CN113667579B - 基于水中贾第鞭毛虫、隐孢子虫数字pcr定量检测技术的水样采集装置及采集方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了基于水中贾第鞭毛虫、隐孢子虫数字PCR定量检测技术的水样采集装置及采集方法,包括浮力板,浮力板连接有水箱,水箱两侧开设有箱板轨道,箱板轨道内滑动连接有封板,封板连接有驱动机构,水箱上端通过进气管连通有进气机构;水箱下方设置有与浮力板相连的固定台,固定台上放置有收集筒,水箱底端与收集筒可拆卸连通,收集筒上下两端分别设置有进水口和出水口;收集筒内滑动连接有芯轴,芯轴底端通过过滤弹簧与收集筒底端相连,芯轴两端固定连接有活动密封片,活动密封片之间设置有与收集筒内壁相连的富集滤芯。本发明可实现贾第鞭毛虫、隐孢子虫定点定量取样工作,且可同时进行多个取样点的取样工作,操作方便,经济实用。
Description
技术领域
本发明涉及水质监测技术领域,具体涉及基于水中贾第鞭毛虫、隐孢子虫数字PCR定量检测技术的水样采集装置及采集方法。
背景技术
水为人体生理功能所必需,水是人类生存,也是社会经济发展的基础。污染的饮用水可危害健康引起疾病,供应合格的生活饮用水在预防控制疾病中起着重要作用。
贾第鞭毛虫(Giardia spp.)和隐孢子虫(Cryptosporidium spp.)简称“两虫”,是两种致病性原生动物寄生虫,在全球各地广泛传播与流行,饮用水中的两虫污染威胁着人们的生活饮用水的安全性。近年来,随着国内外对饮用水水质要求的不断提高,饮用水中两虫的研究也日益受到重视。
目前为止,大部分实验室常常仅能开展除隐孢子虫和贾第鞭毛虫两项的104个项目。究其原因,主要是由于自来水隐孢子虫和贾第鞭毛虫检测水样的采集工作繁琐、不仅费时、费力,还是重体力劳动,同时取样过程的质量无法保证。原有方法有两种,一种需要在每个水源取样点采集水源水100升(200斤),搬运回实验室进行浓缩、富集,每100升水富集过程需耗时3~4小时,日常定期检测需要对多个采样点进行监测,工作量非常大,不现实;另一种方法是,可采用现场取样富集处理100升水,需要多人同时配合,要专人查看水表,防止水路脱落断开,经常还是防不胜防,要专人扶持过滤器,使其保持垂直,数小时保持这样的状态,工作困难,也费时、费力,并且取样质量也难以保证。
发明内容
为了解决上述现有技术中存在的问题,提供了一种基于水中贾第鞭毛虫、隐孢子虫数字PCR定量检测技术的水样采集装置及采集方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:
本发明提出了一种基于水中贾第鞭毛虫、隐孢子虫数字PCR定量检测技术的水样采集装置,包括浮力板,所述浮力板连接有水箱,所述水箱两侧开设有箱板轨道,所述箱板轨道内滑动连接有封板,所述封板连接有驱动机构,所述水箱上端通过进气管连通有进气机构;当所述封板移动到箱板轨道内时,使所述水箱形成封闭空间;所述水箱下方设置有与所述浮力板相连的固定台,所述固定台上放置有收集筒,所述水箱底端与所述收集筒可拆卸连通,所述收集筒上下两端分别设置有进水口和出水口;所述收集筒内滑动连接有芯轴,所述芯轴底端通过过滤弹簧与所述收集筒底端相连,所述芯轴两端固定连接有活动密封片,所述活动密封片之间设置有与所述收集筒内壁相连的富集滤芯,所述芯轴贯穿所述富集滤芯且与所述富集滤芯滑动连接;初始状态下,所述过滤弹簧处于压缩状态,从而使两个活动密封片之间形成封闭空间。
优选的,所述浮力板滑动连接有至少两个升降杆,至少一个所述升降杆上端连接有气缸,所述气缸与所述浮力板固定连接,所述升降杆的下端与所述固定台相连。
优选的,所述固定台转动连接有主动齿轮和至少两个被动齿轮,所述被动齿轮和所述主动齿轮啮合套设有链条,所述被动齿轮同轴连接有转轮;所述收集筒设置有若干个且均与所述固定台滑动连接,至少两个所述转轮偏心连接有拨动杆,所述拨动杆包括若干个与所述收集筒相配合的拨动支杆,所述拨动支杆与所述收集筒相接触。
优选的,所述主动齿轮同轴连接有与所述固定台转动连接的传动杆,所述浮力板转动连接有中转杆,所述中转杆底端连接有十字接头,所述十字接头套设在所述传动杆上且与所述传动杆滑动连接。
优选的,所述收集筒上端固定连接有锥形定位环,所述浮力板开设有取样滑道,所述取样滑道设置在其中一个所述收集筒的上方,所述取样滑道内滑动设置有转接杆;所述转接杆底端固定连接有取样圆环,所述取样圆环内开设在有凹槽,所述凹槽内滑动连接有与所述锥形定位环相适配的活动块,所述活动块通过取样弹簧与所述取样圆环的凹槽内壁相连。
优选的,所述驱动机构包括与所述浮力板转动连接的收放轮,所述收放轮上缠绕有钢丝绳,所述钢丝绳通过转向轮与所述封板上端相连。
优选的,所述箱板轨道之间设置有与所述水箱内壁相连的过滤网,所述箱板轨道的上端延伸至所述水箱的外侧且与所述浮力板的底端固定连接;所述水箱的底端通过第一钢丝绳连接有配重座,所述固定台开设有供所述第一钢丝绳穿过的过线孔。
本发明还提出了一种基于水中贾第鞭毛虫、隐孢子虫数字PCR定量检测技术的水样采集装置的采集方法,包括以下步骤:
S1:将水箱放置在水中,此时浮力板漂浮在水面上,进行采集工作时,通过驱动机构带动封板沿箱板轨道滑动,从而使水箱内部形成封闭空间;
S2:然后控制进气机构工作,每隔单位时间通过进气管向水箱内输送一次气体,随着气体的进入带动水箱内的水向收集筒的方向流动,进而带动活动密封片向下移动,从而带动芯轴向下移动,此时过滤弹簧压缩,从而使收集筒的进水口和出水口打开;
S3:进行一次输送工作时,气体带动水箱内的水通过收集筒的进水口流入收集筒内,然后经由收集筒的出水口流出,在此过程中,富集滤芯完成对贾第鞭毛虫和隐孢子虫的收集工作,然后过滤弹簧复位,从而使两个活动密封片之间形成封闭空间;
S4:随着气体的间断性输送,重复步骤S3,直至水箱内的水经由收集筒流出,富集滤芯从而完成对该区域水源的贾第鞭毛虫和隐孢子虫的收集工作。
优选的,收集工作完成后,气缸通过升降杆带动固定台向下移动,然后带动中转杆转动,中转杆通过十字接头带动传动杆转动,传动杆带动主动齿轮转动,主动齿轮通过链条带动转轮转动,转轮进而带动拨动杆移动,从而使收集筒移动到水箱的外侧。
优选的,将转接杆放置在收集完成后的收集筒正上方,然后带动转接杆向下移动,活动块与锥形定位环相配合,此时取样弹簧压缩,取样圆环从而完成对收集筒的夹紧工作,然后将转接杆从取样滑道内滑动,从而完成收集筒的拿取工作,便于新区域水源的收集工作。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
1.本发明设置有收集筒,通过进气机构向水箱内输送气体,气体带动水通过收集筒流出,而在此过程中,富集滤芯完成对贾第鞭毛虫、隐孢子虫的收集工作,每隔单位时间向水箱内输送固定的气体,每次气体输送完成后,过滤弹簧均带动活动密封片复位,从而使水箱内的水完成富集工作,有效减少了工作量,避免了传统检测时,每次提100L水回去,降低了工作强度,操作更加简单,有效节约了时间,且可提高检测的效率。
2.本发明还设置有中转杆带动主动齿轮转动,进而带动被动齿轮转动,从而带动偏心连接的拨动杆转动,被动齿轮每转动一圈,从而可带动收集筒前进一个单位长度,带动新的收集筒进行采集工作,实现了收集筒的安装、补位工作,方便进行不同位置的样品采集工作,实现多点取样。
3.本发明中可将转接杆放置在收集完成后的收集筒上方,转接杆向下运动时,活动块的锥形面与锥形定位环相配合,取样弹簧压缩,使取样圆环夹紧收集完成后的收集筒,从而将该收集筒取出,每完成一个取样点的取样工作,将该收集筒取出,防止进行新一轮采集工作时,水流可能会流入收集筒内,导致收集质量变差,取样效率更好,取样质量更好,结构合理,经济实用。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解,其中:
图1是本发明整体主视图;
图2是本发明整体侧视图;
图3是图1中收集筒结构主视图;
图4是图1中收集筒结构俯视图;
图5是图1中收集筒结构仰视图;
图6是图2中转接杆结构主视图;
图7是图6中取样圆环部分结构示意图;
图8是图6中取样圆环部分结构剖视图;
图9是图2中中转杆结构主视图;
图10是图1中固定台结构剖视图;
图11是图1中固定台结构俯视图;
图12是图10中拨动杆结构示意图;
图13是图1中浮力板结构剖视图;
图14是图1中K方向结构示意图。
附图标记说明:
1配重座;4水箱;41过滤网;5升降杆;6箱板轨道;7浮力板;8气缸;9封板;10转向轮;11钢丝绳;12导向套;13收放轮;14收放把手;15定位环;18传动杆;
2固定台;21环形导向块;22主动齿轮;23链条;24转轮;25被动齿轮;26拨动杆;27过线孔;
31收集筒;32锥形定位环;33活动密封片;34芯轴;35富集滤芯;36导向固定套;37过滤弹簧;38导向柱;
161手轮;162十字接头;163中转杆;164转动定位孔;
171把手;172取样弹簧;173直线轴承;174转接杆;175取样圆环;176活动块;177取样滑道。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,仅用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。
如图1-14所示,本实施例提出了一种基于水中贾第鞭毛虫、隐孢子虫数字PCR定量检测技术的水样采集装置,包括浮力板7,在水的浮力作用下,浮力板7漂浮在水面上。
浮力板7滑动连接有至少两个升降杆5,至少一个升降杆5上端连接有气缸8,气缸8与浮力板7固定连接,升降杆5的下端固定连接有固定台2。在本实例中,升降杆5共设置有4个,且分别设置在固定台2的四个对角上,气缸8设置有两个,且沿浮力板7的对角线对称设置,因此可使固定台2的升降过程更加顺畅,且使固定台2整体更加稳定。
浮力板7连接有水箱4,水箱4两侧开设有箱板轨道6,箱板轨道6内滑动连接有封板9,封板9连接有驱动机构,当封板9移动到箱板轨道6内时,使水箱4形成封闭空间。
箱板轨道6之间设置有与水箱4内壁相连的过滤网41,过滤网41对水中的杂质起到过滤的作用,从而使水流流经水箱4内时,杂质可遮挡在水箱4的外侧。其中过滤网41设置在箱板轨道6的外侧。
箱板轨道6的上端延伸至水箱4的外侧且与浮力板7的底端固定连接;水箱4的底端通过第一钢丝绳连接有配重座1,固定台2开设有供第一钢丝绳穿过的过线孔27。
配重座1用于带动水箱4在水中始终处于竖直状态,防止在水流的作用下,水箱4发生晃动。并且箱板轨道6共设置有4个,且分别设置在水箱4的四个对角位置,其中对称设置的箱板轨道6开口部分如图1所示,从而使封板9始终在箱板轨道6内,防止封板9发生晃动,且当封板9滑动到箱板轨道6最下方时,水箱4可形成封闭空间,防止进行定量取样工作时,水流进入水箱4内,从而影响取样工作的进行。
水箱4上端通过进气管连通有进气机构,进气机构在本实例中可采用气泵,用于充气,当气体经由进气管进入水箱4内时,在气体的作用下,带动水箱4内的气体向下流动。
水箱4设置在固定台2的上方,固定台2上放置有收集筒31,水箱4底端与收集筒31可拆卸连通。其中水箱4的底端为倾斜面,从而方便水箱4内的水均能进入收集筒31内,水箱4与收集筒31的连接处设置有定位环15,定位环15与水箱4固定连接。收集筒31上方固定连接有锥形定位环32,锥形定位环32与定位环15相配合,当气缸8带动固定台2上升时,锥形定位环32与定位环15相互贴合,从而使水箱4与收集筒31相连通,利于水箱4内水流的富集工作。
收集筒31上下两端分别设置有进水口和出水口;收集筒31内滑动连接有芯轴34,芯轴34底端通过过滤弹簧37与收集筒31底端相连,芯轴34两端固定连接有活动密封片33,活动密封片33之间设置有与收集筒31内壁相连的富集滤芯35,芯轴34贯穿富集滤芯35且与富集滤芯35滑动连接;初始状态下,过滤弹簧37处于压缩状态,从而使两个活动密封片33之间形成封闭空间。富集滤芯35与收集筒31内壁可拆卸连接,从而可使得当采集工作完成后,利于收集完成后的富集滤芯35的更换,和新的富集滤芯35的放置工作。
其中,收集筒31底端固定连接有导向柱38,导向柱38内开设有凹槽,富集滤芯35的底端滑动设置在该凹槽内,该凹槽一方面对富集滤芯35的移动起到限位的作用,另一方面防止富集滤芯35向下移动过多的距离。
过滤弹簧37套设在导向柱38内,过滤弹簧37上端与导向柱38相连,过滤弹簧37的下端与收集筒31的内壁相连,过滤弹簧37用于富集滤芯35的复位工作,从而带动富集滤芯35向上移动。
活动密封片33共设置有两个,在初始状态下,活动密封片33均与收集筒31相适配,活动密封片33的结构如图4所示,收集筒31的进水口与活动密封片33相适配,从而当活动密封片33与收集筒31相接触时,两个活动密封片33之间可形成封板空间,防止水流的进入。
富集滤芯35采用常规的结构,收集筒31的出水口如图5所示,标记为空的地方即为出水口,当水流通过收集筒31的进水口,然后从出水口流出时,富集滤芯35用于贾第鞭毛虫、隐孢子虫的收集工作。
固定台2还固定连接有环形导向块21,收集筒31固定连接有两个导向固定套36,其中环形导向块21设置在导向固定套36之间,导向固定套36通过环形导向块21对收集筒31起到限位的作用,从而使收集筒31可始终沿固定台2的长度方向滑动,其中,导向柱38与固定台2滑动连接。
固定台2转动连接有主动齿轮22和至少两个被动齿轮25,被动齿轮25和主动齿轮22啮合套设有链条23,被动齿轮25同轴连接有转轮24;收集筒设置有若干个且均与固定台2滑动连接,至少两个转轮24偏心连接有拨动杆26。
拨动杆26包括若干个与收集筒31相配合的拨动支杆,拨动支杆与收集筒31相接触,拨动支杆的数量与收集筒31的数量相适配,从而当拨动杆26转动时,可带动所有的收集筒31均沿固定台2长度方向滑动,被动齿轮25每转动一圈时,可带动收集筒31前进一个单位长度,且两个相邻拨动支杆对收集筒31可起到限位的作用。
主动齿轮22同轴连接有与固定台2转动连接的传动杆18,浮力板7转动连接有中转杆163,中转杆163底端连接有十字接头162,十字接头162套设在传动杆18上且与传动杆18滑动连接。
中转杆163的上端固定连接有手轮161,手轮161方便带动中转杆163转动,浮力板7开设有转动定位孔164,中转杆163设置在转动定位孔164内,转动定位孔164对中转杆163起到限位的作用。
其中十字接头162可相对传动杆18竖直方向滑动,从而使得,当气缸8带动固定台2下降时,传动杆18与十字接头162发生相对滑动,但是传动杆18和十字接头162始终处于接触状态,从而使得当中转杆163转动时,通过十字接头162可带动传动杆18转动。
浮力板7开设有取样滑道177,取样滑道177设置在其中一个收集筒31的上方,取样滑道177内滑动设置有转接杆174;转接杆174底端固定连接有取样圆环175,取样圆环175内开设在有凹槽,凹槽内滑动连接有与锥形定位环32相适配的活动块176,活动块176通过取样弹簧172与取样圆环175的凹槽内壁相连,凹槽对活动块176的滑动起到限位作用。
其中,取样滑道177形状如图13所示,转接杆174上端固定连接有把手171,转接杆174可沿取样滑道177长度方向滑动,其中取样滑道177底端设置有直线轴承173,转接杆174可滑动到直线轴承173内,直线轴承173起到便于转接杆174竖直方向滑动的作用,减小滑动时的摩擦力,转接杆174只可进行竖直方向的滑动,而无法发生转动。
转接杆174设置在位于最右侧的收集筒3的上方,活动块176的倾斜面与锥形定位环32相配合,取样弹簧172设置子啊取样圆环175的凹槽内,且取样弹簧172的一端与活动块176相连,取样弹簧172的另一端与取样圆环175相连,从而使得当取样弹簧172压缩时,活动块176可实现对收集筒3的夹紧。
驱动机构包括与浮力板7转动连接的收放轮13,收放轮13上缠绕有钢丝绳11,钢丝绳11通过转向轮10与封板9上端相连。
转向轮10设置在浮力板7的上方,浮力板7固定连接有连接杆,转向轮10与连接杆转动连接,钢丝绳11滑动套设在转向轮10上,转向轮10对钢丝绳11的移动起到导向的作用。
浮力板7的上端还固定连接有导向套12,收放轮13一侧固定连接有收放把手14,收放把手14便于收放轮13的转动,收放轮13包括锁紧机构,锁紧机构用于收放轮13的锁紧,防止收放轮13自由转动。
钢丝绳11滑动设置在导向套12内,且钢丝绳11的上端穿出导向套12分成两条,两条钢丝绳分别与两个封板9相连。
数字PCR技术是指利用qPCR对环境样品中的病原体进行绝对定量是一个挑战。首先,标准曲线的生成通常是一个麻烦的过程,缺少参考标准曲线会混淆实验室间qPCR结果的比较。其次,利用qPCR来量化复杂环境中代表不同病原体的遗传特征具有相当大的挑战性。少量的PCR抑制剂可能会延迟阈值周期(Cq)值,从而导致模板拷贝数的低估。相对较新的数字聚合酶链反应的发展有可能克服与qPCR绝对定量有关的问题。
在数字聚合酶链反应中,样品被稀释并分成若干个小室,以便每个小室在PCR扩增前包含一个或零个感兴趣序列的拷贝。样本中目标DNA的准确拷贝数可以通过计算阳性和阴性的数量来确定。然而,即使在最佳条件下(充分分配样品),每次反应有一个以上分子的可能性始终存在。现有两种类型的数字PCR平台i)芯片式数字PCR,ii)微滴式数字PCR。基于水乳剂的微滴式数字PCR(ddPCR)比qPCR具有更多的优点,并且不需要外部标准曲线(Hindson et al.,2011;Pinheiro et al.,2012)。
一些研究报道了ddPCR在不同临床和环境样本中同时定量细菌和病毒的应用。但它在环境方面的应用非常有限。Cao等定义了数字PCR在水监测应用中的用途,并将其视为一种用于现场应用的分子方法。ddPCR在隐孢子虫和贾第鞭毛虫检测中的应用还没有得到广泛的探索,现有的信息也很有限。Yang等人(2014)比较了ddPCR和qPCR对以18S rRNA和肌动蛋白基因为靶点的隐孢子虫的定量。
采用不同的隐孢子虫DNA模板比较两种方法的线性、灵敏度、精密度和成本。通过相对标准偏差测量,qPCR和ddPCR表现出显著的线性关系,并且ddPCR精确度优于qPCR。ddPCR精确度随DNA浓度的降低而降低,而qPCR不受模板浓度的影响。还观察到ddPCR受PCR抑制剂的影响较小,但发现ddPCR的总成本是qPCR的两倍。作者提倡使用ddPCR精确定量制备qPCR标准曲线所需的系列稀释液。Zahedi等还使用ddPCR来量化qPCR所用卵囊标准稀释液中隐孢子虫的准确拷贝数。
随着现代分子生物学技术的发展,定量PCR(qPCR)技术以快速、敏感、特异性强等特点备受青睐。大量文献表明,qPCR技术检测两虫不仅能够提高检测灵敏度,还大大降低实验开支和人力物力;但是仍然存在低拷贝靶分子、细微模板浓度差异中灵敏度和精确度相对较差的缺陷。而数字PCR技术采用高密度纳升流控芯片技术,可检测低至单拷贝样品,大大提高检测灵敏度,同时具有变异度低可进行精确定量的优点。
在前期工作基础上,本发明基于饮用水中贾第鞭毛虫和隐孢子虫的数字PCR检测方法,本发明所述的定量检测技术中的定量是基于水箱4形成100L的水容积。
本发明还提出了一种采集方法,采用本实施所述的一种基于水中贾第鞭毛虫、隐孢子虫数字PCR定量检测技术的水样采集装置,包括以下步骤:
S1:将水箱4放置在水中,此时浮力板7漂浮在水面上,进行采集工作时,通过驱动机构带动封板9沿箱板轨道6滑动,从而使水箱4内部形成封闭空间;
S2:然后控制进气机构工作,每隔单位时间通过进气管向水箱4内输送一次气体,随着气体的进入带动水箱4内的水向收集筒31的方向流动,进而带动活动密封片33向下移动,从而带动芯轴34向下移动,此时过滤弹簧37压缩,从而使收集筒31的进水口和出水口打开;
S3:进行一次输送工作时,气体带动水箱4内的水通过收集筒31的进水口流入收集筒31内,然后经由收集筒31的出水口流出,在此过程中,富集滤芯35完成对贾第鞭毛虫和隐孢子虫的收集工作,然后过滤弹簧37复位,从而使两个活动密封片33之间形成封闭空间;
S4:随着气体的间断性输送,重复步骤S3,直至水箱4内的水经由收集筒31流出,富集滤芯35从而完成对该区域水源的贾第鞭毛虫和隐孢子虫的收集工作。
收集工作完成后,气缸8通过升降杆5带动固定台2向下移动,然后带动中转杆163转动,中转杆163通过十字接头162带动传动杆18转动,传动杆18带动主动齿轮22转动,主动齿轮22通过链条23带动转轮24转动,转轮24进而带动拨动杆26移动,从而使收集筒31移动到水箱4的外侧。
将转接杆174放置在收集完成后的收集筒31正上方,然后带动转接杆174向下移动,活动块176与锥形定位环32相配合,此时取样弹簧172压缩,取样圆环175从而完成对收集筒31的夹紧工作,然后将转接杆174从取样滑道177内滑动,从而完成收集筒31的拿取工作,便于新区域水源的收集工作。
需要说明的是,在进行取样工作时,过滤网41对水流起到过滤的作用,防止水源内的垃圾进入水箱4内。水箱4形成100L水容积。当完成该区域水源的取样工作后,进行新一轮取样工作时,首先气缸8带动固定台2上升合适的高度,从而使得收集筒31与水箱4相连通。
驱动机构带动封板9移动的方法包括,通过锁紧机构不再限制收放轮13转动,转动收放把手14,带动收放轮13转动,在封板9自身重力的作用下,从而可移动到水箱4的箱板轨道6内。
另外,本发明中进气机构每间隔单位时间内向水箱4内输送一次气体,气体带动水通过收集筒3流出,而在此过程中,富集滤芯35完成对贾第鞭毛虫、隐孢子虫的收集工作。富集工作完成后,取出隐孢子虫和贾第鞭毛虫检测富集滤芯35放入自封袋,封闭袋口,做好取样点标记,放入低温处,带回移交实验室在72小时内完成淘洗检测。
每隔单位时间向水箱4内输送固定的气体的过程中,每次气体输送完成后,过滤弹簧37均带动活动密封片33复位,从而使水箱4内的水完成富集工作,有效减少了工作量,避免了传统检测时,每次提100L水回去,降低了工作强度,操作更加简单,有效节约了时间,且可提高检测的效率。
中转杆163带动主动齿轮22转动,进而带动被动齿轮25转动,从而带动偏心连接的拨动杆26转动,被动齿轮25每转动一圈,从而可带动收集筒3前进一个单位长度,带动新的收集筒3进行采集工作,实现了收集筒3的安装、补位工作,方便进行不同位置的样品采集工作,实现多点取样。
另外,可将转接杆174放置在收集完成后的收集筒3上方,转接杆174向下运动时,活动块176的锥形面与锥形定位环32相配合,取样弹簧172压缩,使取样圆环175夹紧收集完成后的收集筒3,从而将该收集筒3取出,每完成一个取样点的取样工作,将该收集筒3取出,防止进行新一轮采集工作时,水流可能会流入已经采集好的收集筒3内,导致收集质量变差,本发明所提出的先拿取收集完成后的收集筒3方式,取样效率更好,取样质量更好,结构合理,经济实用。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例,本领域的普通技术人员可以理解:在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
Claims (4)
1.一种基于水中贾第鞭毛虫、隐孢子虫数字PCR定量检测技术的水样采集装置,包括浮力板(7),其特征在于,所述浮力板(7)连接有水箱(4),所述水箱(4)两侧开设有箱板轨道(6),所述箱板轨道(6)内滑动连接有封板(9),所述封板(9)连接有驱动机构,所述水箱(4)上端通过进气管连通有进气机构;当所述封板(9)移动到箱板轨道(6)内时,使所述水箱(4)形成封闭空间;所述水箱(4)下方设置有与所述浮力板(7)相连的固定台(2),所述固定台(2)上放置有收集筒(31),所述水箱(4)底端与所述收集筒(31)可拆卸连通,所述收集筒(31)上下两端分别设置有进水口和出水口;所述收集筒(31)内滑动连接有芯轴(34),所述芯轴(34)底端通过过滤弹簧(37)与所述收集筒(31)底端相连,所述芯轴(34)两端固定连接有活动密封片(33),所述活动密封片(33)之间设置有与所述收集筒(31)内壁相连的富集滤芯(35),所述芯轴(34)贯穿所述富集滤芯(35)且与所述富集滤芯(35)滑动连接;初始状态下,所述过滤弹簧(37)处于压缩状态,从而使两个活动密封片(33)之间形成封闭空间;
所述浮力板(7)滑动连接有至少两个升降杆(5),至少一个所述升降杆(5)上端连接有气缸(8),所述气缸(8)与所述浮力板(7)固定连接,所述升降杆(5)的下端与所述固定台(2)相连;
所述固定台(2)转动连接有主动齿轮(22)和至少两个被动齿轮(25),所述被动齿轮(25)和所述主动齿轮(22)啮合套设有链条(23),所述被动齿轮(25)同轴连接有转轮(24);所述收集筒设置有若干个且均与所述固定台(2)滑动连接,至少两个所述转轮(24)偏心连接有拨动杆(26),所述拨动杆(26)包括若干个与所述收集筒(31)相配合的拨动支杆,所述拨动支杆与所述收集筒(31)相接触;
所述主动齿轮(22)同轴连接有与所述固定台(2)转动连接的传动杆(18),所述浮力板(7)转动连接有中转杆(163),所述中转杆(163)底端连接有十字接头(162),所述十字接头(162)套设在所述传动杆(18)上且与所述传动杆(18)滑动连接;
所述收集筒(31)上端固定连接有锥形定位环(32),所述浮力板(7)开设有取样滑道(177),所述取样滑道(177)设置在其中一个所述收集筒(31)的上方,所述取样滑道(177)内滑动设置有转接杆(174);所述转接杆(174)底端固定连接有取样圆环(175),所述取样圆环(175)内开设在有凹槽,所述凹槽内滑动连接有与所述锥形定位环(32)相适配的活动块(176),所述活动块(176)通过取样弹簧(172)与所述取样圆环(175)的凹槽内壁相连;
所述驱动机构包括与所述浮力板(7)转动连接的收放轮(13),所述收放轮(13)上缠绕有钢丝绳(11),所述钢丝绳(11)通过转向轮(10)与所述封板(9)上端相连;
所述箱板轨道(6)之间设置有与所述水箱(4)内壁相连的过滤网(41),所述箱板轨道(6)的上端延伸至所述水箱(4)的外侧且与所述浮力板(7)的底端固定连接;所述水箱(4)的底端通过第一钢丝绳连接有配重座(1),所述固定台(2)开设有供所述第一钢丝绳穿过的过线孔(27)。
2.一种采集方法,其特征在于,采用权利要求1所述的一种基于水中贾第鞭毛虫、隐孢子虫数字PCR定量检测技术的水样采集装置,包括以下步骤:
S1:将水箱(4)放置在水中,此时浮力板(7)漂浮在水面上,进行采集工作时,通过驱动机构带动封板(9)沿箱板轨道(6)滑动,从而使水箱(4)内部形成封闭空间;
S2:然后控制进气机构工作,每隔单位时间通过进气管向水箱(4)内输送一次气体,随着气体的进入带动水箱(4)内的水向收集筒(31)的方向流动,进而带动活动密封片(33)向下移动,从而带动芯轴(34)向下移动,此时过滤弹簧(37)压缩,从而使收集筒(31)的进水口和出水口打开;
S3:进行一次输送工作时,气体带动水箱(4)内的水通过收集筒(31)的进水口流入收集筒(31)内,然后经由收集筒(31)的出水口流出,在此过程中,富集滤芯(35)完成对贾第鞭毛虫和隐孢子虫的收集工作,然后过滤弹簧(37)复位,从而使两个活动密封片(33)之间形成封闭空间;
S4:随着气体的间断性输送,重复步骤S3,直至水箱(4)内的水经由收集筒(31)流出,富集滤芯(35)从而完成对该区域水源的贾第鞭毛虫和隐孢子虫的收集工作。
3.根据权利要求2所述的一种采集方法,其特征在于,收集工作完成后,气缸(8)通过升降杆(5)带动固定台(2)向下移动,然后带动中转杆(163)转动,中转杆(163)通过十字接头(162)带动传动杆(18)转动,传动杆(18)带动主动齿轮(22)转动,主动齿轮(22)通过链条(23)带动转轮(24)转动,转轮(24)进而带动拨动杆(26)移动,从而使收集筒(31)移动到水箱(4)的外侧。
4.根据权利要求3所述的一种采集方法,其特征在于,将转接杆(174)放置在收集完成后的收集筒(31)正上方,然后带动转接杆(174)向下移动,活动块(176)与锥形定位环(32)相配合,此时取样弹簧(172)压缩,取样圆环(175)从而完成对收集筒(31)的夹紧工作,然后将转接杆(174)从取样滑道(177)内滑动,从而完成收集筒(31)的拿取工作,便于新区域水源的收集工作。
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Date | Code | Title | Description |
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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