[發明專利]一種全海深微生物核酸原位提取裝置

在審

• 申請號: 201910256970.0
• 申請日: 2019-04-01
• 公開（公告）號: CN109852532A
• 公開（公告）日: 2019-06-07
• 發明（設計）人: 李俊;辛永智;蔡篤思;李文莉;王勇;王綏學;王瑞星;陳俊;高兆明;賀麗生
• 申請（專利權）人: 中國科學院深海科學與工程研究所
• 主分類號: C12M1/00
• 分類號: C12M1/00;C12M1/34;C12M1/12
• 代理公司: 深圳市科進知識產權代理事務所(普通合伙) 44316
• 代理人: 曹衛良

本發明提供的全海深微生物核酸原位提取裝置，當原位提取裝置隨著深海平臺下潛至深海后，通過海水泵的作業，將大量海水注入濾膜腔完成微生物富集過濾，海水中的微生物被過濾到濾膜上，完成過濾作業后，打開深海蠕動泵，裂解液被注入濾膜腔，靜止一段時間后，濾膜上的微生物細胞裂解，細胞內核酸溶解到裂解液中，打開三通電磁換向閥，將含有核酸的裂解液注入到吸附柱上，在深海原位完成微生物及幼蟲核酸DNA及RNA吸附提取，與現有技術比較，深海原位提取的核酸信息避免溫度、壓力等環境變化對核酸信息的影響，也避免了試驗室提取過程的污染，還原了樣品原位環境下的狀態，最真實的保留了深海微生物的基因表達信息，為后續的組學分析提供寶貴的樣品。

技術領域

本發明涉及深海微生物提取技術領域，特別涉及一種全海深微生物核酸原位提取裝置。

背景技術

深海生物在整個海洋甚至全球的生態系統中扮演著重要角色。深海環境具有高靜水壓和低溫等典型特征，并且存在深海熱液、冷泉和鹽鹵池等極端環境。由于生態脅迫作用，深海生物在適應深海的極端環境過程中,必定產生了有著特殊功能的基因，蛋白和次級代謝產物。過去幾年，由于高通量測序技術的應用，深海生物的基因組數據爆炸式增長，但是由于我們對深海生物基因的功能認識還遠遠落后，這些數據所蘊藏的巨大基因資源還有待開發。功能基因是指具有明確生理生化活性和表達調控機理的DNA片段。由于有效的深海探測裝備支撐不足，對深海生物功能基因的研究存在嚴重障礙。

在傳統的采樣方式中，樣品采集后，在船上進行后續的處理。此過程中深海生物經受溫度、鹽度和靜水壓力等因素的影響，對深海特有基因表達產物的影響巨大。有些生物由于壓力的驟減導致細胞破裂，無法還原樣品原位環境下功能基因的表達信息和蛋白活性特征。盡管國內外已經開發一些深海生物采樣裝備，特別是微生物原位保壓取樣裝置的研發給整個深海生物的功能基因研究開辟了一個新天地，但由于保壓取樣器的容量小、不保溫等因素，深海特有功能基因的研究仍無法深入進行。為準確地探知深海生物功能基因的表達和作用活性，發掘深海生物的大量功能基因，原位生物樣品處理與探測技術的研發勢在必行。

發明內容

有鑒如此，有必要針對現有技術存在的缺陷，提供一種可以在原位進行微生物核酸提取，進行原位的收集和保存的一種全海深微生物核酸原位提取裝置。

為實現上述目的，本發明采用下述技術方案：

一種全海深微生物核酸原位提取裝置，包括：海水泵、蠕動泵、單向閥、第一三通閥、流量計、第二三通閥、濾膜腔、三通電磁換向閥及吸附柱，所述海水泵、所述單向閥、所述第一三通閥、所述流量計、所述第二三通閥、所述濾膜腔、所述三通電磁換向閥及所述吸附柱通過管道依次連接，所述蠕動泵連接所述單向閥的入口，其中：

當所述原位提取裝置下潛至深海后，所述海水泵注入海水，海水經所述單向閥、所述第一三通閥、所述流量計、所述第二三通閥進入所述濾膜腔，所述濾膜腔對流經的海水進行濾膜，將海水中微生物及幼蟲過濾在所述濾膜腔的濾膜上；

所述流量計檢測過濾海水的流量，并獲得過濾的海水總量，當過濾的海水達到總量要求后，關閉所述海水泵并開啟所述蠕動泵，預先配置的裂解液經所述單向閥、所述第一三通閥、所述流量計、所述第二三通閥注入到所述濾膜腔內；

所述濾膜上的微生物及幼蟲細胞裂解后生成的核酸游離于所述裂解液中，開啟所述三通電磁換向閥及所述蠕動泵，含有核酸的裂解液注入所述吸附柱中。

在一些較佳的實施例中，外部控制器可根據所述流量計測量的海水流量，調節所述海水泵和所述蠕動泵的功率。

在一些較佳的實施例中，還包括壓力傳感器，所述壓力傳感器連接于所述第二三通閥的第三路，所述壓力傳感器用于檢測液體管路的流體壓力，外部控制器通過所述流體壓力控制調節所述海水泵和蠕動泵的驅動力。

本發明采用上述技術方案的優點是：