CN111607505A - 一种应用于河口环境dna研究的水样采集和过滤装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种应用于河口环境DNA研究的水样采集和过滤装置，包括：竖直设置的筒体以及设置在筒体底部的检测组件；所述筒体为多段伸缩结构，所述筒体外侧设置有若干个卡件，所述卡件能够调整筒体高度；所述检测组件包括沿筒体轴线方向间隔设置有多个分离件，所述分离件顶部设置有凹曲面，凹曲面中心设置有进水口，所述分离件底部设有与所述分离件顶部相配合的凸曲面，所述凸曲面底部中心位置设置有出水管，所述出水管与所述进水口相配合，多个分离件能够通过出水管扣合；任一所述分离件内部设置有多个同心套接的滤膜，所述滤膜上设置有微孔，相邻滤膜之间形成腔体，不同分离件内的滤膜上微孔尺寸呈梯度分布。

Description

一种应用于河口环境DNA研究的水样采集和过滤装置
技术领域
本发明涉及环境DNA样品的水样采集和过滤装置，尤其涉及一种应用于河口环境DNA研究的水样采集和过滤装置。
背景技术
环境DNA(eDNA)技术可以在无需先捕获生物的情况下监测水生生物。运用此方法，可以通过分子分析检测动物释放到水生环境中的DNA。该方法主要有两大类，第一类eDNA方法用于对环境中的生物多样性进行调查，方法是检测环境样品中尽可能多的DNA序列，与数据库比对分析它们所属的物种分类信息，最终鉴定在这个环境中生活的所有物种，这个方法又被称为eDNA宏条形码(DNA metabarcoding)技术员。在样品处理上，eDNA宏条形码使用普通的聚合酶链式反应(PCR)或直接霰弹枪法(shotgun strategy)测序，这两个实验方法都比较成熟，能够快速准确获得多个DNA序列。另一类eDNA技术用于特定物种的调查，目标是寻找在环境样本中是否有该单一物种的DNA存在，通常用于研究和追踪珍稀物种在自然界的分布。它与第一类DNA宏条形码的区别在于它并不在意环境中属于其它物种的DNA，因此在样品处理上通常使用更精确的定量PCR(qPCR)技术，目标是找到极其少量的目标物种的DNA。然而，eDNA在不同水体中受到的影响因素不同，可能包括水中的有机和无机组分或流动条件。河口水体浑浊复杂，受环境影响严重，因此需要一种高效、安全、简便、实用的水样采集和过滤装置来保障eDNA样品的质量。
发明内容
本发明克服了现有技术的不足，提供一种应用于河口环境DNA研究的水样采集和过滤装置及方法。
为达到上述目的，本发明采用的一种技术方案为：一种应用于河口环境DNA研究的水样采集和过滤装置，包括：竖直设置的筒体以及设置在筒体底部的检测组件；
所述筒体为多段伸缩结构，所述筒体外侧设置有若干个卡件，所述卡件能够调整筒体高度；
所述检测组件包括沿筒体轴线方向间隔设置有多个分离件，所述分离件顶部设置有凹曲面，凹曲面中心设置有进水口，所述分离件底部设有与所述分离件顶部相配合的凸曲面，所述凸曲面底部中心位置设置有出水管，所述出水管与所述进水口相配合，多个分离件能够通过出水管扣合；
任一所述分离件内部设置有多个同心套接的滤膜，所述滤膜上设置有微孔，相邻滤膜之间形成腔体，不同分离件内的滤膜上微孔尺寸呈梯度分布。
本发明一个较佳实施例中，所述分离件中心至边缘依次设置有第一腔体、第二腔体与第三腔体，所述第三腔体底部设置有导流孔，所述导流孔与所述出水管连通。
本发明一个较佳实施例中，所述出水管一侧设置有阀门，所述阀门能够调整开度。
本发明一个较佳实施例中，所述筒体为套接折叠结构，且所述筒体截面尺寸由上至下依次减小。
本发明一个较佳实施例中，同一分离件内部的同一滤膜上的微孔的尺寸相同。
本发明一个较佳实施例中，同一分离件内部的不同滤膜上的微孔的尺寸不同。
本发明一个较佳实施例中，不同分离件内的滤膜上微孔尺寸逐渐减小。
为达到上述目的，本发明采用的另一种技术方案为：一种应用于河口环境DNA研究的水样采集过滤方法，包括以下步骤：
通过卡件将拉伸至预定高度的筒体固定，采集河口处的水样导入筒体内；
筒体内的水进入第一分离件，第一分离件内的第一滤膜过滤后，水进入第二分离件；
经第二分离件内的第二滤膜过滤后，水进入第三分离件，第三分离件内的第三滤膜过滤后，关闭所有分离件底部出水管的阀门；
将三个分离件拆卸，每个分离件内的水进行收集分析。
本发明一个较佳实施例中，所述筒体的高度为1m-5m。
本发明一个较佳实施例中，第一滤膜微孔尺寸大于第二滤膜微孔尺寸大于第三滤膜微孔尺寸。
本发明解决了背景技术中存在的缺陷，本发明具备以下有益效果：
(1)通过伸缩式筒体，拉伸后筒体的上部尺寸大于下部尺寸，形成漏斗状结构，能够使筒体内的水形成一定的水压，不需要借助水泵即可将水导入分离件内，并形成一定的水流动力。
(2)多个分离件扣合，不同分离件内的滤膜能够将水中的不同鱼类的DNA隔离至分离件内，过滤完成后，将分离件拆下，不同分离件内的水导入不同的分析容器内进行单独分析，分析精准。
(3)筒体通过卡件能够调整高度，进而调整水压，通过调整水压能够调整筒体内的水进入分离件内的流速。
(4)分离件顶部设置有凹曲面，筒体内的水进入分离件后，部分渗出的水不会流失，也会收集在凹曲面内，防止环境污染。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的优选实施例的局部立体结构示意图；
图2是本发明的优选实施例的分离件扣合示意图。
图3是本发明的优选实施例的凹曲面结构示意图。
图4是本发明的优选实施例的凸曲面结构示意图。
图5是本发明的优选实施例的第一分离件截面俯视图。
图6是本发明的优选实施例的第一分离件截面主视图。
附图标记：
1、筒体，2、卡件，3、第一分离件，31、第一滤膜，32、第二滤膜，33、第三滤膜，34、第一腔体，35、第二腔体，36、第三腔体，37、导流孔，4、第二分离件，5、第三分离件，6、出水管，7、进水口，8、凹曲面，9、凸曲面，10、阀门。
具体实施方式
现在结合附图和实施例对本发明作进一步详细的说明，这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请保护范围的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或隐含指明所指示的技术特征的数量。因此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明创造的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1-6所示，本发明公开了一种应用于河口环境DNA研究的水样采集和过滤装置；
需要说明的是，一种应用于河口环境DNA研究的水样采集和过滤装置，包括：竖直设置的筒体1以及设置在筒体1底部的检测组件；
筒体1为多段伸缩结构，筒体1外侧设置有若干个卡件2，卡件2能够调整筒体1高度；
检测组件包括沿筒体1轴线方向间隔设置有多个分离件，分离件顶部设置有凹曲面8，凹曲面8中心设置有进水口7，分离件底部设有与分离件顶部相配合的凸曲面9，凸曲面9底部中心位置设置有出水管6，出水管6与进水口7相配合，多个分离件能够通过出水管6扣合；
任一分离件内部设置有多个同心套接的滤膜，滤膜上设置有微孔，相邻滤膜之间形成腔体，不同分离件内的滤膜上微孔尺寸呈梯度分布。
需要说明的是，筒体1通过卡件2能够调整高度，进而调整水压，通过调整水压能够调整筒体1内的水进入分离件内的流速，多个分离件扣合，不同分离件内的滤膜能够将水中的不同鱼类的DNA隔离至分离件内，过滤完成后，将分离件拆下，不同分离件内的水导入不同的分析容器内进行单独分析，分析精准，分离件顶部设置有凹曲面8，筒体1内的水进入分离件后，部分渗出的水不会流失，也会收集在凹曲面8内，防止环境污染，卡件包括扣合板以及与扣合板配合连接的弹力件，弹力件能够是弹簧，筒体外侧设置有与扣合板相配合的凹槽，挤压弹力件将扣合板放置凹槽内，此时能够进行筒体高度调整，筒体伸缩过程中，当扣合板全部裸露时，弹力件将扣合板弹起，扣合板抵持上一层分离件，形成扣合。
根据本发明实施例，分离件中心至边缘依次设置有第一腔体34、第二腔体35与第三腔体36，第三腔体36底部设置有导流孔37，导流孔37与出水管6连通。
需要说明的是，进水口7连通第一腔体34，进入第一腔体34内的水通过滤膜依次扩散至第二腔体35、第三腔体36，经过多层过滤后，水从第三腔体36底部的导流孔37导流至下一级分离件。
根据本发明实施例，出水管6一侧设置有阀门10，阀门10能够调整开度。
需要说明的是，三个分离件右上至下依次为第一分离件3、第二分离件4与第三分离件5，三个分离件尺寸相同，第一分离件3底部的出水管6外径与第二分离件4顶部的进水口7内径尺寸相同，能够将第一分离件3底部的出水管6卡入第二分离件4顶部的进水口7内，形成扣合状态，当三个分离件扣合后，打开出水管6的阀门10，使三个分离件连通，也可以打开第一分离件3与第二分离件4上的阀门10，关闭第三分离件5上的阀门10，进行两组样品取样。
根据本发明实施例，筒体1为套接折叠结构，且筒体1截面尺寸由上至下依次减小。
需要说明的是，通过伸缩式筒体1，拉伸后筒体1的上部尺寸大于下部尺寸，形成漏斗状结构，能够使筒体1内的水形成一定的水压，不需要借助水泵即可将水导入分离件内，并形成一定的水流动力。
根据本发明实施例，同一分离件内部的同一滤膜上的微孔的尺寸相同。
根据本发明实施例，同一分离件内部的不同滤膜上的微孔的尺寸不同。
根据本发明实施例，不同分离件内的滤膜上微孔尺寸逐渐减小。
为达到上述目的，本发明采用的另一种技术方案为：一种应用于河口环境DNA研究的水样采集过滤方法，包括以下步骤：
通过卡件2将拉伸至预定高度的筒体1固定，采集河口处的水样导入筒体1内；
筒体1内的水进入第一分离件3，第一分离件3内的第一滤膜31过滤后，水进入第二分离件4；
经第二分离件4内的第二滤膜32过滤后，水进入第三分离件5，第三分离件5内的第三滤膜33过滤后，关闭所有分离件底部出水管6的阀门10；
将三个分离件拆卸，每个分离件内的水进行收集分析。
需要说明的是，三个分离件右上至下依次为第一分离件3、第二分离件4与第三分离件5，三个分离件尺寸相同，第一分离件3底部的出水管6外径与第二分离件4顶部的进水口7内径尺寸相同，能够将第一分离件3底部的出水管6卡入第二分离件4顶部的进水口7内，形成扣合状态，当三个分离件扣合后，打开出水管6的阀门10，使三个分离件连通，也可以打开第一分离件3与第二分离件4上的阀门10，关闭第三分离件5上的阀门10，进行两组样品取样。
需要说明的是，第一分离件3、第二分离件4与第三分离件5的容量均为5L，三个分离件过滤完成后，阀门10关闭，将分离件拆下，三个分离件内的水导入不同的容器内，带回实验室放入5度的冷藏箱内，冷藏12个小时，然后分别提取第一滤膜31、第二滤膜32与第三滤膜33上的eDNA，提取好的eDNA溶液溶于缓冲液中备用，将提取好的eDNA溶液通过环境DNA宏条形码技术进行鱼类多样性分析。
根据本发明实施例，第一分离件3内部的滤膜上的微孔的尺寸相同。
需要说明的是，第一分离件3内由中心至边缘依次多个环状第一滤膜31，第一滤膜31同心套接，第一滤膜31微孔孔径相同均为0.45μm
根据本发明实施例，筒体1的高度为1m-5m。
需要说明的是，优选的筒体1的高度为1m、2.5m、4m、5m。
根据本发明实施例，第一滤膜31微孔尺寸大于第二滤膜32微孔尺寸大于第三滤膜33微孔尺寸。
本发明实施例，筒体1为套接折叠结构，且筒体1截面尺寸由上至下依次减小。
需要说明的是，通过伸缩式筒体1，拉伸后筒体1的上部尺寸大于下部尺寸，形成漏斗状结构，能够使筒体1内的水形成一定的水压，不需要借助水泵即可将水导入分离件内，并形成一定的水流动力。
以上依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定技术性范围。

Claims (10)

1.一种应用于河口环境DNA研究的水样采集和过滤装置，包括：竖直设置的筒体以及设置在筒体底部的检测组件；其特征在于，
所述筒体为多段伸缩结构，所述筒体外侧设置有若干个卡件，所述卡件能够调整筒体高度；
所述检测组件包括沿筒体轴线方向间隔设置有多个分离件，所述分离件顶部设置有凹曲面，凹曲面中心设置有进水口，所述分离件底部设有与所述分离件顶部相配合的凸曲面，所述凸曲面底部中心位置设置有出水管，所述出水管与所述进水口相配合，多个分离件能够通过出水管扣合；
任一所述分离件内部设置有多个同心套接的滤膜，所述滤膜上设置有微孔，相邻滤膜之间形成腔体，不同分离件内的滤膜上微孔尺寸呈梯度分布。
2.根据权利要求1所述的一种应用于河口环境DNA研究的水样采集和过滤装置，其特征在于：所述分离件中心至边缘依次设置有第一腔体、第二腔体与第三腔体，所述第三腔体底部设置有导流孔，所述导流孔与所述出水管连通。
3.根据权利要求1所述的一种应用于河口环境DNA研究的水样采集和过滤装置，其特征在于：所述出水管一侧设置有阀门，所述阀门能够调整开度。
4.根据权利要求1所述的一种应用于河口环境DNA研究的水样采集和过滤装置，其特征在于：所述筒体为套接折叠结构，且所述筒体截面尺寸由上至下依次减小。
5.根据权利要求1所述的一种应用于河口环境DNA研究的水样采集和过滤装置，其特征在于，同一分离件内部的同一滤膜上的微孔的尺寸相同。
6.根据权利要求1所述的一种应用于河口环境DNA研究的水样采集和过滤装置，其特征在于：同一分离件内部的不同滤膜上的微孔的尺寸不同。
7.根据权利要求1所述的一种应用于河口环境DNA研究的水样采集和过滤装置，其特征在于：不同分离件内的滤膜上微孔尺寸逐渐减小。
8.一种如权利要求1-7中任一权利要求所述的应用于河口环境DNA研究的水样采集过滤方法，其特征在于，包括以下步骤：
通过卡件将拉伸至预定高度的筒体固定，采集河口处的水样导入筒体内；
筒体内的水进入第一分离件，第一分离件内的第一滤膜过滤后，水进入第二分离件；
经第二分离件内的第二滤膜过滤后，水进入第三分离件，第三分离件内的第三滤膜过滤后，关闭所有分离件底部出水管的阀门；
将三个分离件拆卸，每个分离件内的水进行收集。
9.根据权利要求8所述的一种应用于河口环境DNA研究的水样采集过滤方法，其特征在于：所述筒体的高度为1m-5m。
10.根据权利要求8所述的一种应用于河口环境DNA研究的水样采集过滤方法，其特征在于：第一滤膜微孔尺寸大于第二滤膜微孔尺寸大于第三滤膜微孔尺寸。
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