[发明专利]一种新型常压室温等离子体诱变育种装置

说明书

技术领域

本发明属于等离子体技术处理设备领域，特别涉及用于生物育种的一种新型常压室温等离子体诱变育种装置。

背景技术

品质优良的微生物菌株始终是生物产业的核心，如何利用高效的生物诱变技术实现菌株的快速优化，是生物产业的重要工作。常规的生物诱变方法普遍存在工作效率低、工作量大、盲目性大等问题，化学诱变还易对操作人员造成身体伤害、对环境造成污染，物理诱变的诱变性能较差且微生物反复使用后产生了一定的耐受性，其它方法均需要专业的复杂设备，有的方法操作成本非常高昂，故常规的生物诱变方法已不能适应工业化菌种开发的需要，亟需开发新型、高效、易操作的诱变育种技术，以提高诱变效率、缩短筛选周期。

等离子体技术作为一种诱变育种新技术，不仅克服了常规育种周期长、进程慢、难以获得高效变异品种的缺点，而且比基因工程更具效率和成本优势，尤其对具有复杂代谢网络的生物细胞，非-GMO的诱变方法更有其独特的优势。等离子体是与物质的固态、液态和气态并存的物质第四态，是一种由大量自由电子和带电离子为主要成分的物质形态，宏观上呈电中性。研究表明，等离子体中大量存在的活性粒子能够作用于不同的生物样品，并引起多种目标性状的改进，在生物技术领域良好的应用前景。

在以往文献和产品中，等离子体通常作为一种物理灭菌手段，具有快速、低温、操作简便、无毒性以及杀灭效果好等优点，但等离子体用于生物诱变育种还是一个崭新的技术。由于等离子体物理过程较为复杂，并具有非线性、强耦合、变负载等特点，加之在常压室温条件下不易形成等离子体，使得该技术在生物育种领域的应用受到限制。而且等离子体本身的穿透能力有限，作用距离短，因此在实际应用过程中，还需要配合其他化学物质(如过氧化氢、臭氧等)才能达到消毒的效果。目前实验装置或是在开放的空间中对生物样品进行处理，或者虽然是相对密闭的空间，但是操作过程中不能对密闭空间进行杀菌或者未能与外界环境有效隔绝，容易导致生物样品污染，严重影响了等离子体装置在研究和生产中的正常使用。通过手工擦拭的方法对等离子体装置表面进行消毒，但不能保证整个放电空间和处理过程的洁净。而且样品处理量较少，不利于大批量操作，在处理完单个样品之后需要打开操作室手动取出，然后重新放置下一待处理样品，步骤繁琐且染菌的风险较大，而且增加了人工成本，降低了诱变育种效率。因此，亟需开发一套能够自动消毒并能增加单次诱变时的样品处理量、具备自动化监测和控制功能的常压室温等离子体诱变育种装置。

发明内容

本发明针对现有技术存在的问题提供一种新型常压室温等离子体诱变育种装置，利用步进电机控制技术配合载物台实现样品连续自动化处理，同时配置无生物活性的污染物的洁净工作仓和多功能控制的操作面板，实现自动消毒、自动化监测和控制功能，确保诱变过程不受杂菌污染，能够更高效率地完成在常压室温环境下的等离子体诱变育种。

本发明的技术方案如下：

一种新型常压室温等离子体诱变育种装置，其特征在于，包括样品处理系统、冷却系统、控制系统和检测系统，所述样品处理系统包括无生物活性的污染物的洁净工作仓、设置于洁净工作仓外部的等离子体发生器和射频电源以及沿着洁净工作仓的顶部穿入洁净工作仓内的喷嘴，所述等离子体发生器分别连接喷嘴和射频电源，所述洁净工作仓内设置有步进电机和载物台，所述载物台设置于步进电机上，所述洁净工作仓的内腔或壁上至少预留一个消毒装置安装位置；所述冷却系统与等离子体发生器相连；所述检测系统包括气体流量控制器、温度传感器和位置传感器，所述气体流量控制器与等离子体发生器相连，温度传感器和位置传感器均固定在洁净工作仓内壁上；所述控制系统包括操作面板和控制器，所述控制器分别连接步进电机、射频电源、气体流量控制器、温度传感器、位置传感器、冷却系统和操作面板，所述控制器通过控制步进电机实现载物台的升降或水平旋转以对多个样品进行自动处理。

当所述控制器通过控制步进电机实现载物台的升降时，所述洁净工作仓内还设置有机械臂和两个平板支架，所述机械臂将一个平板支架上的放置待处理样品的样品盘转移至载物台并在样品处理后将载物台上所述样品盘转移至另一平板支架，所述平板支架为放置样品盘的层列式结构，所述平板支架可将各层的样品盘依次向上或向下推进。

当所述控制器通过控制步进电机实现载物台的水平旋转时，所述载物台沿圆周设置有多个用于储存样品的凹陷部，通过载物台的水平旋转使得所述凹陷部依次与喷嘴对应。