SE530037C2 - Artificiellt frö med nedbrytbar ändförslutning - Google Patents

Description

25 30 35 530 0337 2 en hålighet som partiellt sträcker ut sig utmed hjärt- bladsbegränsningens längd.

Hàligheten är storleksanpassad för mottagning av Växtembryot däri. Det välkända Växtembryot inkluderar en rotämnesände och en hjärtbladsände. Växtembryot deponeras i hjärtbladsbegränsningens hålighet med hjärtbladsänden först. Växtembryot tillsluts därefter inuti fröråämnet med hjälp av en ändtillslutning. Det finns en försvagad punkt i ändtillslutningen för möjliggörande av att växt- embryots rotämnesände penetrerar ändtillslutningen.

Under senare tid har ändtillslutningen fästs till det tillverkade fröet genom antingen sträckning av en vaxbasfilm, såsom Parafilm®, eller bildning av en vax- tillslutning för inneslutning av embryot i det tillverk- ade fröet. Även om sådana typer av ändtillslutningar är framgångsrika vad beträffar tillslutning av embryot i det tillverkade fröet, saknar det ändå inte problem. Som ett icke-begränsande exempel fungerar sådana ändtillslutning- ar väl vid laboratoriebetingelser, men kan gå sönder alltför tidigt när de placeras i en mera rigorös hanter- ingsmiljö, såsom agrikulturella såningsmaskiner. För skydd mot mikrobiellt angrepp har sådana ändtillslutning- ar dessutom behandlats med en tribiotisk salva. En sådan behandling reducerar ändtillslutningens styrka ytterlig- are. Sålunda föreligger det ett behov av en beläggning som är fäst till den för förvaring av material avsedda ändtillslutningen av tillverkade frön och som skyddar den sekundära ändtillslutningen.

Sammanfattning av uppfinningen Föreliggande uppfinning hänför sig till ett artifi- ciellt frö med de i patentkravet l och patentkravet 9 definierade särdragen. Ytterligare utföringsformer av det artificiella fröet definieras av de efterföljande osjälv- ständiga patentkraven.

Ett artificiellt frö tillhandahålls. Det artifici- ella fröet inkluderar ett fröhölje och ett embryo beläget inuti fröhöljet. Det artificiella fröet inkluderar även 10 15 20 25 30 35 530 033 3 en tillslutning belägen på en yta av fröhöljet, varvid tillslutningen inkluderar minst ett inre tätande skikt och ett yttre tätande skikt av ett hydrofilt material.

Vid en utföringsform av föreliggande uppfinning är det yttre tätande skiktet ett cellulosabaserat material. Vid vissa utföringsformer är tillslutningen en ändtillslut- ning belägen på en ände av fröhöljet. Vid en ytterligare utföringsform av föreliggande uppfinning är tillslutning- en placerad på fröhöljets sidoväggar.

Ett artificiellt frö som framställts enligt de olika utföringsformerna av föreliggande uppfinning har flera fördelar jämfört med för närvarande tillgängliga till- verkade frön. I detta avseende fungerar det yttre tätande skiktet på så sätt att det skyddar det inre tätande skiktet under fröhantering och såning. Eftersom det yttre tätande skiktet har en hög affinitet för vatten och sväller när det hydratiseras, mjuknar det under bevatt- ning efter såning för möjliggörande av att det yttre tät- ande skiktet går sönder, vilket underlättar groning genom både det inre och det yttre tätande skiktet. Dessutom är det yttre tätande skiktet lämpligt som en bärare för pesticider, som dessutom skyddar embryot före och under groning. Eftersom groning sker genom det uppmjukade yttre tätande skiktet, så förblir pesticiderna funktionella när det yttre tätande skiktet penetreras.

Kort beskrivning av ritningarna * Ovanstående aspekter och många av de åtföljande för- delarna med föreliggande uppfinning inses bättre genom hänvisning till efterföljande detaljerade beskrivning be- aktad i samband med de åtföljande ritningarna.

I Figur 1 visas i tvärsnittsplanvy ett artificiellt frö bildat enligt en utföringsform av föreliggande upp- finning och åskådliggörs det artificiella fröet med en primär, en sekundär och en tertiär tillslutning.

I Figur 2 visas i partiell tvärsnittsplanvy det artificiella fröet enligt Figur l och åskådliggörs appli- cering av ett antimikrobiellt ämne till ett groende em- 10 15 20 25 30 35 550 037 4 bryo när det penetrerar den sekundära och tertiära till- slutningen.

I Figur 3 visas i planvy en alternativ utföringsform av det tillverkade fröet i Figur 1 och åskådliggörs den tertiära ändtillslutningen applicerad på både den sekun- dära ändtillslutningen och det tillverkade fröets sido- väggar.

Detaljerad beskrivning av den föredragna utföringsformen I Figur 1 visas ett artificiellt frö 20 med en tert- iär ändtillslutning 60 konstruerad enligt en utförings- form av föreliggande uppfinning. Det artificiella fröet 20 inkluderar en cylindrisk kapsel (”cylcap”) 22, ett fröhölje 24, ett näringsmedium 26, såsom en gametofyt, och en bottenändestillslutning 28. Fröhöljet 24 är lämp- ligtvis bildat av en sektion av ett rörformigt material.

Vid en utföringsform är fröhöljet 24 ett avklippt strå av fiberartat material, såsom papper. Sektionerna av strået kan vara förbehandlade i ett lämpligt beläggningsmateri- al, såsom vax.

Vid andra utföringsformer är fröhöljet 24 bildat av en rörformig sektion av ett bionedbrytbart plastmaterial.

Ett sådan använt material är polylatsyra (”polylatic acid” (PLA)) och säljs av NAT-UR i Los Angeles, Kalifor- nien. Sådana bionedbrytbara plaströr är pà liknande sätt avklippta i lämpliga längder för ett tillverkat frö. Så- dana bionedbrytbara plaströr kräver dessutom inte någon vaxbeläggning, eftersom sådana rör redan är beständiga gentemot omgivande element. Det är uppenbart att även om sektionering av rör är föredragen, faller andra utför- ingsformer, såsom erhållande av rör av lämplig storlek för användning som tillverkade frön, inom skyddsomfånget för föreliggande uppfinning.

Ovannämnda cylindriska kapsel 22, även känd som en begränsning, framställs lämpligtvis med utgångspunkt från ett poröst material med en tillräckligt stor hårdhet för att motstå punktering eller sönderbrytning av ett groende embryo, såsom ett keramik- eller porslinsmaterial, och 10 15 20 25 30 35 BÉÉÛ 037 5 inkluderar en ändtillslutningsdel 30 och en hjärtblads- begränsningsdel 32. Hjärtbladsbegränsningsdelen 32 är lämpligtvis integralt eller enhetligt bildad tillsammans med ändtillslutningsdelen 30. Nämnda cylindriska kapsel 22 inkluderar även en sig longitudinellt sträckande hålighet 34 som sträcker sig utmed ändtillslutningsdelen 30 och partiellt genom ena änden av hjärtbladsbegräns- ningsdelen 32. Den öppna änden av håligheten 34 är känd som en hjärtbladsbegränsningsöppning 36. Håligheten 34 är storleksanpassad för mottagning av ett växtembryo 42 däri.

Vid vissa utföringsformer, såsom när nämnda cylind- riska kapsel 22 lämpligtvis är tillverkad med utgångs- punkt från ett poröst material, kan det vara önskvärt att belägga nämnda cylindriska kapsel 22 med ett barriär- material för reduktion av graden av vattenförlust och be- gränsning eller reduktion av mikrobiellt intrång. Sådana barriärer inkluderar vax, polyuretan, glasyr, nagellack och en beläggning som säljs av Airproducts Airflex 4514. Ändtillslutningsdelen 30 är lämpligtvis cirkulär när den betraktas i planvy ovanifrån och inkluderar sidovägg- ar 38. Även om ändtillslutningsdelen 30 är cirkulär vid en föredragen utföringsform, faller andra utföringsformer och former, såsom polygonala, kvadratiska, triangulära, ovala och andra former, inom skyddsomfànget för föreligg- ande uppfinning.

Vid utföringsformen i Figur 1 definieras sidovägg- arna 38 av tjockleken av ändtillslutningsdelen 30 och har en diameter som är väsentligen lika stor som fröhöljets 24 innerdiameter. Vid vissa utföringsformer är nämnda cylindriska kapsel 22 bunden till fröhöljet 24 med hjälp av värme. Såsom ett icke-begränsande exempel kan under tillverkningen nämnda cylindriska kapsel 22 upphettas till en förutbestämd temperatur, så att när fröhöljet 24 och nämnda cylindriska kapsel 22 förenas, orsakar värme som överförts mellan nämnda cylindriska kapsel 22 och fröhöljet 24 att antingen fröhöljet 24, nämnda cylind- 10 15 20 25 30 35 530 03.37 6 riska kapsel 22 eller båda smälter, varigenom dessa binds samman. Andra metoder för bindning av nämnda cylindriska kapsel 22 till fröhöljet 24, såsom en vaxbindning eller en varm limsmälta, faller också inom skyddsomfånget för föreliggande uppfinning.

Sidoväggarna 38 kan inkludera en avsmalnande del 40.

Den avsmalnande delen 40 kan vara en avfasning av en ände av ändtillslutningsdelen 30. Den avsmalnande delen 40 bidrar till sammansättning av nämnda cylindriska kapsel 22 till fröhöljet 24 under tillverkningen. Även om en av- smalnande del 40 är föredragen, faller andra utförings- former, såsom en cylindrisk kapsel som inte inkluderar någon avsmalnande del, också inom skyddsomfånget för föreliggande uppfinning. Ett embryo 42 är beläget inuti håligheten 34 och tillsluts lämpligtvis däri med hjälp av en för förvaring av levande material avsedd ändtillslut- ning 43.

Den för förvaring av levande material avsedda änd- tillslutningen 43 inkluderar en primär ändtillslutning 44 och en sekundär ändtillslutning 21. Den primära ändtill- slutningen 44 är lämpligtvis formad med utgångspunkt från ett PLA-material såsom beskrivits ovan och inkluderar en centralt belägen öppning 50. Öppningen 50 är storleks- anpassad till att motsvara diametern för håligheten 34 hos nämnda cylindriska kapsel 22 för möjliggörande av att ett groende embryo 42 ska kunna passera därigenom. Den primära ändtillslutningen 44 kan lämpligtvis bindas till ändtillslutningsdelen 30 med hjälp av ett flertal metod- er, inkluderande bindning med hjälp av lim eller värme.

Såsom icke~begränsande exempel passas den primära ändtillslutningen 44 ihop med en i förväg upphettad cylindrisk kapsel 22 på så sätt att öppningen 50 är be- lägen ovanför håligheten 34. Värmen svetsar eller binder den primära ändtillslutningen 44 till nämnda cylindriska kapsel 22. Det är uppenbart att den primära ändtillslut- ningen 44 kan bindas till nämnda cylindriska kapsel 22 före eller efter det att nämnda cylindriska kapsel 22 10 15 20 25 30 35 Üïš? 7 fästs till fröhöljet 24. Om fröhöljet 24 är konstruerat_ av PLA, är det dessutom önskvärt, men inte nödvändigt, att smälttemperaturen för den primära ändtillslutningen 44 och fröhöljet 24 är likartade.

Som ett annat icke-begränsande exempel på att fästa den primära ändtillslutningen 44 till nämnda cylindriska kapsel 22 kan nämnas en vidhäftande packning. I detta exempel varmförseglas eller binds den primära ändtill- slutningen 44 till nämnda cylindriska kapsel 22 med öpp- ningen 50 koaxiellt anordnad i förhållande till hålighet- en 34. Vid detta förfarande används en form för böjning av kanterna hos den primära ändtillslutningen 44 runt perimetern för ändtillslutningen 30 hos nämnda cylind- riska kapsel 22. Om smälttemperaturen för den primära ändtillslutningen 44 och fröhöljet 24 är olika, används ett cyanakrylat med låg utblomning som vidhäftande pack- ning för bindning av den primära ändtillslutningen 44 till fröhöljet 22.

Värme appliceras efter limmet i syfte att förtunna limtillslutningen genom smältning av inkongruenser som vanligtvis uppkommer vid tillverkning av fröhöljet 24 och bildning av den vidhäftande fogen. Därefter fästs nämnda cylindriska kapsel 22, inkluderande den primära ändtill- slutningen 44, till fröhöljet 24. Såsom noterats ovan är detta förfarande även lämpligt för en cylindrisk kapsel 22 som redan är fäst till fröhöljet 24. Slutligen kan ovannämnda förfarande för att fästa en primär ändtill- slutning 44 till ett fröhölje 24 användas för varmsvets- ning av kompatibla eller inkompatibla material.

Den sekundära ändtillslutningen 21 kommer nu att be- skrivas mer detaljerat. I detta avseende bildas den sek- undära ändtillslutningen 21 lämpligtvis med utgångspunkt från ett välkänt tillslutningsmaterial, såsom Parafilm®.

Den sekundära ändtillslutningen 21 bildas och fästs till den primära ändtillslutningen 44 med hjälp av en välkänd metod, såsom bindning med värme eller limning. Den sek- undära ändtillslutningen 21 har även en förutbestämd 10 15 20 25 30 35 530 0337 8 sprängstyrka för möjliggörande av att ett groende embryo 42 penetrerar genom den för förvaring av levande material avsedda ändtillslutningen 44.

Med fortsatt hänvisning till Figur 1 kommer nu den tertiära ändtillslutningen 60 att beskrivas mer detaljer- at. Den tertiära ändtillslutningen 60 och den för förvar- ing av levande material avsedda ändtillslutningen 43, som används vid föreliggande utföringsform, definierar ett yttre tätningsskikt respektive inre tätningsskikt. Även om den för förvaring av levande material avsedda ändtill- slutningen 43 har beskrivits som att inkludera både en primär ändtillslutning 44 och en sekundär ändtillslutning 21, är det uppenbart att uppfinningen inte avsedd att vara begränsad på så sätt. Som ett icke-begränsande exem- pel kan den för förvaring av levande material avsedda ändtillslutningen 43 inkludera endast den sekundära änd- tillslutningen 21, och därför faller sådana utförings- former ocksà inom skyddsomfånget för föreliggande uppfin- ning.

Kombinationen mellan den tertiära ändtillslutningen 60 och den för förvaring av levande material avsedda änd- tillslutningen 43 skapar en tätande yta, där det tätande skiktet, som definieras av den tertiära ändtillslutningen 60, är tillverkat av förutbestämt material, vars struk- turintegritet bryts ner efter en förutbestämd exponering för omgivande betingelser. Den tertiära ändtillslutningen 60 fungerar även som en antimikrobiell tätning för till- slutning av och skydd kring embryot när embryot gror och tränger ut från fröhöljets 24 innandöme och skyddar hjärtbladsbegränsningshåligheten.

Den tertiära ändtillslutningen 60 tillverkas också lämpligtvis med utgångspunkt från en hydroxipropylmetyl- cellulosa. Andra typer av hydrofila material och cellu- losabaserade beläggningar inkluderar cellulosaacetat- ftalat, hydroxipropyletylcellulosa, etylcellulosa, metyl- cellulosa, mikrokristallin cellulosa och karragen. Sådana material har de önskade egenskaperna av en relativt hög 10 15 20 25 30 35 5š0 0137 9 strukturintegritet i torrt tillstànd, och en sådan struk- turintegritet bryts ned vid exponering för omgivande be- tingelser, såsom vatten.

Vid vissa utföringsformer är det önskvärt att till- sätta ett antimikrobiellt ämne, såsom Thiram 50WP. Vilket antimikrobiellt ämne som helst som är väsentligen icke- fytotoxiskt vid den önskade koncentrationen faller också inom ramen för föreliggande uppfinning. Såsom beskrivs mer detaljerat nedan är en tertiär ändtillslutning 60 be- handlad med ett antimikrobiellt ämne lämplig som bärare för pesticider för skydd av embryot 42 före och under groning.

Genombrytningshàllfastheten för den tertiära änd- tillslutningen 60 är en funktion av den använda polymeren och mängden därav som används för åstadkommande av den tertiära ändtillslutningen 60. Såsom ett icke-begränsande exempel testades brotthållfastheten genom användning av en tertiär ändtillslutning 60 tillverkad av hydroxi- propylmetylcellulosa (HPMC) behandlad med Thiram 50WP som det antimikrobiella ämnet. Ett test utfördes för bestäm- ning av brotthållfastheten för olika blandningar. I detta avseende testades totalt sex behandlingstyper, såsom visas nedan, med avseende på genombrytningshållfasthet, En blandning av 2,4 g HPMC 120 och 0,36 HPMC 4000 åstad- koms för användning vid behandlingarna 1 och 2.

Vid behandling l användes 0,91 g HPMC-blandning samt 0,4823 Thiram och 8,61 ml vatten, vilket resulterade i en HPMC-blandning av 9,1 vikt%.

Vid behandling 2 användes 1,25 g HPMC-blandning samt 0,4823 Thiram och 8,27 ml vatten, vilket resulterade i en HPMC-blandning av 12,5 vikt%.

Vid behandling 3 inkluderades 0,91 g HPMC 4000 samt 0,4823 Thiram och 8,61 ml vatten, vilket resulterade i 9,1 vikt% HPMC 4000.

Vid behandling 4 användes 0,86 g HPMC 4000 samt O,4823 Thiram och 8,66 ml vatten. 10 15 20 25 30 530 037 10 Vid behandling 5 användes ett mekaniskt bearbetat lock fäst till fröet.

Vid behandling 6 användes ett mekaniskt bearbetat lock bundet till fröet och därefter belagt med en tri- biotisk salva samt lämnat att stà under 24 h före test. I detta fallet har den sekundära ändtillslutningen bear- betats något med hjälp av en slipborste (”abrasion pad scrubber”) för möjliggörande av att den tertiära till- slutningen limmas till den primära ändtillslutningen.

Behandlingarna 1-4 utfördes på fröets ovansida såsom vid behandling 6.

Tolv frön per behandling och torkning, och ytterligare testades efter beläggning tolv testades l-1,5 h efter det att de på nytt vätats med vatten. I nedan visade Tabell l anges resultaten.

Tabell 1 Behandling l 1 2 Torr 2 3 Torr 3 4 Torr 4 5 Torr Våt Vàt Vàt Våt Genomsnitt- 45,50 1,23 454,10 1,84 575,16 1,87 567,08 2,07 16,06 lig brott- hållfasthet (9) Standardfel 5,06 0,14 45,3 0,60 8,34 0,27 15,7 0,73 2,23 Såsom bäst framgår med hänvisning till Figur 2 per- forerar embryot 42 när det gror både den för förvaring av levande material avsedda ändtillslutningen 43 och den tertiära ändtillslutningen 60. Eftersom den tertiära änd- tillslutningen 60 inkluderar ett antimikrobiellt ämne, belägger en rest av det antimikrobiella ämnet åtminstone sidorna av embryot 42 under groning när embryot 42 pene- trerar genom den tertiära ändtillslutningen 60.

När det artificiella fröet 20 hanteras och sås, skyddar den tertiära ändtillslutningen 60 den för förvar- ing av levande material avsedda ändtillslutningen 43 från 10 15 20 25 30 550 0557 ll skada förknippad med sådana aktiviteter. Den tertiära ändtillslutningen 60 mjuknar under bevattning efter så- ning för möjliggörande av den för förvaring av levande material avsedda ändtillslutningen 43 att gå sönder i önskad grad under groning. Den tertiära ändtillslutningen 60 mjuknar när den exponeras för vatten p g a de hydro- fila egenskaperna hos materialen som används för fram- ställning av den tertiära ändtillslutningen 60. Som ett resultat därav bryts den strukturella integriteten för den tertiära ändtillslutningen 60 ner vid exponering för olika omgivande betingelser, medan den initialt upprätt- håller sin strukturella integritet under hantering och sàning.

Med hänvisning till Figur 3 kommer en alternativ utföringsform av det artificiella fröet i Figur l och 2 nu att beskrivas mer detaljerat. Det artificiella fröet 120 i Figur 3 är väsentligen identiskt vad gäller mater- ial och användning som den ovan beskrivna första utför- ingsformen, med undantag av att samma material som an- vändes för framställning av den tertiära ändtillslutning- en 60 appliceras på det artificiella fröets hela peri- meter. I detta avseende kan efter det att ett artifici- ellt frö har satts samman ett skikt av det ovan beskrivna hydrofila materialet för den första utföringsformen appliceras på hela ytterytan av det artificiella fröet 120. Dessutom kan det hydrofila materialet inkludera ett antimikrobiellt ämne, såsom det som har beskrivits ovan. Även om den föredragna utföringsformen av uppfin- ningen har belysts och beskrivits, inses det att olika förändringar kan göras utan att man frângår innebörden och skyddsomfánget för uppfinningen.

Claims (15)

10 15 20 25 30 35 530 014.7 12 PATENTKRAV

1. l. Artificiellt frö, varvid det inbegriper a) ett fröhölje, b) en begränsning belägen inuti fröhöljet, varvid begränsningen har en hålighet, c) ett embryo beläget inuti håligheten, och d) en tillslutning belägen på en yta av frö- höljet, varvid tillslutningen inkluderar minst ett inre tätande skikt och ett yttre tätande skikt, varvid det yttre tätande skiktet är hydrofilt.

2. Artificiellt frö enligt kravet l, varvid det yttre tätande skiktet inkluderar ett antimikrobiellt ämne.

3. Artificiellt frö enligt kravet 2, varvid det antimikrobiella ämnet är applicerat på embryot när embryot penetrerar tillslutningen.

4. Artificiellt frö enligt kravet l, varvid det yttre tätande skiktet upprätthåller en antimikrobiell tillslutning när embryot gror och tränger ut från frö- höljets innandöme.

5. Artificiellt frö enligt kravet l, varvid det yttre tätande skiktet är ett cellulosabaserat material.

6. Artificiellt frö enligt kravet l, varvid det yttre tätande skiktet är tillverkat av en grupp av material som består av cellulosaacetatftalat, hydroxi- propyletylcellulosa, etylcellulosa, metylcellulosa, mikrokristallin cellulosa och karragen.

7. Artificiellt frö enligt kravet l, varvid till- slutningen är en ändtillslutning belägen på en ände av fröhöljet och väsentligen tillsluter embryot inuti håligheten. i

8. Artificiellt frö enligt kravet 7, varvid det yttre tätande skiktet är beläget pà fröhöljets sido- väggar.

9. Artificiellt frö, varvid det inbegriper 10 15 20 25 13 a) ett fröhölje med ett embryo beläget däri, och b) en tätande yta fäst till fröhöljet, varvid den tätande ytan har minst ett tätande skikt av ett förutbestämt material, vars struktur- integritet bryts ner efter en förutbestämd exponering för omgivande betingelser.

10. Artificiellt frö enligt kravet 9, varvid den tätande ytan inkluderar en ändtillslutning fäst till frö- höljet och beläget under det tätande skiktet.

11. ll. Artificiellt frö enligt kravet 10, varvid åtmin- stone det tätande skiktet inkluderar ett antimikrobiellt ämne.

12. Artificiellt frö enligt kravet ll, varvid det antimikrobiella ämnet är applicerat på embryot när em- bryot penetrerar det tätande skiktet.

13. Artificiellt frö enligt kravet 9, varvid det tätande skiktet upprätthåller en antimikrobiell tillslut- ning när embryot gror och tränger ut från fröhöljets innandöme.

14. Artificiellt frö enligt kravet 9, varvid det dessutom inbegriper ett andra tätande skikt fäst till fröhöljets sidoväggar.

15. Artificiellt frö enligt kravet 14, varvid det tätande skiktet och det andra tätande skiktet är hydro- fila.