CN117286019A - 环境dna样品自动富集和储存装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种环境DNA样品自动富集和储存装置，首先通过传送单元将样品处理组件移动至样品储存单元内，然后通过传送单元将滤膜固定组件移动至样品过滤单元上，再通过传送单元将已完成样品富集的滤膜固定组件移动至样品储存单元中的样品处理组件上，最后通过传送单元将样品处理组件移动至已完成样品富集的滤膜固定组件上；本方案通过各个装置协同配合，实现多份环境DNA样品的自动采样和保存，消除了人工操作可能带来的样品污染问题，提高了环境DNA采样富集及储存效率，满足了对多份水样中环境DNA样品的连续自动富集及滤膜中环境DNA样品的连续自动保存需求，实用性强，适于广泛推广和应用。

Description

环境DNA样品自动富集和储存装置

技术领域

本发明涉及水质采样技术领域，特别地，涉及一种环境DNA样品自动富集和储存装置。

背景技术

生物多样性是人类赖以生存和发展的重要基础，水生生物群落组成是水生态***物种多样性的主要研究对象，对于实施生物多样性保护措施及水生态健康评价起到至关重要的作用。从水体环境中获取DNA来反映水生生物物种组成、分布及丰度等信息(环境DNA条形码技术)，是一种非侵入、快速的检测手段，已经逐渐开始应用于水生态生物多样性和水生态健康评价中。

环境DNA富集作为环境DNA条形码技术应用的重要一环，直接影响水生生物物种组成。分布及丰度信息的可靠性。目前水环境DNA样品的采集一般采用较大容量的广口瓶收集表层水体样本，或者使用采水器收集不同深度水层的水体样本，然后过滤富集水体中的DNA。整个过程以人工为主，样品采集的数量很大程度上依赖所带样品瓶的多少，整个搬运也不方便，特别是应对悬浮物高的水体，过滤难度大，过滤时间长，严重影响工作效率，且在保存方式上，实验室抽滤获得的环境DNA滤膜多以低温冻冻保存，野外抽滤获得的环境DNA滤膜多以酒精或硅胶干燥保存，滤膜保存时效及效率与保存方法有关。当需要对多份水样进行过滤时，需要反复更换滤膜及装夹过滤瓶，并将过滤后的滤膜取下并置于酒精中或含干燥剂的密封袋中或冰箱冷冻保存，过程操作繁琐，工作效率低，无法满足长时间、多个样品的自动采集。

为了满足新型监测市场的需求，提高水体环境DNA采样富集工作效率及降低野外采样风险，申请号为CN202020932192.0的专利公开了一种河口水体环境DNA样品的收集装置，其包括架体杆、架体板和抽水泵体，所述架体板下表面焊接有架体杆，所述架体板内部插接有采集箱，所述采集箱内部安装有过滤板，所述采集箱下端安装有引水斗，所述引水斗下端安装有液体取样瓶，所述架体板上表面一侧安装有抽水泵体，所述抽水泵体输出端安装有波纹管组，所述波纹管组末端安装有管安装件，所述抽水泵体输入端安装有进水管，所述进水管末端安装有吸水波纹管，所述吸水波纹管末端安装有吸水管。上述技术方案虽然在一定程度上实现了水环境DNA的自动采样富集，但无法实现对环境DNA进行连续自动富集和保存。

因此，基于现有技术的缺陷，开发一种高效的水环境DNA自动富集及储存装置，确保采集的环境DNA样品的真实性、有效性，以及实现连续的、自动化的采集和保存、减少人为干扰因素，对于水生态生物多样性和水生态健康评价具有及其重要的作用。

发明内容

本发明提供了一种环境DNA样品自动富集和储存装置，以解决现有的eDNA采样和保存的过程中，需要人工参与、工作效率低，滤膜更换操作繁琐且滤膜保存不便的技术问题。

根据本发明的一个方面，提供一种环境DNA样品自动富集和储存装置，包括：滤膜固定组件储存单元，储存有多个用于通过滤膜过滤水样以提取样品的滤膜固定组件；样品过滤单元，用于与滤膜固定组件配合进行样品富集；样品处理组件储存单元，储存有多个用于对样品进行处理以保存样品的样品处理组件；样品储存单元，用于储存滤膜固定组件和/或样品处理组件；传送单元，用于在滤膜固定组件储存单元、样品过滤单元和样品储存单元之间移动滤膜固定组件，和/或用于在样品处理组件储存单元和样品储存单元之间移动样品处理组件。

作为上述技术方案的进一步改进：

进一步地，传送单元包括安装架、可活动地布设于安装架上的活动轴、布设于安装架上并与活动轴连接的用于带动活动轴周向转动的转动驱动件、布设于安装架上并与活动轴连接的用于带动活动轴竖向移动的移动驱动件以及固定于活动轴上的用于夹取滤膜固定组件的夹持臂。

进一步地，传送单元还包括用于确定传送单元的夹持端的转动位置以确保夹持臂精确地夹持滤膜固定组件的定位机构，定位机构包括套设于活动轴上的刻度盘，刻度盘上设有与滤膜固定组件储存单元、样品过滤单元和样品储存单元一一对应布设的多个刻度槽，定位机构还包括与转动驱动件电连接的用于感应刻度槽以控制转动驱动件工作进而控制夹持臂转动的感应控制器。

进一步地，定位机构还包括布设于安装架上并与滤膜固定组件储存单元、样品过滤单元和样品储存单元一一对应布设的多个定位孔，以及布设于夹持臂上的用于与定位孔插接配合以定位夹持臂的定位凸台。

进一步地，样品处理组件包括用于与滤膜固定组件堆叠连接的圆盘状主体以及布设于圆盘状主体上的用于干燥滤膜以保存样品的干燥片。

进一步地，样品处理组件储存单元包括用于储存样品处理组件的处理组件储存筒体以及布设于处理组件储存筒体内的用于带动样品处理组件轴向升降的第一升降机构，多个样品处理组件沿轴向堆叠于样品处理组件储存单元内。

进一步地，样品处理组件储存单元还包括沿样品处理组件储存筒体的径向可活动地布设的用于卡持于样品处理组件储存筒体上相邻两样品处理组件之间以便于相邻两样品处理组件分离的活动卡爪。

进一步地，样品过滤单元包括抽滤瓶，抽滤瓶的瓶口设有向瓶内延伸的内套，抽滤瓶的瓶身上开设有用于连接真空泵的抽滤嘴，抽滤嘴的轴向高度高于内套的下端的轴向高度。

进一步地，滤膜固定组件储存单元包括用于储存滤膜固定组件的滤膜固定组件储存筒体以及布设于滤膜固定组件储存筒体内的用于带动滤膜固定组件轴向升降的第二升降机构，多个滤膜固定组件沿轴向堆叠于滤膜固定组件储存单元内。

进一步地，滤膜固定组件还包括与支撑滤膜的下端面的外卡环以及与外卡环的内壁面贴合并抵压滤膜的上端面的内卡环。

本发明具有以下有益效果：

本发明的环境DNA样品自动富集和储存装置，通过滤膜固定组件固定滤膜，以使薄且易碎的滤膜与滤膜固定组件一体化，进而便于实现滤膜的移动和储存；首先通过传送单元将样品处理组件储存单元内的样品处理组件移动至样品储存单元内，然后通过传送单元将滤膜固定组件储存单元内的滤膜固定组件移动至样品过滤单元上，以通过抽吸水样使水样中的DNA样品富集于滤膜上，再通过传送单元将样品过滤单元上已完成样品富集的滤膜固定组件移动至样品储存单元中的样品处理组件上，最后通过传送单元将样品处理组件储存单元内的样品处理组件移动至样品储存单元中的滤膜固定组件上，以对滤膜固定组件中的滤膜进行处理，实现长久的保存样品，以此循环往复，完成多份水样中环境DNA样品的自动富集及滤膜中环境DNA样品的自动储存；本方案通过滤膜固定组件、滤膜固定组件储存单元、样品处理组件、样品处理组件储存单元、样品过滤单元、传送单元以及样品储存单元相互协同配合，实现多份环境DNA样品的自动采样和保存，相对于现有技术，消除了人工操作可能带来的样品污染问题，提高了环境DND采样富集及储存效率，满足了对多份水样中环境DNA样品的连续自动富集及滤膜中环境DNA样品的连续自动保存需求，实用性强，适于广泛推广和应用。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明优选实施例的环境DNA样品自动富集和储存装置的结构示意图；

图2是图1所示环境DNA样品自动富集和储存装置的分解示意图；

图3是图1所示环境DNA样品自动富集和储存装置的部分结构示意图；

图4是图3所示环境DNA样品自动富集和储存装置的分解示意图；

图5是本发明优选实施例的环境DNA样品自动富集和储存装置中滤膜固定组件的剖视图；

图6是本发明优选实施例的环境DNA样品自动富集和储存装置中滤膜固定组件储存单元的剖视图；

图7是本发明优选实施例的环境DNA样品自动富集和储存装置中样品处理组件的结构示意图；

图8是本发明优选实施例的环境DNA样品自动富集和储存装置中样品处理组件的剖视图；

图9是本发明优选实施例的环境DNA样品自动富集和储存装置中样品处理组件储存单元的剖视图；

图10是本发明优选实施例的环境DNA样品自动富集和储存装置中样品储存单元的剖视图；

图11是本发明优选实施例的环境DNA样品自动富集和储存装置中部分结构的剖视图。

图例说明：

1、滤膜固定组件；11、滤膜；12、外卡环；13、内卡环；2、滤膜固定组件储存单元；21、第二升降机构；3、样品过滤单元；31、内套；32、抽滤嘴；4、样品储存单元；5、传送单元；51、安装架；52、活动轴；53、转动驱动件；54、夹持臂；541、抵压凸台；542、进样口；55、定位机构；551、刻度盘；552、定位孔；553、定位凸台；56、移动驱动件；6、样品处理组件；61、圆盘状主体；62、干燥片；7、样品处理组件储存单元；71、第一升降机构；72、活动卡爪。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由下述所限定和覆盖的多种不同方式实施。

图1是本发明优选实施例的环境DNA样品自动富集和储存装置的结构示意图；图2是图1所示环境DNA样品自动富集和储存装置的分解示意图；图3是图1所示环境DNA样品自动富集和储存装置的部分结构示意图；图4是图3所示环境DNA样品自动富集和储存装置的分解示意图；图5是本发明优选实施例的环境DNA样品自动富集和储存装置中滤膜固定组件的剖视图；图6是本发明优选实施例的环境DNA样品自动富集和储存装置中滤膜固定组件储存单元的剖视图；图7是本发明优选实施例的环境DNA样品自动富集和储存装置中样品处理组件的结构示意图；图8是本发明优选实施例的环境DNA样品自动富集和储存装置中样品处理组件的剖视图；图9是本发明优选实施例的环境DNA样品自动富集和储存装置中样品处理组件储存单元的剖视图；图10是本发明优选实施例的环境DNA样品自动富集和储存装置中样品储存单元的剖视图；图11是本发明优选实施例的环境DNA样品自动富集和储存装置中部分结构的剖视图。

如图1-图4所示，本实施例的环境DNA样品自动富集和储存装置，包括：滤膜固定组件储存单元2，储存有多个用于通过滤膜过滤水样以提取样品的滤膜固定组件1；样品过滤单元3，用于与滤膜固定组件1配合进行样品富集；样品处理组件储存单元7，储存有多个用于对样品进行处理以保存样品的样品处理组件6；样品储存单元4，用于储存滤膜固定组件1和/或样品处理组件6；传送单元5，用于在滤膜固定组件储存单元2、样品过滤单元3和样品储存单元4之间移动滤膜固定组件1，和/或用于在样品处理组件储存单元7和样品储存单元4之间移动样品处理组件6。具体地，本发明的环境DNA样品自动富集和储存装置，通过滤膜固定组件1固定滤膜，以使薄且易碎的滤膜11与滤膜固定组件1一体化，进而便于实现滤膜11的移动和储存；首先通过传送单元5将样品处理组件储存单元7内的样品处理组件6移动至样品储存单元4内，然后通过传送单元5将滤膜固定组件储存单元2内的滤膜固定组件1移动至样品过滤单元3上，以通过抽吸水样使水样中的DNA样品富集于滤膜11上，再通过传送单元5将样品过滤单元3上已完成样品富集的滤膜固定组件1移动至样品储存单元4中的样品处理组件6上，最后通过传送单元5将样品处理组件储存单元7内的样品处理组件6移动至样品储存单元4中的滤膜固定组件1上，以对滤膜固定组件1中的滤膜11进行处理，实现长久的保存样品，以此循环往复，完成多份水样中环境DNA样品的自动富集及滤膜中环境DNA样品的自动储存；本方案通过滤膜固定组件1、滤膜固定组件储存单元2、样品处理组件6、样品处理组件储存单元7、样品过滤单元3、传送单元5以及样品储存单元4相互协同配合，实现多份环境DNA样品的自动采样和保存，相对于现有技术，消除了人工操作可能带来的样品污染问题，提高了环境DND采样富集及储存效率，满足了对多份水样中环境DNA样品的连续自动富集及滤膜11中环境DNA样品的连续自动保存需求，实用性强，适于广泛推广和应用。可选地，滤膜固定组件储存单元2、样品过滤单元3、样品处理组件储存单元7和样品储存单元4间隔布设，便于移动滤膜固定组件1和/或样品处理组件6。

如图3-图4所示，本实施例中，传送单元5包括安装架51、可活动地布设于安装架51上的活动轴52、布设于安装架51上并与活动轴52连接的用于带动活动轴52周向转动的转动驱动件53、布设于安装架51上并与活动轴52连接的用于带动活动轴52轴向移动的移动驱动件56以及固定于活动轴52上的用于夹取滤膜固定组件1的夹持臂54。具体地，首先通过移动驱动件56带动活动轴52竖向移动，以使夹持臂54的竖向高度高于待夹取的滤膜固定组件1，避免运动中发生相互干涉，然后通过转动驱动件53带动活动轴52周向转动，以使夹持臂54的夹持端位于滤膜固定组件1的上方，再通过移动驱动件56带动活动轴52竖向移动，以使夹持臂54的夹持端与滤膜固定组件1对应布设，进而夹取移动滤膜固定组件1，实现滤膜固定组件1中滤膜11的移动和储存。可选地，转动驱动件53包括布设于安装架51上的转动驱动结构、固定套设于转动驱动结构的输出端上的转动驱动轮、套设于活动轴52上的转动从动轮以及分别与转动驱动轮和转动从动轮连接的转动驱动皮带。应当理解的是，活动轴52可相对于转动从动轮竖向移动，以带动夹持臂54沿竖向移动。可选地，活动轴52的径向截面呈方形布设，转动从动轮的内孔形状与活动轴52的径向截面形状相适配。可选地，移动驱动件56包括布设于安装架51上的移动驱动结构、沿竖向布设于安装架51上的移动丝杆、固定套设于移动驱动结构的输出端上的移动驱动轮、固定套设于移动丝杆上的移动从动轮、分别与移动驱动轮和移动从动轮连接的移动驱动皮带、套设于移动丝杆的移动丝杆套以及固定套设于活动轴52上并与移动丝杆套固定连接的移动套，移动丝杆套与移动丝杆螺纹连接。可选地，移动驱动件56还包括沿竖向布设于安装架51上的两个定位杆，两个定位杆分别布设活动轴52的相对两侧，定位杆上固定套设有分别与移动丝杆套和移动套固定连接的连接套，通过定位杆和连接套对活动轴52进行定位，并确保活动轴52竖向移动平稳。可选地，转动驱动结构为电机、气缸和油缸等驱动装置中的一种。优选地，转动驱动结构为电机。可选地，移动驱动结构为电机、气缸和油缸等驱动装置中的一种。优选地，移动驱动结构为电机。可选地，夹持臂54的夹持端设有用于夹持或者松开滤膜固定组件1的电动夹爪。应当理解的是，电动夹爪的具体结构为本领域技术人员的公知技术，此处不过多赘述。可选地，夹持臂54的夹持端设有用于抵压滤膜固定组件1的抵压凸台541以及沿轴向布设于抵压凸台541上的用于连通水样的进样口542。

如图1-图4所示，本实施例中，传送单元5还包括用于确定传送单元5的夹持端的转动位置以确保夹持臂54精确地夹持滤膜固定组件1的定位机构55，定位机构55包括套设于活动轴52上的刻度盘551，刻度盘551上设有与滤膜固定组件储存单元2、样品过滤单元3和样品储存单元4一一对应布设的多个刻度槽，定位机构55还包括与转动驱动件53电连接的用于感应刻度槽以控制转动驱动件53工作进而控制夹持臂54转动的感应控制器。具体地，相邻两刻度槽之间的夹角与对应的相邻两部件之间夹角相同，即当需要将滤膜固定组件1夹取移动相应部件上，例如样品过滤单元3上时，转动驱动件53带动转动轴转动，进而带动夹持臂54转动，相应带动刻度盘551转动，当感应控制器感应到与样品过滤单元3对应布设的刻度槽时，控制转动驱动件53停止工作，此时，夹持臂54的长度方向分别与活动轴52的轴心线和对应部件的中心线相交，从而精确地夹持滤膜固定组件1。可选地，电连接包括有线电连接和无线电连接。可选地，感应控制器包括红外线感应器和PLC控制器，红外线感应器与PLC控制器电连接。

如图1-图4所示，本实施例中，定位机构55还包括布设于安装架51上并与滤膜固定组件储存单元2、样品过滤单元3和样品储存单元4一一对应布设的多个定位孔552，以及布设于夹持臂54上的用于与定位孔552插接配合以定位夹持臂54的定位凸台553。具体地，活动轴52的中心线、定位孔552的中心线与对应部件的中心线相交于同一轴线，即当夹持臂54需要夹取相应部件上的滤膜固定组件1或者移动相应部件上的滤膜固定组件1时，通过转动驱动件53使得夹持臂54的夹持端移动至相应部件上滤膜固定组件1的上方，然后通过移动驱动件56带动夹持臂54竖向移动，此时，定位凸台553与定位孔552插接配合，以保证夹持臂54的夹持端与滤膜固定组件1同轴布设，进而使夹持臂54精确地夹持滤膜固定组件1。应当理解的是，由于刻度槽具备一定的槽宽，通过感应控制器实现夹持臂54的定位时会存在一定的误差，因此，通过定位孔552和定位凸台553进一步的定位来消除误差，确保夹持臂54精确地夹持滤膜固定组件1，实现滤膜固定组件1中滤膜11的移动和储存，设计巧妙，工作稳定。可选地，定位凸台553朝向定位孔552的端部设有定位锥面，通过定位锥面提高定位精度。可选地，定位凸台553的最大直径与定位孔552的孔径相同，以确保插接配合后同轴布设。

如图1-图4所示，本实施例中，样品处理组件6包括用于与滤膜固定组件1堆叠连接的圆盘状主体61以及布设于圆盘状主体61上的用于干燥滤膜以保存样品的干燥片62。具体地，圆盘状主体61与滤膜固定组件1卡持配合，以实现轴向堆叠，进而通过干燥片干燥滤膜11，再通过样品处理组件储存单元7储存的多个样品处理组件6，以在对多份水样中环境DNA样品的连续自动富集中可以实现多个滤膜固定组件1中滤膜11的干燥，通过夹持臂54夹取样品处理组件6，以使两个样品处理组件6分别与滤膜固定组件1的上下端部卡持配合，实现滤膜固定组件1中滤膜11的干燥和密封保存，以延长环境DNA样品保存时间和避免样品受到污染而影响后续样品检测结果的真实性、准确性，即在样品储存单元4内，样品处理组件6和滤膜固定组件1依次布设，且最底端和最顶端均为样品处理组件6。应当理解的是，在样品储存单元4中，样品处理组件6对滤膜固定组件1中的滤膜11进行干燥，通过将在样品过滤单元3中已完成环境DNA样品富集的滤膜固定组件1和样品处理组件储存单元中的样品处理组件6自动转移到样品储存单元4，并利用样品处理组件6对于滤膜固定组件1进行密封的结构设计，实现滤膜中环境DNA样品的常温条件下的自动保存，消除人工操作可能带来的样品污染问题，提高了环境DNA采样富集及储存效率，满足对多份水样中环境DNA样品的连续自动富集及滤膜中环境DNA样品的连续自动保存需求。

如图1-图4所示，本实施例中，样品处理组件储存单元7包括用于储存样品处理组件6的样品处理组件储存筒体以及布设于样品处理组件储存筒体内的用于带动样品处理组件6轴向升降的第一升降机构，多个样品处理组件6沿轴向堆叠于样品处理组件储存单元7内。具体地，当需要对已完成环境DNA样品富集的滤膜固定组件1进行处理、保存时，通过第一升降机构71带动样品处理组件储存单元7内的样品处理组件6轴向向上运动，以将最上端的样品处理组件6顶出筒口。可选地，圆盘状主体61的轴向方向上的第一端面凸设有第一圆环卡台，圆盘状主体61的轴向方向上的第二端面凸设有第二圆环卡台，第一圆环卡台的外径小于第二圆环卡台的内径，或者第二圆环卡台的外径小于第一圆环卡台的内径，以实现多个样品处理组件6的轴向堆叠，便于储存于样品处理组件储存单元7中。可选地，第一升降机构71包括沿轴向布设的第一升降丝杆、输出端与第一升降丝杆连接的第一驱动结构以及套设于第一升降丝杆上的第一升降丝杆套以及与第一升降丝杆套固定连接并伸入至样品处理组件储存单元7内的第一升降平台，样品处理组件储存筒体的侧壁沿轴向开设有用于第一升降平台伸入的第一升降槽，样品处理组件轴向堆叠于第一升降平台上，第一升降丝杆套与第一升降丝杆螺纹连接。可选地，第一驱动结构为电机、气缸和油缸等驱动装置中的一种。

如图1-图4所示，本实施例中，样品处理组件储存单元7还包括沿样品处理组件储存筒体的径向可活动地布设的用于卡持于样品处理组件储存筒体上相邻两样品处理组件6之间以便于相邻两样品处理组件6分离的活动卡爪72。具体地，当需要夹取样品处理组件6时，活动卡爪72沿样品处理组件储存单元7的径向活动，以卡持于样品处理组件储存单元7上相邻两样品处理组件6之间，通过夹持臂54夹取上面的样品处理组件6，活动卡爪72卡持下面的样品处理组件6，避免夹持臂54夹取上面的样品处理组件6时把下面的样品处理组件6同步带出，便于样品处理组件储存筒体筒口处两相邻样品处理组件6的分离。

如图11所示，本实施例中，样品过滤单元3包括抽滤瓶，抽滤瓶的瓶口设有向瓶内延伸的内套31，抽滤瓶的瓶身上开设有用于连接真空泵的抽滤嘴32，抽滤嘴32的轴向高度高于内套31的下端的轴向高度。具体地，通过内套31避免水样穿过滤膜11后被真空泵吸入，从而保证已完成过滤的水样流入样品过滤单元3的瓶底。可选地，样品过滤单元3的瓶底设于排水口，抽滤时控制排水口自动关闭，抽滤结束时控制排水口自动打开，以将留存于样品过滤单元3中的水样排出。可选地，内套31朝向滤膜11的端面设有与滤膜11抵接的用于支撑滤膜11的网状结构，通过网状结构支撑滤膜11，保证滤膜11的完整性，避免滤膜11在压力作用下发生型变或破损而影响过滤效果。可选地，样品过滤单元3的外壁面上刻有显示容量的刻度线。

如图7-图9所示，如图本实施例中，滤膜固定组件储存单元2包括用于储存滤膜固定组件的滤膜固定组件储存筒体以及布设于滤膜固定组件储存筒体内的用于带动滤膜固定组件1轴向升降的第二升降机构21，多个滤膜固定组件1沿轴向堆叠于滤膜固定组件储存单元2内。具体地，当需要过滤待取样的水样时，通过第二升降机构21带动滤膜固定组件储存单元2内的滤膜固定组件1轴向向上运动，以将最上端的滤膜固定组件1顶出筒口。可选地，第二升降机构21包括沿轴向布设的第二升降丝杆、输出端与第二升降丝杆连接的第二驱动结构以及套设于第二升降丝杆上的第二升降丝杆套以及与第二升降丝杆套固定连接并伸入至滤膜固定组件储存单元2内的第二升降平台，滤膜固定组件储存筒体的侧壁沿竖向开设有用于第二升降平台伸入的第二升降槽，滤膜组件轴向堆叠于第二升降平台上，第二升降丝杆套与第二升降丝杆螺纹连接。可选地，第二驱动结构为电机、气缸和油缸等驱动装置中的一种。可选地，滤膜固定组件储存单元2和样品处理组件储存单元7相邻布设，第二升降平台呈“T”形布设并分别伸入滤膜固定组件储存单元2和样品处理组件储存单元7内，以带动滤膜固定组件1和样品处理组件6同步升降，此时，第一升降机构21和第二升降机构71为同一部件。

如图5-图6所示，本实施例中，滤膜固定组件1还包括与支撑滤膜11的下端面的外卡环12以及与外卡环12的内壁面贴合并抵压滤膜11的上端面的内卡环13。具体地，外卡环12支撑滤膜11的下端面，内卡环13与外卡环12的内壁面贴合并抵压滤膜11的上端面，以将滤膜11卡持固定，通过内卡环13和外卡环12的紧密配合，将滤膜11固定在滤膜固定组件1中，形成一个刚性的整体，便于滤膜固定组件1的夹持转移，还可避免滤膜11在样品过滤过程中发生移动而降低过滤的效果，从而影响样品检测结果的准确性和可靠性。上述滤膜固定组件1中外卡环12和内卡环13之间通过可拆卸的卡合设置，便于滤膜的取放，可以实现滤膜固定组件1的循环利用，避免资源浪费。可选地，外卡环12的内壁设有沿径向向内延伸形成的用于支撑滤膜11的下端面的第一圆形卡台，第一圆形卡台上设置有过滤孔，通过第一圆形卡台对滤膜的支撑，避免滤膜11在压力作用下发生型变或破损而影响过滤效果。优选地，外卡环12的内壁设有沿径向向内延伸形成的用于支撑滤膜11的下端面的第一环形卡台，当进行水样过滤时，通过第一环形卡台与水样承接容器上开口设置的网状结构配合，使得滤膜11的下端面与网状结构的支撑面接触，避免滤膜11在压力作用下发生型变或破损而影响过滤效果；当水样过滤完成，需要对样品进行保存而对滤膜组件进行转移时，此时对滤膜起支撑作用的第一环形卡台，与滤膜的下表面的接触面越小，能够减少水分在滤膜上的附着，有利于提高已完成过滤的滤膜固定组件1中滤膜11的干燥处理效果，有利于样品保存。可选地，外卡环12远离第一环形卡台/第一圆形卡台端的外壁设有沿径向向外延伸形成的第二环形卡台，外卡环12与第二环形卡台相互配合以便于夹持臂54夹取。可选地，第二环形卡台背离外卡环12的端面设有沿轴向延伸形成的第三环形卡台，第三环形卡台的内径大于外卡环12的外径，以实现多个滤膜固定组件1的轴向堆叠，便于储存于滤膜固定组件储存单元2中。可选地，当第一圆环卡台的外径小于第二圆环卡台的内径时，第一圆环卡台的内径大于外卡环12的外径，第二圆环卡台的内径大于第三环形卡台的外径，以实现样品处理组件6和滤膜固定组件1的轴向堆叠，便于储存于样品储存单元4中，实现滤膜固定组件1中滤膜11的密封保存。

如图3、图4和图10所示，本实施例中样品储存单元4包括样品储存筒体以及布设于样品储存筒体内的用于带动滤膜固定组件1和/或样品处理组件6轴向升降的第三升降机构，多个滤膜固定组件1和多个样品处理组件6依次堆叠于样品储存筒体内。可选地，第三升降机构包括沿轴向布设的第三升降丝杆、输出端与第三升降丝杆连接的第三驱动结构以及套设于第三升降丝杆上的第三升降丝杆套以及与第三升降丝杆套固定连接并伸入至第三储存单元4内的第三升降平台，样品储存筒体的侧壁沿竖向开设有用于第三升降平台伸入的第三升降槽，样品处理组件6和已完成环境DNA样品富集的滤膜固定组件1依次交替轴向堆叠于第三升降平台上，第三升降丝杆套与第三升降丝杆螺纹连接。可选地，环境DNA样品自动富集和储存装置包括两个样品储存单元4，两个样品储存单元4相邻布设，第三升降平台呈“T”形布设并分别伸入两个样品储存筒体内，以带动两个样品储存单元4中的样品同步升降。

如图1所示，本实施例中，环境DNA样品自动富集和储存装置还包括固定座，滤膜固定组件储存单元2、样品处理组件储存单元7和样品储存单元4以及传送单元5布设于固定座上，以使滤膜固定组件储存单元2、样品处理组件储存单元7和样品储存单元4以及传送单元5之间的相对位置固定，便于自动化换膜、样品采集和储存。

如图1-图11所示，环境DNA样品自动富集和储存装置的具体工作步骤如下：1、第一升降机构71带动样品处理组件储存单元7内的第一升降平台向上移动，以将样品处理组件储存单元7内最上端的样品处理组件6顶出样品处理组件储存单元7的筒口，转动驱动件53和移动驱动件56驱动夹持臂54移动至样品处理组件储存单元7的上方并夹取样品处理组件6，然后将样品处理组件6移动至样品储存单元4的筒口，以将样品处理组件6放置于样品储存单元4内的第三升降平台上，第三升降机构带动样品处理组件6向下移动，使样品处理组件6的上端面与样品储存单元4的筒口的上端面平齐；2、第二升降机构21带动滤膜固定组件储存单元2内的第二升降平台向上移动，以将滤膜固定组件储存单元2内最上端的滤膜固定组件1顶出滤膜固定组件储存单元2的筒口，转动驱动件53和移动驱动件56驱动夹持臂54移动至滤膜固定组件储存单元2的上方并夹取滤膜固定组件1，然后将滤膜固定组件1移动至样品过滤单元3的上方，并将滤膜固定组件1放置于样品过滤单元3的瓶口，使滤膜11的第一端面与网状结构的支撑面接触，最后松开滤膜固定组件1；3、移动驱动件56驱动夹持臂54向下移动，以使抵压凸台541抵压滤膜固定组件1，进而使进样口542的出水端紧贴滤膜11的上表面；4、真空泵工作，以通过进样口542抽取待取样水样，水样从进样口542进入并经滤膜11过滤；5、抽滤完成后，转动驱动件53和移动驱动件56驱动夹持臂54夹取滤膜固定组件1并移动至样品储存单元4的上方，此时第三升降机构驱动第三升降平台向上移动，以使样品储存单元4内的样品处理组件6与滤膜固定组件1的下半部分扣紧，然后第三升降机构驱动第三升降平台向下移动，使滤膜固定组件1进入样品储存单元4内；6、重复第1步，将下一个样品处理组件6扣紧于滤膜固定组件1的上半部分，以此循环往复，实现多份水样中环境DNA样品的连续自动富集及滤膜中环境DNA样品的连续自动保存。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种环境DNA样品自动富集和储存装置，其特征在于，包括：

滤膜固定组件储存单元(2)，储存有多个用于通过滤膜过滤水样以提取样品的滤膜固定组件(1)；

样品过滤单元(3)，用于与滤膜固定组件(1)配合进行样品富集；

样品处理组件储存单元(7)，储存有多个用于对样品进行处理以保存样品的样品处理组件(6)；

样品储存单元(4)，用于储存滤膜固定组件(1)和/或样品处理组件(6)；

传送单元(5)，用于在滤膜固定组件储存单元(2)、样品过滤单元(3)和样品储存单元(4)之间移动滤膜固定组件(1)，和/或用于在样品处理组件储存单元(7)和样品储存单元(4)之间移动样品处理组件(6)。

2.根据权利要求1所述的环境DNA样品自动富集和储存装置，其特征在于，传送单元(5)包括安装架(51)、可活动地布设于安装架(51)上的活动轴(52)、布设于安装架(51)上并与活动轴(52)连接的用于带动活动轴(52)周向转动的转动驱动件(53)、布设于安装架(51)上并与活动轴(52)连接的用于带动活动轴(52)竖向移动的移动驱动件(56)以及固定于活动轴(52)上的用于夹取滤膜固定组件(1)的夹持臂(54)。

3.根据权利要求2所述的环境DNA样品自动富集和储存装置，其特征在于，传送单元(5)还包括用于确定传送单元(5)的夹持端的转动位置以确保夹持臂(54)精确地夹持滤膜固定组件(1)的定位机构(55)，定位机构(55)包括套设于活动轴(52)上的刻度盘(551)，刻度盘(551)上设有与滤膜固定组件储存单元(2)、样品过滤单元(3)和样品储存单元(4)一一对应布设的多个刻度槽，定位机构(55)还包括与转动驱动件(53)电连接的用于感应刻度槽以控制转动驱动件(53)工作进而控制夹持臂(54)转动的感应控制器。

4.根据权利要求3所述的环境DNA样品自动富集和储存装置，其特征在于，定位机构(55)还包括布设于安装架(51)上并与滤膜固定组件储存单元(2)、样品过滤单元(3)和样品储存单元(4)一一对应布设的多个定位孔(552)，以及布设于夹持臂(54)上的用于与定位孔(552)插接配合以定位夹持臂(54)的定位凸台(553)。

5.根据权利要求1-4中任意一项所述的环境DNA样品自动富集和储存装置，其特征在于，样品处理组件(6)包括用于与滤膜固定组件(1)堆叠连接的圆盘状主体(61)以及布设于圆盘状主体(61)上的用于干燥滤膜以保存样品的干燥片。

6.根据权利要求1-4中任意一项所述的环境DNA样品自动富集和储存装置，其特征在于，样品处理组件储存单元(7)包括用于储存样品处理组件(6)的处理组件储存筒体以及布设于处理组件储存筒体内的用于带动样品处理组件(6)轴向升降的第一升降机构，多个样品处理组件(6)沿轴向堆叠于样品处理组件储存单元(7)内。

7.根据权利要求6所述的环境DNA样品自动富集和储存装置，其特征在于，样品处理组件储存单元(7)还包括沿样品处理组件储存筒体的径向可活动地布设的用于卡持于样品处理组件储存筒体上相邻两样品处理组件(6)之间以便于相邻两样品处理组件(6)分离的活动卡爪(72)。

8.根据权利要求1-4中任意一项所述的环境DNA样品自动富集和储存装置，其特征在于，样品过滤单元(3)包括抽滤瓶，抽滤瓶的瓶口设有向瓶内延伸的内套(31)，抽滤瓶的瓶身上开设有用于连接真空泵的抽滤嘴(32)，抽滤嘴(32)的轴向高度高于内套(31)的下端的轴向高度。

9.根据权利要求1-4中任意一项所述的环境DNA样品自动富集和储存装置，其特征在于，滤膜固定组件储存单元(2)包括用于储存滤膜固定组件的滤膜固定组件储存筒体以及布设于滤膜固定组件储存筒体内的用于带动滤膜固定组件(1)轴向升降的第二升降机构(21)，多个滤膜固定组件(1)沿轴向堆叠于滤膜固定组件储存单元(2)内。

10.根据权利要求1-4中任意一项所述的环境DNA样品自动富集和储存装置，其特征在于，滤膜固定组件(1)还包括与支撑滤膜(11)的下端面的外卡环(12)以及与外卡环(12)的内壁面贴合并抵压滤膜(11)的上端面的内卡环(13)。