植入式植物汁液的获取装置

文档序号:377006 发布日期:2021-12-10 浏览:1次 >En<

阅读说明:本技术 植入式植物汁液的获取装置 (Implantable plant juice acquisition device ) 是由 罗斌 侯佩臣 李爱学 周亚男 张晗 黄硕 于 2021-08-16 设计创作,主要内容包括:本发明提供一种植入式植物汁液的获取装置,包括:壳体,所述壳体的第一端为网状结构;隔板组件,所述隔板组件设置在所述壳体内,所述隔板组件与所述壳体的内壁围设成第一空间,其中,所述隔板组件的第一隔板设有出液口;集液瓶,所述集液瓶设置在所述出液口的正下方;活塞,所述活塞设置在所述壳体内,所述活塞的四周分别与所述第一隔板以及所述壳体的内壁连接,所述活塞与所述第一隔板之间形成第二空间;驱动组件,所述驱动组件设置在所述第二空间,所述驱动组件的部分与所述活塞连接。本发明提供的植入式植物汁液的获取装置,采用微创方式植入植物组织内部来获取汁液,不会对植物组织造成破坏,从而不会导致植物组织死亡。(The invention provides a device for obtaining juice of an implantable plant, which comprises: the first end of the shell is of a net-shaped structure; the baffle plate assembly is arranged in the shell, and a first space is enclosed by the baffle plate assembly and the inner wall of the shell, wherein a liquid outlet is formed in a first baffle plate of the baffle plate assembly; the liquid collecting bottle is arranged right below the liquid outlet; the piston is arranged in the shell, the periphery of the piston is respectively connected with the first partition plate and the inner wall of the shell, and a second space is formed between the piston and the first partition plate; a drive assembly disposed in the second space, a portion of the drive assembly being connected to the piston. The implantable plant juice acquisition device provided by the invention is implanted into plant tissues to acquire juice in a minimally invasive manner, and the plant tissues are not damaged, so that the plant tissues are not dead.)

植入式植物汁液的获取装置

技术领域

本发明涉及植物汁液获取技术领域,尤其涉及一种植入式植物汁液的获取装置。

背景技术

植物体中含有各种有机物和无机物,这些有机物和无机物分布于植物的汁液中,是植物生命活动必须的物质,这些物质含量的多少、变化的高低涉及植物的生长发育、开花结实、衰老死亡、以及对环境变化响应,防御机制等重要生物学过程,检测有机物和无机物的含量一直以来都是植物研究者重点关注的结果,但是成功并快速获取植物汁液是有机物和无机物检测的最重要的环节。

目前的取样方法主要是采用摘取、刀割、剪断或收割等方法,直接获取部分或全部组织,甚至整株材料,然后通过研磨、粉碎、化学处理等前处理方法获得汁液,以上植物汁液的获取方法破坏了植物材料本身的完整性,对珍贵或稀有植物材料造成不可逆的损失,且现有植物取样、前处理、上机测试等过程消耗了大量时间,加之植物汁液中易挥发、易降解、易氧化的有机分子全部或部分丢失,导致数据检测结果不准确。

发明内容

本发明提供一种植入式植物汁液的获取装置,用以解决现有技术中植物汁液获取方法对植物造成破坏的缺陷。

本发明提供一种植入式植物汁液的获取装置,包括:壳体,所述壳体的第一端为网状结构;隔板组件,所述隔板组件设置在所述壳体内,所述隔板组件与所述壳体的内壁围设成第一空间,其中,所述隔板组件的第一隔板设有出液口;集液瓶,所述集液瓶设置在所述出液口的正下方;活塞,所述活塞设置在所述壳体内,所述活塞的四周分别与所述第一隔板以及所述壳体的内壁连接,所述活塞与所述第一隔板之间形成第二空间;驱动组件,所述驱动组件设置在所述第二空间,所述驱动组件的部分与所述活塞连接。

根据本发明提供的一种植入式植物汁液的获取装置,所述隔板组件包括:所述第一隔板,所述第一隔板的第一端与所述壳体的第二端连接;第二隔板,所述第二隔板的第一端与所述第一隔板的第一端垂直设置,所述第二隔板的第二端与所述壳体连接。

根据本发明提供的一种植入式植物汁液的获取装置,还包括过滤膜,所述过滤膜与所述活塞平行设置,所述过滤膜的四周分别与所述第一隔板以及所述壳体的内壁连接,所述出液口位于所述过滤膜与所述活塞之间,其中,所述过滤膜与所述壳体的第一端之间形成第三空间。

根据本发明提供的一种植入式植物汁液的获取装置,所述驱动组件包括:丝杆,所述丝杆的两端分别与所述活塞和电机连接;电池,所述电池与所述电机电性连接。

根据本发明提供的一种植入式植物汁液的获取装置,还包括控制器,所述控制器设置在所述第二空间,所述控制器与所述电池和所述电机电性连接。

根据本发明提供的一种植入式植物汁液的获取装置,还包括浓度传感器,所述浓度传感器设置在所述集液瓶内,所述浓度传感器与所述控制器电性连接。

根据本发明提供的一种植入式植物汁液的获取装置,还包括废液导出组件,所述废液导出组件包括:导液管,所述导液管的一端设置在所述集液瓶内,所述导液管的第二端延伸至所述壳体的外部;泵,所述泵设置在所述导液管,并位于所述壳体的外部。

根据本发明提供的一种植入式植物汁液的获取装置,所述壳体的第一端呈尖端。

根据本发明提供的一种植入式植物汁液的获取装置,还包括集液管,所述集液管的第一端与所述出液口连接,所述集液管的第二端设置在所述集液瓶内。

根据本发明提供的一种植入式植物汁液的获取装置,所述驱动组件还包括固定架,所述固定架与所述第一隔板和所述壳体连接,所述固定架用于固定所述电机。

本发明提供的植入式植物汁液的获取装置,采用微创方式植入植物组织内部来获取汁液,不会对植物组织造成破坏,从而导致植物组织死亡。

附图说明

为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图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是本发明提供的植入式植物汁液的获取装置的结构示意图;

附图标记:

10:壳体; 11:第一空间; 12:第二空间;

13:第三空间; 20:活塞; 31:第一隔板;

32:第二隔板; 33:出液口; 41:丝杆;

42:电机; 43:电池; 44:固定架;

50:控制器; 60:导线; 70:集液瓶;

71:集液管; 80:浓度传感器; 90:导液管;

91:泵; 100:过滤膜。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明中的附图,对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例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作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。

本发明的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上。

下面结合图1描述本发明的植入式植物汁液的获取装置。

如图1所示,在本发明的一个实施例中,植入式植物汁液的获取装置包括:壳体10、隔板组件、集液瓶70、活塞20和驱动组件。壳体10的第一端为网状结构,隔板组件设置在壳体10内,隔板组件与壳体10的内壁围设成第一空间11,其中,隔板组件的第一隔板31设有出液口33。集液瓶70设置在出液口33的正下方,以收集植物汁液,活塞20设置在壳体10内,活塞20的四周分别与第一隔板31以及壳体10的内壁连接,活塞20与第一隔板31之间形成第二空间12,驱动组件设置在第二空间12内,驱动组件的部分与活塞20连接。

具体来说,壳体10的第一端为网状结构,当将植入式植物汁液的获取装置植入植物组织内时,如植物的茎秆、果实或根系等,汁液可通过壳体10第一端的网状结构进入壳体10内。活塞20设置在第一隔板31与壳体10的顶面之间,在驱动组件的作用下,活塞20能够沿第一隔板31的表面移动,活塞20移动时,第二空间12产生负压,利用负压可将进入壳体10内的汁液由第一隔板31的出液口33流入集液瓶70中。

进一步地,在本发明的一个实施例中,隔板组件的第一隔板31可为弯折板,其两端以及两个侧面分别与壳体10的内壁连接,以与壳体10的内壁之间形成第一空间11,第一空间11用于放置集液瓶70,第一隔板31上设有出液口33,活塞20位于出液口33的一侧。可选地,隔板组件也可以包括两块隔板,两块隔板垂直设置形成弯折形,两块隔板与壳体10的内壁连接。

进一步地,在本发明的一个实施例中,驱动组件可包括:丝杆41和电机42,丝杆41和电机42构成丝杆步进电机,丝杆步进电机可将电机42的旋转运动转变成丝杆41的直线运动,丝杆41的一端与活塞20连接,可带动活塞20向远离出液口33的方向移动,活塞20移动时,第二空间12产生负压,利用负压可将进入壳体10内的汁液通过出液口33进入集液瓶70中。

可选地,在本发明的一个实施例中,集液瓶70可为真空夹层瓶,用于保持内部汁液的温度,同时,集液瓶70的内部可为尖底,以利于收集少量汁液。

本发明实施例提供的植入式植物汁液的获取装置,采用微创方式植入植物组织内部来获取汁液,不会对植物组织造成破坏,从而导致植物组织死亡。

进一步地,在本发明的一个实施例中,壳体10的第一端呈尖端,以利于壳体10植入植物组织内。

如图1所示,在本发明的一个实施例中,隔板组件包括:第一隔板31和第二隔板32。第一隔板31的第一端与壳体10的第二端连接,第二隔板32的第一端与第一隔板31的第一端垂直设置,第二隔板32的第二端与壳体10连接。

具体来说,在本实施例中,第一隔板31水平设置,第二隔板32垂直设置,第一隔板31和第二隔板32的侧面均与壳体10的内壁连接。第一隔板31上设有出液口33,活塞20可沿第一隔板31向远离出液口33的方向移动,在活塞20移动过程中,利用负压可将进入壳体10内的汁液通过出液口33进入集液瓶70中。

如图1所示,在本发明的一个实施例中,植入式植物汁液的获取装置还包括过滤膜100,过滤膜100与活塞20平行设置,过滤膜100的四周分别与第一隔板31以及壳体10的内壁连接,出液口33位于过滤膜100与活塞20之间,过滤膜100与壳体10的第一端之间形成第三空间13。

具体来说,过滤膜100设置在第一隔板31与壳体10的顶面之间,进入第三空间13内的汁液,首先通过过滤膜100过滤后才能进入过滤膜100与活塞20之间。进一步地,过滤膜100可以选择不同的孔径规格,以获得相应分子量范围的有机物或无机物。

如图1所示,在本发明的一个实施例中,驱动组件包括:丝杆41、电机42和电池43。丝杆41的第一端与活塞20连接,丝杆41的第二端与电机42连接,电机42与电池43电性连接。

具体来说,丝杆41和电机42组成丝杆步进电机,丝杆步进电机可将电机42的旋转运动转变成丝杆41的直线运动,当电机42转动时,可带动丝杆41向远离出液口33的方向运动,进而带动活塞20向远离出液口33的方向运动,活塞20运动过程中,第二空间12产生负压,利用负压可将进入第三空间13内的汁液,由出液口33进入集液瓶70中。电池43与电机42通过导线60电性连接,电池43为电机42提供电力。

进一步地,在本发明的一个实施例中,驱动组件还包括固定架44,固定架44设置在第二空间12,固定架44与第一隔板31和壳体10连接,固定架44用于固定电机42。

如图1所示,在本发明的一个实施例中,植入式植物汁液的获取装置还包括控制器50,控制器50设置在第二空间12,且控制器50与电池43、以及电机42电性连接。

具体来说,控制器50与电池43通过导线60电性连接,电池43为控制器50提供电力,控制器50与电机42也通过导线60电性连接。当植入式植物汁液的获取装置植入植物组织内后,工作人员可在远程控制控制器50,使控制器50控制电机42工作,电机42转动时可带动丝杆41直线运动,进而带动活塞20运动,活塞20运动时,第二空间12产生负压,在负压的作用下,进入第三空间13内的汁液可通过出液口33进入集液瓶70内。

如图1所示,在本发明的一个实施例中,植入式植物汁液的获取装置还包括浓度传感器80,浓度传感器80设置在集液瓶70内,浓度传感器80与控制器50电性连接。

具体来说,集液瓶70的瓶口中心位置设置有浓度传感器80插孔,浓度传感器80设置在该插孔中,浓度传感器80通过导线60与控制器50电性连接,浓度传感器80可实时将检测到的植物汁液的浓度数据发送至控制器50,控制器50接收到该数据后,可将该数据发送至远程的操作人员。

本发明实施例提供的植入式植物汁液的获取装置,通过在集液瓶内设置浓度传感器,可实时检测汁液的浓度,检测过程不需要对植物组织进行前处理,从而避免了汁液检测过程中汁液挥发、降解或氧化造成的检测数据不准确的问题。

如图1所示,在本发明的一个实施例中,植入式植物汁液的获取装置还包括废液导出组件。废液导出组件包括:导液管90和泵91。导液管90的一端设置在集液瓶70内,导液管90的第二端延伸至壳体10的外部,泵91设置在导液管90,并位于壳体10的外部。

具体来说,集液瓶70内检测后的废液可通过导液管90在泵91的作用下导出集液瓶70。进一步地,在本实施例中,泵91与电池43通过导线60电性连接。

如图1所示,在本发明的一个实施例中,植入式植物汁液的获取装置还包括集液管71,集液管71的第一端与出液口33连接,集液管71的第二端设置在集液瓶70内。

具体来说,集液瓶70的瓶口位置还设置有集液管71插孔,集液管71的第二端通过该插孔插入集液瓶70内。

以下以图1所示的实施例为例,详细说明本发明提供的植入式植物汁液的获取装置的工作原理。

壳体10内设置第一隔板31和第二隔板32,第一隔板31和第二隔板32围成第一空间11,第一空间11用于放置集液瓶70。第一隔板31上设有出液口33,出液口33通过集液管71与集液瓶70连接,浓度传感器80设置在集液瓶70内。

过滤膜100设置在第一隔板31和壳体10的顶面之间,用于对进入第三空间13内的汁液进行过滤。活塞20与过滤膜100平行设置,活塞20的外圆面与第一隔板31以及壳体10的内壁接触,出液口33位于过滤膜100和活塞20之间。

丝杆41的一端与活塞20连接,丝杆41的另一端与电机42连接,操作人员可在远程控制控制器50,使控制器50控制电机42转动,电机42转动时可带动活塞20向远离出液口33的方向移动,活塞20移动时,第二空间12产生负压,利用负压可将进入第三空间13内的汁液经过过滤膜100过滤后由出液口33进入集液瓶70中。

汁液进入集液瓶70中后,浓度传感器80实时检测汁液的浓度,并将检测数据发送至控制器50,控制器50将收集到的数据发送至远程操作人员,以便操作人员对数据进行分析。

以下举例详细说明本发明提供的植入式植物汁液的获取装置的使用过程。

生长素是植物生长发育的重要激素,参与植物生长发育、果实膨大、植物信号转导、植物抗性等多种生物学过程。将本发明提供的植入式植物汁液的获取装置植入西瓜果实中,以检测西瓜果实中的生长素含量变化,探索生长素在京欣西瓜果实发育成熟过程中的作用和贡献。本发明提供的植入式植物汁液的获取装置的主要参数如下:壳体10的直径为15mm,长度为30mm;过滤膜100的分子量为10KD,过滤膜100的直径为5mm;电机42的功率为DC3.7V;电池43的参数为3.7v150mAh;泵91为3.7v微量泵;集液瓶70内部空间体积为500μl。在果实生长20天后开始采集京欣西瓜生长素含量,每隔2天采集1次,共采集3次,每次采集时间为上午8点,探索西瓜发育中期生长素对果实发育的影响,最终获得了三个时间段生长素的浓度,分别为:第一次93.14ng/g FW,第二次130.68ng/g FW,第三次15117ng/g FW。由以上检测结果可知,生长素含量在西瓜果实发育膨大期间含量持续升高,这可能是生长素从西瓜新生组织(如新叶或顶端生长点)运输到果实中,以及西瓜果实可能也少量合成了生长素。

采用常规的摘取、刀割、剪断或收割等方式获得植物组织,然后经过液氮研磨、缓冲液溶解、温浴、煮沸、过滤等一系列前处理过程,最终获得含有有机物和无机物的汁液需要5-24小时,耗时长,且在前处理过程中汁液易发生挥发、降解、氧化,不能准确反映植物当时的生理状态。本发明实施例提供的植入式植物汁液的获取装置,以微创方法植入植物组织内部,可以在3-10分钟内获得植物汁液,在活体收集的过程中直接采用浓度传感器实时检测汁液中目标物质的含量,检测结果精确,同时节约了99.0-99.7%的时间,节省了人工资源、节约了耗材使用成本。

最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

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