一种可用于环境DNA采样的弹匣式滤膜更换系统

一种可用于环境dna采样的弹匣式滤膜更换系统
技术领域
1.本发明属于水样采集技术领域，特别涉及一种可用于环境dna采样的弹匣式滤膜更换系统。


背景技术：

2.伴随着全球生物多样性治理新战略的推进，以及联合国《生物多样性公约》的实施，生物多样性调查研究的重要性越来越凸显。随着生物多样性调查研究的发展，通常需要对水体中的环境dna和微生物进行大规模和高频次的宏基因组分析，这就要求对水样进行大规模的过滤以及高频次的更换滤膜。不同于普通的更换滤膜场景，在环境dna采样或微生物采样场景中，还需要格外注意避免样品之间的交叉污染，避免操作过程引入新的污染，从而确保样品的独立性和检测结果的准确性。以往简单直接地更换滤膜方法，是将水样经圆片滤膜过滤之后，实验员手动打开滤头并用干净镊子取出包含样品的滤膜，随后使用干净的镊子夹取新的圆片滤膜更换上去，最后手动重新安装好滤头。不论是应用于固定地点的长期连续监测，还是应用于跟随调查船对多个地点依次采样，都意味着大规模高频次的更换圆片滤膜操作。现有技术中存在的主要问题和不足包括：由于当前这种手动更换圆片滤膜的方式，操作繁复，不同实验员可能会因为操作手法不同而引入误差。并且，这种拆开-取膜-换膜-再安装的操作流程，白白的消耗掉了大量的时间和劳动，不利于进行高频次的采样。再次，人工手动更换滤膜也容易引入污染，造成样品调查结果的偏差。最后，人工手动更换滤膜的方式，离不开人的操作，不利于自动化采样过滤，也不利于标准化的长期连续采样或在线连续监测活动。其它领域中使用的气动吸附更换滤膜的方案，容易导致滤膜之间的交叉污染。其它领域中使用的转盘式更换滤膜的方案，能够容纳的滤膜数量较少，无法满足大规模高频次的更换圆片滤膜场景的应用。
3.也即，滤膜的更换方式而言，现有技术中，通过人工进行滤膜更换，存在操作繁复、不同实验员可能会因为操作手法不同而引入误差，并且更换效率低的弊端。
4.可见，对于滤膜的更换方式，如何提高更换速度，并且降低更换过程中出现的误差，进而提高滤膜的更换效率，是本领域技术人员亟需解决的技术问题。


技术实现要素：

5.本发明提供的一种可用于环境dna采样的弹匣式滤膜更换系统，以至少解决上述技术问题。
6.为了解决上述问题，本发明的第一方面提供一种可用于环境dna采样的弹匣式滤膜更换系统，所述滤膜被壳体装配为一体结构的滤饼，所述系统包括：若干弹匣式机构，每一个所述弹匣式机构内均设置有若干滤饼，每一个所述弹匣式机构的底部设置有可水平通过一个所述滤饼的过饼通道；采样区，所述采样区设置在若干所述弹匣式机构的一侧，用于对应接收待采样的所述滤饼，以对待采样的所述滤饼进行水样采集；伸缩杆，所述伸缩杆位于若干所述弹匣式机构的另一侧，所述伸缩杆的伸缩端设置有多个顶推部，每一个所述顶
推部对应位于一个所述过饼通道的入口。
7.在第一方面中，每一个所述弹匣式机构均包括弹匣筒，所述弹匣筒内按照上下堆叠设置若干所述滤饼，所述过饼通道内自然落入有一个所述滤饼；所述采样区内设置有一底板和一顶盖，所述顶盖上间隔设置有多个用于通入采样用水的进水管道，所述底板上间隔设置有多个用于排出所述水的出水管道，其中，所述底板和所述顶盖之间，每一所述进水管道与对应设置的一所述出水管道对应位于其中一所述过饼通道的出口。
8.在第一方面中，所述底板和所述顶盖之间间隔设置有多个弹性件，所述弹性件连接在所述底板和所述顶盖之间；所述顶板上设置有一拉绳的一端，所述拉绳的另一端穿过所述伸缩杆并连接在所述伸缩杆的顶推部上；所述滤膜更换系统还包括引导构件，所述引导构件包括：引导环和连接杆，所述连接杆将所述引导环固定在所述顶盖的上方，所述引导环套设在所述拉绳上，并将所述拉绳的拉动方向引导至与所述顶盖的垂直上升方向相一致；其中，所述伸缩杆用于执行顶推动作和复位动作，当所述伸缩杆执行所述顶推动作时，所述伸缩端拉动所述拉绳，使所述拉绳的另一端拉动所述顶盖，使所述弹性件发生弹性形变，以使所述顶盖与所述底板之间形成用于放置所述滤饼的容饼空间，同时，所述伸缩端伸入所述过饼通道内将位于所述过饼通道内的滤饼顶推至所述顶板和所述底板之间，当所述伸缩杆执行复位动作时，所述拉绳恢复至原位，使所述弹性件收缩，以将所述顶盖压设在所述滤饼上。
9.在第一方面中，每一个所述顶推部与所述滤饼的外部轮廓的形状相适配。
10.在第一方面中，所述滤饼的外周侧壁上设置有金属层；所述顶推部的内侧设置有一层磁片。
11.在第一方面中，所述顶推部靠近所述滤饼的一侧设置有硅胶垫片。
12.在第一方面中，所述系统还包括进水组件，所述进水组件包括：集成水阀，所述集成水阀具有一体结构的若干阀门，每一个所述阀门的出口连通一所述进水管道；若干抽水管，每一个抽水管连通一个所述阀门的进口，所有抽水管靠近所述阀门进口的一端平齐设置；水泵，所述水泵设置在所述进水管道上。
13.在第一方面中，每一个所述抽水管上设置有刻度，且刻度的起点位于所述抽水管的平齐端。
14.在第一方面中，所述抽水管为伸缩管。
15.在第一方面中，在所述抽水管的平齐端设置有浮筒。
16.有益效果：本发明提出了一种可用于环境dna采样的弹匣式滤膜更换系统，通过设置若干弹匣式机构以及将伸缩杆的顶推部设置为多个，通过多个顶推部对应将若干弹匣式机构内的滤饼同时顶推至采样区，以实现多个滤饼同时更换的技术效果，通过伸缩杆自动顶推的方式，替代了现有技术中通过人工进行滤膜更换的方式，解决了因人工操作手法的差异导致的操作误差，提高了滤饼更换效率和更换精度。
附图说明
17.为了更清楚地说明本说明书实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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。
18.图1为本发明实施例一中可用于环境dna采样的弹匣式滤膜更换系统的结构图；
19.图2为本发明实施例一中弹匣筒、顶推部与滤饼的结构关系图；
20.图3位本发明实施例一中弹性件与顶盖、底板的连接方位示意图。
21.附图标记说明：
22.1、底板；
23.2、顶盖；
24.3、弹匣式机构；
25.4、滤饼；
26.5、固定装置；
27.6、伸缩杆；
28.602、顶推部；
29.7、过饼通道；
30.8、弹性件；
31.9、进水管道；
32.10、出水管道。
具体实施方式
33.下面将结合附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
34.同时，本说明书实施例中，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。本说明书实施例中所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明目的，并不是旨在限制本发明。
35.实施例一：
36.如图1-3所示，本实施例一提供了一种可用于环境dna采样的弹匣式滤膜更换系统，滤膜被壳体包设为一体结构的滤饼4，系统包括：若干弹匣式机构3、采样区和伸缩杆6；
37.每一个弹匣式机构3内均设置有若干滤饼4，每一个弹匣式机构3的底部设置有可水平通过一滤饼4的过饼通道7；
38.采样区设置在若干弹匣式机构3的一侧，用于对应接收待采样的滤饼4，以对待采样的滤饼4进行水样采集；
39.伸缩杆6位于若干弹匣式机构3的另一侧，伸缩杆6的伸缩端设置有多个顶推部602，每一个顶推部602对应位于一个过饼通道7的入口。
40.在上述实施例一的技术方案中，通过设置若干弹匣式机构3以及将伸缩杆6的顶推部602设置为多个，通过多个顶推部602对应将若干弹匣式机构3内的滤饼4同时顶推至采样区，以实现多个滤饼4同时更换的技术效果，通过伸缩杆6自动顶推的方式，替代了现有技术
中通过人工进行滤膜更换的方式，解决了因人工操作手法的差异导致的操作误差，提高了滤饼4更换效率和更换精度；
41.进一步地，对于弹匣式机构3和采样区的具体设置方式而言，本发明提供了一种实施方式，该实施方式包括：每一个弹匣式机构3均包括弹匣筒301，弹匣筒301内按照上下堆叠设置若干滤饼4，过饼通道7内自然落入有一个滤饼4；采样区内设置有一底板1和一顶盖2，顶盖2上间隔设置有多个用于通入采样用水的进水管道9、底板1上间隔设置有多个用于流出被采样后的采样用水的出水管道10，其中，底板1和顶盖2之间，每一进水管道9与对应设置的一出水管道10对应位于其中一过饼通道7的出口，当滤饼4被顶推至采样区时，会移动至底板1和顶盖2上，通过设置在底板1和顶盖2上的进水管道9和出水管道10进行抽滤采样和排放
42.同时，对于上述实施例一中的顶盖2和底板1之间的配合连接关系而言，本实施例一还提出一种实施方式，该实施方式包括：底板1和顶盖2之间间隔设置有多个弹性件8，弹性件8连接在底板1和顶盖2之间；顶板上设置有一拉绳的一端，拉绳的另一端穿过伸缩杆6并连接在伸缩杆6的顶推部602上；这样就使得伸缩杆6在顶推时会拉动顶盖2上升，为滤饼4进行水样采集预留放置容饼空间；同时，为了保证拉绳拉动顶盖2的方向保持垂直，本实施例一进一步提出一种实施方式，该实施方式包括：系统还包括引导构件，引导构件包括：引导环和连接杆，连接杆将引导环固定在顶盖2的上方，引导环套设在拉绳上，并将拉绳的拉动方向引导至与顶盖2的垂直上升方向相一致；其中，伸缩杆6用于执行顶推动作和复位动作，当伸缩杆6执行顶推动作时，伸缩端拉动拉绳，使拉绳的另一端拉动顶盖2，使弹性件8发生弹性形变，以使顶盖2与底板1之间形成用于放置滤饼4的容饼空间，同时，伸缩端伸入过饼通道7的内将位于过饼通道7内的滤饼4顶推至顶板和底板1之间，当伸缩杆6执行复位动作时，拉绳回复至原位，使弹性件8收缩，以将顶盖2压设在滤饼4上；
43.进一步地，在上述实施例一的伸缩杆6技术中，通过伸缩杆6的顶推部602对滤饼4进行顶推，为了保障顶推部602与滤饼4外壁的充分贴合接触，本实施例一提出一种实施方式，该实施方式包括：每一顶推部602均设置为与滤饼4的外部轮廓相适应的形状，这样就能保障顶推部602与滤饼4进行顶推接触时能够充分贴合。
44.对于上述实施例一中的弹匣筒301技术而言，本实施例一提出一种实施方式，该实施方式包括：所述滤饼4的外周侧壁上设置有金属层，且将顶推部602的内侧设置一层永久磁片，这样就能使得顶推部602与滤饼4的金属层接触时能够牢牢吸附在其外壁上，增加其顶推时的稳定性。
45.对于弹匣筒的固定方式而言，本实施例一提供一种实施方式，该实施方式包括：固定装置5，固定装置5用于固定弹匣筒；
46.以及，对于上述实施例一中的顶推部602而言，本实施例一提出一种实施方式，该实施方式包括：在顶推部602靠近滤饼4的一侧设置有硅胶垫片，这样就使得顶推部602与滤饼4的外部更加贴合；
47.具体来说，对于上述实施例一中可用于环境dna采样的弹匣式滤膜更换系统而言，本实施例一还提出一种实施方式，该实施方式包括：集成水阀、若干抽水管和水泵，集成水阀设置为一体结构的若干阀门，每一阀门的出口连通一进水管道9；每一抽水管连通一阀门的进口，且若干抽水管设置为预设长度，且所有抽水管靠近阀门进口的一端平齐设置；这样
就使得，若干抽水管远离平齐端的端部按照上下交错的长度设置，即可实现通过上下交错设置的抽水管抽取不同高度水位的水样；且水泵设置在进水管道9上，通过水泵进行水样抽取的动力源。
48.进一步地，对于上述实施例一中的抽水管而言，本实施例一还提出一种实施方式，该实施方式包括：每一抽水管上设置有刻度，且刻度的起点位于抽水管的平齐端，这样就能通过刻度来观察水位。
49.再进一步地，为了更好地使抽水管抽取不同水位的功能得到充分地发挥，本实施例一还提出一种实施方式，该实施方式包括：将抽水管设置为伸缩管，这样就可以通过伸缩管的伸缩来实现抽取水位的变化。
50.更近一步地，对于该进水组件而言，本实施例一还提出一种实施方式，该实施方式包括：在抽水管的平齐端设置有浮筒，这样即可将抽水管和集成水阀直接放置在水中，通过该浮筒实现水上漂浮，避免了人工进行抽水组件水上固定的问题。
51.请继续参阅图3，图3为弹性件与顶盖和底板的连接示意图，通过弹性件将顶盖与底板连接在一起，然后通过拉绳拉动顶盖后，通过弹性件进行复位。
52.由于该实施例二与实施例一为同一发明构思下的一个实施例，其部分结构完全相同，因此对实施例二中与实施例一实质相同的结构不再详细阐述，未详述部分请参阅实施例一即可。
53.最后应说明的是：以上上述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，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：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的范围。都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
54.尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。