舱内的电机、电池和电路板，所述电机、所述电池和所述电路板电连接，所述电机的输出轴直接或间接连接有丝杆，所述丝杆和所述滑块螺纹连接。
优选地，所述深海原位生物固定诱捕器还包括固定板，所述驱动结构固定于所述固定板上，所述第一立柱为多个，所述固定板与所述第一立柱的上端固定连接。
优选地，所述压力平衡筒螺纹连接于所述上端盖上。
优选地，所述深海原位生物固定诱捕器还包括堵头，所述堵头可拆卸地设置于所述下端盖上。
优选地，所述压力平衡筒上端设置有用以防止所述活塞被压出的止过螺帽。
优选地，所述电机舱包括舱体、上盖板和下盖板，所述上盖板上设置有水密座和电源开关，所述水密座和所述电源开关均与所述电路板电连接。
优选地，所述笼架为漏斗架，所述漏斗架倒盖于所述诱捕筒内。
优选地，所述第一通孔为多个方形孔，且均匀分布于所述诱捕筒的侧壁上。
优选地，所述深海原位生物固定诱捕器还包括保护框，所述保护框固定于所述上端盖上，所述压力平衡筒、所述诱捕筒和所述驱动结构均位于所述保护框内侧。
优选地，所述保护框包括圆环和第二立柱，所述第二立柱为多个，所述第二立柱的下端固定于所述上端盖上，所述第二立柱的上端与所述圆环固定连接。
本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：
本发明可实现在深海海底诱捕生物后，将生物样品原位固定，保护遗传物质在水下长期存放过程中和仪器回收过程中不会被分解，回收的样品可供科学家进行深海基因的研究；采用将含有生物样品的容器压入化学固定液的方式，满足了化学固定液特殊比例要求；利用定时控制电机实现在深海定时自动将化学固定液与诱捕生物混合，混合比例可高达9：1，使用更加方便，成本更低。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明深海原位生物固定诱捕器的轴测图；
图2为本发明深海原位生物固定诱捕器的剖视图；
图3为本发明深海原位生物固定诱捕器某一视角的向视图；
图4为本发明深海原位生物固定诱捕器局部连接结构的示意图；
图5为诱捕筒的结构示意图；
图6为电机舱内部的结构示意图；
附图标记说明：1、圆环；2、电机舱；3、第二立柱；4、压盖；5、诱捕筒；6、上端盖；7、储液筒；8、下端盖；9、压力平衡筒；10、固定板；11、第一立柱；12、螺钉；13、滑块；14、丝杆；15、堵头；16、止过螺帽；17、笼架；18、联轴器；19、垫圈；20、活塞；21、电机；22、第一电池固定板；23、电池；24、电路板；25、电机连接座；26、下盖板；27、第二电池固定板；28、电源开关；29、上盖板；30、水密座；31、第一通孔；32、安装槽；33、密封槽。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供一种保存效果好、使用方便的深海原位生物固定诱捕器。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
如图1-6所示，本实施例提供一种深海原位生物固定诱捕器，包括储液筒7、压力平衡筒9、诱捕筒5、笼架17、压盖4、固定板10、第一立柱11、保护框和驱动结构。
储液筒7用于储存固定液，包括筒体、上端盖6和下端盖8。下端盖8上可拆卸地设置有堵头15，以便向储液筒7内填充固定液。压力平衡筒9与上端盖6螺纹连接，压力平衡筒9下端与储液筒7连通，压力平衡筒9上端与外部空间连通。压力平衡筒9内设置有活塞20，压力平衡筒9上端设置有用以防止活塞20被压出的止过螺帽16。当外部压力较大时，活塞20向下移动；当内部压力较大时，活塞20向上移动。压力平衡筒也可设置于储液筒的筒体或下端盖8上，只要能实现压力平衡功能即可。
诱捕筒5用于盛放诱饵，以吸引和容纳被诱捕物。诱捕筒5的上端开口，诱捕筒5的下端穿过上端盖6并伸入储液筒7内。诱捕筒5侧壁开有四个方形的第一通孔31，第一通孔31均匀分布于诱捕筒5侧壁上，供被诱捕物通过。诱捕筒5的侧壁上还设置有密封槽33，密封槽33设置于第一通孔31与下端之间，密封槽33内设置有密封圈。当诱捕筒5上下移动时，密封圈将上端盖6与诱捕筒5间的间隙进行密封，防止储液筒7进水。同理，也可选用其它密封方式。笼架17的下端设置有笼口，诱捕筒5内部有笼架17的安装槽32，安装槽32位于第一通孔31与诱捕筒5的上端之间。笼架17倒扣于诱捕筒5内，用于容纳被诱捕物。当被诱捕物通过第一通孔31进入诱捕筒5内后，下移诱捕筒5，使第一通孔31被上端盖6遮挡或移动至上端盖以下，即完成捕获。优选地，笼架17为漏斗状。
压盖4与诱捕筒5的上端通过螺钉12连接，压盖4的外径大于诱捕筒5的外径。当诱捕筒5下移时，压盖4下压，压盖4与上端盖6相抵。上端盖6的上表面设置有垫圈19，从而在压盖4下压时，将上端盖6和压盖4间的间隙进行密封，防止储液筒7进水。压盖4上表面开有盲孔(防止固定液泄漏)，盲孔处固定有滑块13，滑块13开有与盲孔同轴的螺纹孔。
固定板10平行设置于上端盖6的上方，并通过四根第一立柱11连接，其中有两根第一立柱11穿过压盖4。驱动结构设置于固定板10上，包括电机舱2以及设置于电机舱2内的电机21、电池23、电路板24、第一电池固定板22、第二电池固定板27和电机连接座25。电机21、电池23和电路板24电连接，电机21的输出轴通过联轴器18连接有丝杆14，丝杆14和滑块13螺纹连接，固定板10上设置有供丝杆14穿过的通孔。为了提高压力平衡筒9的稳定性，固定板10上还设置有与压力平衡筒9外形匹配的供压力平衡筒压力平衡筒9穿过的通孔。
电机舱2包括舱体、上盖板29和下盖板26。上盖板29上设置有水密座30和电源开关28，电源开关28与电路板24电连接。水密座30是一种水下插头，用于连接外部电源，以及下水前连接外部计算机，可对电路板24进行诱捕时间设置。电机连接座25设置于下盖板26上，电机21、电池23和电路板24设置于电机连接座25上。电机21上部套设有第一电池固定板22，第一电池固定板22上与电池23对应的位置开有小孔，供电线穿过。电机21下部套设有第二电池固定板27，电池23穿过第二电池固定板27。电机连接座25和第一电池固定板22通过多个连接杆相连，连接杆穿过第二电池固定板27，电池23在电机连接座25和第一电池固定板22之间被夹紧。电路板24竖直设置于第一电池固定板22和第二电池固定板27的一侧，以便与电源开关28、电机21和电池等结构电连接。
电机21启动后，丝杆14与电机21轴同步转动，压盖4在第一立柱11的限位下只能上下滑动而不能转动。由于滑块13固定于压盖4上，丝杆14与滑块13组成丝杆滑块机构，通过控制电机21的旋向，即可将压盖4及固定于压盖4下方的诱捕筒5上移或下移。
保护框固定于上端盖6上，用以对位于保护框内侧的压力平衡筒9、诱捕筒5、压盖和驱动结构进行保护。保护框包括圆环1和四根第二立柱3，第二立柱3的下端固定于上端盖6上，第二立柱3的上端与圆环1固定连接。圆环1上可缠绕绳索，以便装置的下放。
使用时，首先，利用外部计算机通过水密座30对电路板24进行诱捕时间设置，接着将外部水下电源接入水密座30，对电机舱2内的电路板24及电机21进行供电；接着启动电机21，驱动丝杆14将压盖4和诱捕筒5上移，将压力平衡筒9内的活塞20调整到中间位置，并使第一通孔31位于上端盖6的上方。然后，将整个装置倒置，打开堵头15，向储液筒7内注满固定液，再拧上堵头15，再将整个装置放正。再接着，在诱捕筒5内放入诱饵，打开电机舱2上的电源开关28，此时电机舱2内的电路板24开始计时，将整个装置放入深海；计时到达设置值后，电机舱2内的电机21工作，通过丝杆14将压盖4和诱捕筒5向下压，下压过程中诱捕筒5及其内部海水造成的储液筒7内体积增加则通过压力平衡筒9内的活塞20上移来平衡；直到压盖4压紧上端盖6上的垫圈19后，诱捕筒5及其内部的生物样品被密封于储液筒中，同时电机21出现过载，此时电路板24检测到工作电流过大从而系统断电，被压入的诱捕筒5中的含有被诱捕物的海水通过诱捕筒5上的四个方形孔和储液筒7内的化学固定液混合，从而固定住被诱捕物。最后，回收装置，取出内部生物样品。在整个下放和回收的过程中，压力平衡筒9利用内部的活塞20移动实现装置内部和海水压力的动态平衡。
需要说明的是，本实施例的笼架17为漏斗状，本领域技术人员也可选择其它形状的笼架17；本实施例对保护框的结构进行了举例说明，本领域技术人员也可选用其它形式的保护框，只要能起到保护作用即可；对于第一通孔31、第一立柱11和第二立柱3等结构的数量，本领域技术人员可根据实际需要进行灵活选择；混合比例达9：1。
本说明书中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (8)
1.一种深海原位生物固定诱捕器，其特征在于，包括：
储液筒，所述储液筒用于储存固定液，包括筒体、上端盖和下端盖；
压力平衡筒，所述压力平衡筒固定于所述储液筒上，所述压力平衡筒一端与所述储液筒连通，所述压力平衡筒另一端与外部空间连通，所述压力平衡筒内设置有活塞；所述压力平衡筒螺纹连接于所述上端盖上；
诱捕筒，所述诱捕筒的上端开口，所述诱捕筒的下端穿过所述上端盖并伸入所述储液筒内，所述诱捕筒侧壁开有第一通孔，所述诱捕筒与所述上端盖密封连接；
笼架，所述笼架的下端设置有笼口，所述笼架的下端固定于所述诱捕筒上所述第一通孔上侧的部分；
压盖，所述压盖连接于所述诱捕筒的上端，所述压盖的外径大于所述诱捕筒的外径，所述压盖上表面开有盲孔，所述盲孔处固定有滑块，所述滑块上与所述盲孔对应的位置开有螺纹孔；
第一立柱，所述第一立柱为一个或多个，所述第一立柱的下端固定于所述上端盖的上表面，至少一个所述第一立柱垂直穿过所述压盖且固定于所述储液筒上；以及
驱动结构，所述驱动结构相对于所述储液筒固定，所述驱动结构包括电机舱和设置于所述电机舱内的电机、电池和电路板，所述电机、所述电池和所述电路板电连接，所述电机的输出轴直接或间接连接有丝杆，所述丝杆和所述滑块螺纹连接；
固定板，所述驱动结构固定于所述固定板上，所述第一立柱为多个，所述固定板与所述第一立柱的上端固定连接。
2.根据权利要求1所述的深海原位生物固定诱捕器，其特征在于，还包括：
堵头，所述堵头可拆卸地设置于所述下端盖上。
3.根据权利要求1所述的深海原位生物固定诱捕器，其特征在于：
所述压力平衡筒上端设置有用以防止所述活塞被压出的止过螺帽。
4.根据权利要求1所述的深海原位生物固定诱捕器，其特征在于：
所述电机舱包括舱体、上盖板和下盖板，所述上盖板上设置有水密座和电源开关，所述水密座和所述电源开关均与所述电路板电连接。
5.根据权利要求1所述的深海原位生物固定诱捕器，其特征在于：
所述笼架为漏斗架，所述漏斗架倒盖于所述诱捕筒内。
6.根据权利要求1所述的深海原位生物固定诱捕器，其特征在于：
所述第一通孔为多个方形孔，且均匀分布于所述诱捕筒的侧壁上。
7.根据权利要求1所述的深海原位生物固定诱捕器，其特征在于，还包括：
保护框，所述保护框固定于所述上端盖上，所述压力平衡筒、所述诱捕筒和所述驱动结构均位于所述保护框内侧。
8.根据权利要求7所述的深海原位生物固定诱捕器，其特征在于：
所述保护框包括圆环和第二立柱，所述第二立柱为多个，所述第二立柱的下端固定于所述上端盖上，所述第二立柱的上端与所述圆环固定连接。
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| CN108142384A (zh) | 2018-06-12 |
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