一种外植体用无菌消毒回旋振荡器及其使用方法与流程

本发明涉及一种外植体用无菌消毒回旋振荡器及其使用方法，属于实验器材技术领域。

背景技术：

外植体消毒是植物组织培养中非常重要的环节，对物种能否建立再生体系起到决定作用。外植体常取自于自然环境或温室，表面附着大量微生物和病菌，不仅与外植体争夺养分，还会污染培养基。外植体通常要经过2种以上的消毒药剂处理，时间为2s-60min，处理时为提高杀毒效果需要不断的振荡，每种药剂处理后都要用无菌水漂洗数次，过程繁琐。在生产和实验中，消毒过程主要依靠人工进行，器材多用烧杯和镊子，消毒不均匀不彻底、费工费时、效率不高；在消毒漂洗过程中还容易漏失外植体，浪费植物材料，特别是种子、茎尖和茎段等体积和重量比较小的试材。

现在有一些用于外植体的消毒装置，如中国专利文献cn204191321u公开了一种喷淋式外植体消毒装置，该装置包括储液罐、导管、清洗柜和用于存取外植体的网状盒，清洗柜通过导管与储液罐连接，导管与清洗柜连接之处设置有喷头，喷头位于清洗柜的内部；储液罐的顶部设置有气泵和用于驱动气泵运行的第一驱动装置，气泵包括出气阀，出气阀位于储液罐的内部；清洗柜包括顶板，顶板开有通孔，网状盒插在通孔内，网状盒的外侧套接有从动轮，从动轮位于清洗柜的外部，清洗柜的顶部设置有用于驱动从动轮转动的第二驱动装置；清洗柜的底部设置有排液管，排液管上设置有排液阀。中国专利文献cn102018969a公开了一种植物体植体表面消毒装置，该消毒装置包括：储液瓶、氯气发生器、盐酸滴入管、储气瓶和灭菌瓶，其中：第一储液瓶与氯气发生器相连接，盐酸滴入管的输出端与氯气发生器相连，氯气发生器的输出端与灭菌瓶相连，灭菌瓶的底部与储气瓶的输入端相连，储气瓶的输出端与第二储液瓶相连接，第一储液瓶和第二储液瓶的底部相连通。本发明装置密闭，确保氯气不外泄；一次生成氯气后可以重复使用，节约成本；装置内氯气的量保持不变，不同的植物材料可以通过试验确定合适的消毒时间，便于把消毒条件准确量化。

但是，现有技术虽然对消毒容器增加了网状结构或动力系统，但仍存在问题：1.消毒容器功能单一，不能根据外植体来源、大小进行变化和选择，不能将一次处理的多个外植体进行有效隔离以避免病菌接触传播；2.消毒过程中需要反复将消毒容器放入、取出消毒药剂，过程繁琐，易对外植体和工作环境造成二次污染；3.动力系统(手动或自动)与外植体共享消毒容器，易造成机械损伤和二次污染；4.一次处理的外植体数量有限；5.外植体浸泡时间和振荡速率无法调节；6.有些只适用于自来水冲洗等前期消毒，不适用消毒药剂处理；7.不能提供无菌操作环境，易造成二次污染；8.振荡器多设计为往复运动或采用震动式，运动方向单一、漂洗不充分、消毒不彻底不均匀、易损伤外植体。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本发明提供一种外植体用无菌消毒回旋振荡器。

本发明还提供上述一种外植体用无菌消毒回旋振荡器的使用方法。

本发明的技术方案如下：

一种外植体用无菌消毒回旋振荡器，包括振荡器和消毒杯；振荡器包括密闭机箱以及设置在密闭机箱内的支撑台、双层振荡架和紫外灯，支撑台的下方设置有驱动电机，驱动电机通过t口旋转轴与双层振荡架的底部传动连接，双层振荡架上设置有放置消毒杯的圆形杯托。

优选的，所述密闭机箱的内壁上下各设置有一盏紫外灯。此设计的好处是，两个紫外灯分别对双层振荡架的上下区域进行杀菌照射，对密闭机箱内部提供无菌环境。

优选的，所述双层振荡架包括上下连接的上层振荡架和下层振荡架，上层振荡架和下层振荡架分别设置有四个圆形杯托，且四个圆形杯托均布在以振荡架中心为圆心的同一圆周上。此设计的好处是，圆形杯托均布设置能保证双层振荡架受力均匀，在进行振荡作业时，稳定性更好。

优选的，所述消毒杯包括杯身、杯盖和分室筛板，分室筛板置于杯身内并通过杯盖扣合杯身，分室筛板将杯身内腔分隔为多个独立的腔室。

优选的，所述杯身的杯口处设有一排液口，排液口内设有一三角筛板。

优选的，所述排液口为三角锥形，排液口的高度至少为杯身高度的二分之一。此设计的好处是，选择三角锥形的大排液口，便于液体迅速倒出。

优选的，所述杯盖包括一体连接的圆弧部和三角部。此设计的好处是，杯盖制作成与杯身顶部形状相吻合的形状，使其扣合在杯身上时，能够完全盖住杯口和排液口。

优选的，所述分室筛板为十字交叉形分室筛板，在杯身内腔的底部设置有分室筛板卡槽，十字交叉形分室筛板插在分室筛板卡槽内。

优选的，所述排液口的内壁处设置有三角筛板卡槽，三角筛板插入三角筛板卡槽内。

优选的，所述分室筛板、三角筛板上的筛孔分别为5mm、3mm、1mm、100目和200目。此设计的好处是，根据不同的实验要求，可以选择不同筛孔型号的筛板，通过卡槽插接的方式便于更换。

优选的，所述圆形杯托的高度为杯身高度的二分之一。此设计的好处是，将消毒杯放置在圆形杯托内，能够保证振荡时消毒杯的稳定。

优选的，所述支撑台上设有三个t口旋转轴，其中一个t口旋转轴位于支撑台的中心，另外两个t口旋转轴位于支撑台同一直径的两端，支撑台中心的t口旋转轴与驱动电机的输出轴传动连接。

优选的，所述t口旋转轴包括联接件、上t口螺栓和下t口螺栓，上t口螺栓和下t口螺栓分别通过螺母与联接件固定连接。

优选的，所述下层振荡架的底部设置有三个c口联接座，三个c口联接座与三个t口旋转轴一一对应连接。

优选的，所述c口联接座包括c口联接座上端和固定螺母a，c口联接座上端内开设有c口联接座凹槽，上t口螺栓穿过固定螺母a嵌合连接在c口联接座上端的c口联接座凹槽内，上t口螺栓可在c口联接座凹槽内转动，上t口螺栓的底端通过固定螺母b与联接件连接。

优选的，所述下t口螺栓穿过支撑台、联接件并通过固定螺母b与联接件连接。

优选的，所述支撑台的上方设置有透明机箱门，支撑台下方的机箱内部设有工控机，机箱的表面设置有电源开关、调速旋钮、时控旋钮、紫外灯开关和数显屏幕，电源开关、调速旋钮、时控旋钮、紫外灯开关、数显屏幕以及驱动电机均与工控机连接控制。此设计的好处是，透明机箱门将支撑台上方的机箱内部空间与外界隔离出一个无菌操作室，双层振荡架和消毒杯位于此无菌操作室内，并可通过透明机箱门观察内部情况。

一种外植体用无菌消毒回旋振荡器的使用方法，包括以下步骤：

(1)外植体消毒预处理：将外植体分割或分份，依次经流水冲洗、洗洁精浸泡、无菌水冲洗；

(2)消毒杯与无菌操作室的用前杀毒：将消毒杯放入密闭机箱内圆形杯托中，关闭机箱门，打开紫外灯对无菌操作室和消毒杯进行紫外杀毒；

(3)分放外植体并加入消毒液：紫外杀毒完成后，取出消毒杯并关闭机箱门，在超净工作台中将经过消毒预处理的外植体放入消毒杯内腔的各个腔室内；向各个腔室内倒入事先配置好的消毒液，然后扣合杯盖；

(4)无菌操作室中定时定速振荡处理：将消毒杯再次放入机箱内的圆形杯托内，关闭机箱门；打开电源开关，根据实验要求，通过调速旋钮、时控旋钮来设定电机运行的速度和时间；电机启动并按照设定的参数运行，双层振荡架进行回旋运动对外植体进行振荡消毒；

(5)消毒液的排出与冲洗：当程序结束后，打开机箱门，取下消毒杯，在超净工作台中打开杯盖，将使用后的消毒液从排液口倒出，再用无菌水对外植体进行冲洗，冲掉残留消毒液。

本发明的有益效果在于：

1)本发明外植体用无菌消毒回旋振荡器，利用十字交叉形分室筛板可将消毒杯内腔分隔为相互独立的四个腔室，能够一次性处理多种外植体的消毒作业，提高了消毒作业的效率。

2)杯口处设置有大排液口，倒液更加方便快捷，同时全封闭式杯盖能避免对操作人员的手和工作环境造成二次污染。

3)杯口处的三角筛板防止倒液时外植体漏失；十字交叉形分室筛板将外植体隔离在不同空间，避免病菌接触传播；并且三角筛板和十字交叉形分室筛板为活动设计，可随时放入和取下，两种筛板设有多种型号，可根据外植体大小进行选择。

4)本发明外植体用无菌消毒回旋振荡器，消毒杯与动力系统完全分开，互不干扰，不会对外植体造成机械损伤和二次污染；药液振荡处理由手动改进为自动，简化了人工，且振荡处理时间和速率可调，振荡消毒效果更好。

5)本发明外植体用无菌消毒回旋振荡器，具有独立的无菌操作工作室，通过紫外灯杀菌提供无菌操作环境，避免处理过程中二次污染，能够使外植体的整个消毒过程处在一个无菌环境中进行；振荡模式为回旋运动，可最大程度地还原人工振荡消毒模式，消毒均匀、彻底。

附图说明

图1为本发明无菌消毒回旋振荡器的主视图；

图2为消毒杯纵剖面图；

图3为与图2垂直方向的消毒杯纵剖面图；

图4为消毒杯盖俯视图；

图5为十字交叉形分室筛板结构示意图；

图6为装有三角筛板和分室筛板的消毒杯俯视图；

图7为圆形杯托的俯视图；

图8为本发明无菌消毒回旋振荡器的纵剖面图；

图9为c口联接座结构示意图；

图10为c口联接座仰视图；

图11为t口旋转轴结构示意图；

图12为t口双螺旋联接件结构示意图；

图13a为上t口螺栓形状结构示意图i；

图13b为上t口螺栓形状结构示意图ⅱ；

图14a为下t口螺栓形状结构示意图i；

图14b为下t口螺栓形状结构示意图ⅱ；

图15为t口旋转轴俯视图；

其中：1、消毒杯；11、消毒杯盖；12、排液口；13、三角筛板；14、三角筛板卡槽；15、十字交叉形分室筛板；16、分室筛板卡槽；2、机箱；21、无菌操作室；211、机箱门；2111、机箱门把手；212、紫外灯；213、双层振荡架；2131、上层振荡架；2132、下层振荡架；214、c口联接座；2141、c口联接座上端；2142、c口联接座凹槽；2143、固定螺母a；215、圆形杯托；216、t口旋转轴；2161、上t口螺栓；21611、螺母a圆形固定处；21612、t口双螺栓联接件六角形衔接处；21613、螺母b圆形固定处；2162、固定螺母b；2163、t口双螺栓联接件；21631、六角联接孔；2164、下t口螺栓；21641、螺母b圆形固定处；21642、t口双螺栓联接件六角形衔接处；21643、螺母b圆形固定处；21644、支撑台圆形连接处；217、支撑台；22、动力系统与操控元件；221、调速旋纽；2211、转速调节元件；222、时控旋纽；2221、时间控制元件；223、数显屏幕；2231、数显元件；224、紫外灯开关；2241、紫外灯开关元件；225、电源开关；2251、电源开关元件；226、电机。

具体实施方式

下面通过实施例并结合附图对本发明做进一步说明，但不限于此。

实施例1：

如图1所示，本实施例提供一种外植体用无菌消毒回旋振荡器，该设备主要包括振荡器和消毒杯1；振荡器包括密闭机箱2以及设置在密闭机箱内的支撑台217、双层振荡架213和紫外灯212，支撑台217的下方设置有驱动电机226，驱动电机226通过t口旋转轴216与双层振荡架213的底部传动连接，双层振荡架213上设置有放置消毒杯1的圆形杯托215。

具体而言，如图2至图6所示，消毒杯1包括杯盖11、排液口12、三角筛板13和十字交叉形分室筛板15。消毒杯盖11一端为圆弧部、一端为三角部，三角部和圆弧部为一体成型结构，便于将杯身和大排液口12全部封住，防止振荡处理时液体外溅。大排液口12为三角锥形，高度为杯身高度的二分之一，便于液体迅速排出。大排液口12与杯身衔接处内部设有三角筛板卡槽14，用来放入、取下和固定三角筛板13，三角筛板13与杯身衔接紧密；杯身底部里面设有分室筛板卡槽16，用来放入、取下和固定十字交叉形分室筛板15，十字交叉形分室筛板15与杯身衔接紧密。三角筛板13和十字交叉形分室筛板15上面设有筛孔，便于液体流出；两种筛板根据筛孔大小设有不同型号，不同型号筛板上的孔径分别为5mm、3mm、1mm或筛孔数量为100目、200目，可根据外植体大小选择筛板型号；十字交叉形分室筛板15将一次处理的多个外植体分隔在4个不同空间，起到隔离外植体、避免病菌接触传播的作用。

如图8所示，双层振荡架213包括上层振荡架2131和下层振荡架2132，上下两层的振荡架通过两侧的立板连接，上下两层振荡架上分别有四个圆形杯托215，消毒杯1放在圆形杯托215内，起到振荡时固定消毒杯1的作用，圆形杯托高度为杯身高度的二分之一，每层的四个圆形杯托215均布在以双层振荡架213中心为圆心的同一圆周上；下层振荡架2132的底部中轴线上固定有3个c口联接座214，包括c口联接座上端2141和固定螺母a2143两部分，3个c口联接座214等间距分布。

支撑台217上方的机箱部分为一个独立的无菌操作室21，并配有专门的透明机箱门211，用来隔离内部无菌操作环境与外界环境；无菌操作室21后侧内壁上固定有两盏杀菌用紫外灯212。支撑台217上共设有3个t口旋转轴216，3个t口旋转轴216位于支撑台217中轴线，用于一一对应转动联接3个c口联接座214，其中一个t口旋转轴216位于支撑台217的中心，另外两个t口旋转轴216位于支撑台217同一直径的两端，支撑台中心的t口旋转轴216与驱动电机226的输出轴传动连接。t口旋转轴216包括上t口螺栓2161、下t口螺栓2164、t口双螺栓联接件2163和3枚固定螺母b2162。c口联接座214用于嵌合联接上t口螺栓2161，上t口螺栓2161可以在c口联接座凹槽2142内转动。下t口螺栓2164通过固定螺母b2162将t口旋转轴216固定在支撑台217下面防止脱离，通电后可作自转运动。上t口螺栓2161、下t口螺栓2164通过t口双螺旋联接件2163固定联接；t口双螺旋联接件2163两侧各有一个六角联接孔21631；上t口螺栓2161、下t口螺栓2164与固定螺母a2143、固定螺母b2162连接部分21611、21641、21643为圆形，与六角联接孔21631联接部分21612、21642为六角形。

机箱门211外侧设有机箱门把手2111，便于开关机箱门。机箱2外表面有调速旋纽221、时控旋纽222、紫外灯开关224、电源开关225和数显屏幕223，内部分别与转速调节元件2211、时间控制元件2221、电源开关元件2251、紫外灯开关元件2241和数显元件2231相连，最终与机箱内的工控机连接并由其控制，具体连接线路按照常规技术可实现；机箱2内部电机226与支撑台中部的t口旋转轴216咬合联接，通电后t口旋转轴216下部自转，带动上t口螺栓2161绕电机中轴作圆周运动；与上t口螺栓2161嵌合活动联接的3个c口联接座214，相应地绕下t口螺栓2164作圆周运动，进而带动双层振荡架作回旋运动，从而实现振荡架上的消毒杯模拟人手来回旋转摇晃消毒的目的。

实施例2：

本实施例提供一种外植体用无菌消毒回旋振荡器的使用方法，所用振荡器为实施例1中所述的技术方案，其具体操作过程如下：

(1)外植体消毒预处理：选择大小为2cm左右、有健壮饱满芽的石榴茎段外植体32个，放于漏筐中置于自来水龙头下冲洗，用0.5％市售洗洁精溶液浸泡10min，流水冲净；无菌水冲洗2遍；

(2)消毒杯与无菌操作室的用前杀毒：选5mm型号的三角筛板13和十字交叉形分室筛板15，安装于八个消毒杯1内相应的三角筛板卡槽14和分室筛板卡槽16中，放入机箱2双层振荡架213的八个圆形杯托215内，关闭机箱门211，打开电源开关225和紫外灯开关224，通过时控旋纽222调节紫外灯消毒时间为40min；40min后迅速取出消毒杯1并关上机箱门211；

(3)分放外植体，加入第一种消毒液：在超净工作台中，在消毒杯1每个分室中放入1个外植体；八个消毒杯中分别倒入一半75％的酒精，扣上盖子11；

(4)无菌操作室中定时定速振荡处理：八个消毒杯1再次放入机箱2圆形杯托215内并关闭机箱门211；打开机箱2上的电源开关225，通过时控旋纽222调整时间为25s，通过调速旋纽221调整转速为180r/min；通过数显屏幕223核对信息；25s后振荡架213停止回旋运动；打开机箱门211，迅速取下消毒杯1并关上机箱门211，在超净工作台中打开杯盖11，将酒精倒入回收容器中，三角筛板13和十字交叉形分室筛板15有效阻止了茎段随酒精流出；倒入无菌水冲洗2次；

(5)加入第二种消毒液并振荡处理：在超净工作台中，在八个消毒杯1中分别倒入10％的naclo，盖好盖子11；重复步骤(4)，不同的是：将时间调整为6min，转速调整为150r/min，无菌水冲洗次数为5次；

(6)外植体接种至培养基：最后取下八个消毒杯1，在超净工作台中用多把无菌镊子依次轮流夹出茎段，分别放入湿热灭菌、铺有滤纸的培养皿中，外植体之间不要接触，用解剖刀切去多余部分、调整大小，接种于经湿热灭菌、成分合适的培养基中。

实施例3：

本实施例提供一种外植体用无菌消毒回旋振荡器的使用方法，所用振荡器为实施例1中所述的技术方案，其具体操作过程如下：

(1)外植体消毒预处理：称取8份1g(共8g)无霉变的番茄种子，置于100目网兜中在自来水龙头下冲洗，用1％市售洗洁精溶液浸泡15min，流水冲净；无菌水冲洗2遍；

(2)消毒杯与无菌操作室的用前杀毒：选100目型号的三角筛板13和十字交叉形分室筛板15，安装于消毒杯1内相应的三角筛板卡槽14和分室筛板卡槽16中，放入机箱2双层振荡架213的八个圆形杯托215内，关闭机箱门211，打开电源开关225和紫外灯开关224，通过时控旋纽222调节紫外灯消毒时间为30min；30min后迅速取出消毒杯1并关上机箱门211；

(3)分放外植体，加入第一种消毒液：在超净工作台中，每个消毒杯1中放1份外植体，即每个分室中放入1/4份外植体，8个消毒杯1中分别倒入一半75％的酒精，盖好盖子11；

(4)无菌操作室中定时定速振荡处理：八个消毒杯1再次放入机箱2圆形杯托215内并关闭机箱门211；打开机箱2上的电源开关225，通过时控旋纽222调整时间为25s，通过调速旋纽221调整转速为200r/min；通过数显屏幕223核对信息；25s后振荡架213停止回旋运动；打开机箱门211，迅速取下消毒杯1并关上机箱门211，在超净工作台中打开杯盖11，将酒精倒入回收容器中，三角筛板13和十字交叉形分室筛板15有效阻止了种子随酒精流出；倒入无菌水冲洗2次；

(5)加入第二种消毒液并振荡处理：在超净工作台中，8个消毒杯1中分别倒入10％的naclo，盖好盖子11；重复步骤(4)，不同的是：将时间调整为7min，转速调整为180r/min，无菌水冲洗次数为5次；

(6)外植体接种至培养基：取下8个消毒杯，在超净工作台中用多把无菌金属药匙依次轮流刮取种子，分别放入湿热灭菌、铺有滤纸的培养皿中，各分室种子要分开放，吸干水分后接种于经湿热灭菌、成分合适的培养基中。