一种阵列式超便携浮游生物样品浓缩装置的制作方法

本实用新型属于水生态监测、调查研究技术领域，具体涉及一种阵列式超便携浮游生物样品浓缩装置，该装置适合于在野外现场快速开展大批量式浮游生物样品的沉降浓缩处理。

背景技术：

近年来，以藻类水华为代表的水生态问题日益凸显，以水生态监测工作的开展日益受到重视。水生态监测对象主要包括开展水体浮游生物、底栖生物、水生植物、大型水生动物等。其中，包括浮游植物、浮游动物在内的浮游生物监测是水生态监测的关键内容。

浮游植物也称藻类，是水域初级生产者，是浮游动物(初级消费者)和鱼类(次级消费者)等直接或间接的饵料基础，对水生生态系统的能量流动和物质循环有深远影响。淡水水体中的浮游动物主要包括原生动物、轮虫、枝角类和桡足类4大类，浮游生物监测的普及开展对水生态环境保护具有重要意义。

我国目前浮游生物样品监测的预处理方法，主要采用浓缩法定量浮游植物和浮游动物，根据《淡水浮游生物调查规范》(章宗涉，1991)的方法，需将1L水样加1％鲁哥氏液后，在分液漏斗等专门沉淀器中静置沉淀24-48h，然后用虹吸法吸取上清并进一步分级沉淀，最终浓缩定容至30ml。

当前的浮游生物预处理的操作方法，需花费大量人力对样品逐一进行虹吸处理，存在样品体积需要量大、沉淀器体积大携带不便、虹吸操作易造成样品损失、分析沉淀带来误差较大、难以批量操作处理大量样品等缺点，严重制约了其在复杂多变的野外现场条件下的使用。

技术实现要素：

为了解决上述现有技术存在的问题，本实用新型提供了一种阵列式超便携浮游生物样品浓缩装置，该装置简单，体积小，操作简单方便，能同时大批量对浮游生物进行浓缩处理。

实现本实用新型上述目的所采用的技术方案为：

一种阵列式超便携浮游生物样品浓缩装置，包括底座和阵列沉降单元，底座上开设有排液机构和多个等间距分布的收集孔组，收集孔组在底座顶面上开设，各收集孔组由多个等间距分布的收集孔构成，阵列沉降单元上设有多个等间距分布的沉降通道组，各沉降通道组由多个等间距分布的沉降通道构成，各沉降通道在阵列沉降单元上沿竖直方向设置，沉降通道的个数与收集孔的个数相同，相邻沉降通道组之间的距离等于相邻收集孔组之间的距离，沉降通道组内的相邻沉降通道之间的距离等于收集孔组内相邻收集孔之间的距离，沉降通道的下端口与收集孔上端口的形状、大小均相同，阵列沉降单元置于底座上，阵列沉降单元底面与底座顶面贴合，各沉降通道分别位于与其对应的收集孔的正上方，沉降通道下端口与收集孔上端口连通。

所述的排液机构包括排液明槽和导液暗槽，排液明槽在底座顶面开设，导液暗槽开设于底座中，排液明槽的个数与收集孔组的个数相等，收集孔组与排液明槽交错分布，各排液明槽与与其相邻的收集孔组内的多个收集孔轴线所在的平面平行，相邻收集孔组之间的距离小于相邻排液明槽之间的距离，各排液明槽与与其相邻的收集孔组之间的距离大于沉降通道下端口的最大长度，导液暗槽与各排液明槽连通，导液暗槽出口与大气连通。

所述的排液机构包括排液孔组、排液暗槽和导液暗槽，排液孔组在底座顶面开设，排液暗槽和导液暗槽均开设于底座中，排液孔组、排液暗槽和收集孔组的个数相等，收集孔组与排液暗槽交错分布，各排液暗槽与与其相邻的收集孔组内的多个收集孔轴线所在的平面平行，相邻收集孔组之间的距离小于相邻排液暗槽之间的距离，各排液孔组由多个等间距分布的排液孔构成，排液孔组内的相邻排液孔之间的距离大于收集孔组内相邻收集孔之间的距离，各排液孔组分别位于与其对应的排液暗槽的上方，各排液孔分别与位于其下方的排液暗槽连通，导液暗槽与各排液暗槽连通，导液暗槽出口与大气连通。

排液机构还包括排液口和排液管，排液口设置于导液暗槽出口处，排液管的一端与排液口连接。

相邻沉降通道组底部之间设有凹槽，凹槽与与其相邻的沉降通道组内的多个沉降通道轴线所在的平面平行，相邻凹槽之间的距离小于相邻沉降通道组之间的距离，凹槽的宽度大于收集孔上端口的最大长度，凹槽的长度大于收集孔组的长度。

所述的沉降通道呈圆柱状，收集孔呈圆柱状、球缺形、倒圆锥形或倒圆台形，沉降通道的直径与收集孔的直径相等。

所述的凹槽、排液明槽均为方形槽，凹槽的宽度大于沉降通道的直径，排液明槽的宽度小于收集孔的直径，排液孔为方形孔或圆形孔，排液孔为圆形孔时，排液孔的直径小于收集孔的直径，排液孔为方形孔时，排液孔的长度小于收集孔的直径。

底座与阵列沉降单元均呈方形，沉降通道组内的多个沉降通道轴线所在的平面与阵列沉降单元宽度方向的边沿平行，收集孔组内的多个收集孔轴线所在的平面与底座宽度方向的边沿平行。

底座上设有L形的挡板，L形的挡板位于底座相邻的长度边沿和宽度边沿的正上方。

所述的沉降通道与收集孔的体积比为20:1～100:1，沉降通道、收集孔的数目为1～100个。

还包括盖板，盖板呈方形。

与现有技术相比，其有益效果和优点在于：

1、该装置采用高通量的阵列式沉降通道，可快速完成于大批量野外浮游生物样品浓缩的预处理工作，样品沉淀所需的水样体积仅为几十毫升，极大降低了野外监测花费的人力、物力。

2、该装置结构极简单，各组成部分高度模块化，且体积极小，易于维护，难以损坏，非常适用于在各种野外环境下开展水生态监测调查工作。

3、相比较于传统的浮游生物浓缩方法，该装置采用阵列式、模块化结构设计，操作简单快捷，有效避免了传统方法的复杂操作带来的较大人为误差。

4、该装置可一步快速完成大批量的水样处理，可标准化流程一步完成水样浓缩，避免了传统的虹吸法造成多次浓缩和样品损失污染率较高的问题。

附图说明

图1为实施例1中阵列式超便携浮游生物样品浓缩装置的结构示意图。

图2为实施例1中沉降单元的结构示意图。

图3为实施例1中底座的结构示意图。

图4为实施例2中底座的结构示意图。

图5为实施例2中底座的结构示意图。

其中，1-阵列通道单元，2-底座、3-盖板、4-沉降通道、5-凹槽、6-收集孔、7-排液明槽、8-挡板、9-导液暗槽、10-排液口、11-排液管、12-排液暗槽、13-排液孔。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进行详细说明。

实施例1

本实施例的阵列式超便携浮游生物样品浓缩装置的结构如图1所示，该装置包括底座、阵列沉降单元和盖板。

盖板3方形，盖板3长度为3-30cm，宽度为4-40cm，厚度为0.1-2cm，本实施例中，盖板的长度为10cm，宽度为19.2cm，厚度为0.3cm。

如图2所示，阵列沉降单元1呈方形，阵列沉降单元的长度为4-40cm，宽度为3-30cm，高度为3-40cm，本实施例中，阵列沉降单元的长度为19.2cm，宽度为10cm，高度为14.7cm。阵列沉降单元1上沿其长度方向设有等间距分布的沉降通道组，各沉降通道组由多个沿阵列沉降单元宽度方向等间距分布的沉降通道4构成，各沉降通道4沿阵列沉降单元高度方向开设，本实施例中，沉降通道组有3组，相邻沉降通道组之间的距离为56mm，每组沉降通道由3个沉降通道构成，相邻沉降通道之间的距离为10mm。沉降通道呈圆柱状，沉降通道的直径为0.1-10cm，本实施例中，沉降通道的直径为20mm，沉降通道的高度为14.7cm。

相邻沉降通道组底部之间设有方形的凹槽5，各凹槽5与阵列沉降单元1宽度方向的边沿平行，相邻凹槽5之间的距离小于相邻沉降通道组之间的距离。凹槽5的宽度大于沉降通道4的直径，凹槽5的长度等于阵列沉降单元1的宽度，凹槽的深度为0.1-10mm，本实施例中，凹槽的长度为10cm，宽度为24mm，深度为5mm，相邻凹槽之间的距离为52mm。

如图3所示，底座2呈方形，底座2的长度为4-40cm，宽度为3-30cm，厚度为0.3-10cm，本实施例中，底座的长度为23.2cm，宽度为10.0cm，厚度为3cm。底座2上沿其长度方向设有等间距分布的收集孔组，各收集孔组由多个沿底座宽度方向等间距分布的收集孔6构成，各收集孔6在底座厚度方向开设，相邻收集孔组之间的距离等于相邻沉降通道组之间的距离，各沉降通道组内的相邻沉降通道4之间的距离等于各收集孔组内相邻收集孔6之间的距离。本实施例中，收集孔组有3组，相邻收集孔组之间的距离为56mm，每组收集孔由3个收集孔组构成，相邻收集孔之间的距离为10mm。收集孔6呈圆柱状、球缺形、倒圆锥形或倒圆台形，沉降通道4的直径与收集孔6的直径相等。本实施例中，收集孔呈圆柱形，收集孔的直径为20mm，高度为3.0mm。

底座2上设有排液机构，排液机构包括排液明槽、导液暗槽、排液口和排液管，排液明槽在底座顶面开设，导液暗槽开设于底座中。排液明槽7有多个，多个排液明槽沿底座长度方向设有等间距分布，排液明槽7为方形槽，排液明槽7与底座2宽度方向的边沿平行，收集孔组的个数与排液明槽7的个数相等，收集孔组与排液明槽7交错分布，相邻收集孔组之间的距离小于相邻排液明槽7之间的距离。各排液明槽与和其相邻的收集孔组之间的距离大于沉降通道下端口的最大长度。导液暗槽与各排液明槽连通，导液暗槽出口位于底座侧面上，排液口设置于导液暗槽出口处，排液管的一端与排液口连接。本实施例中，排液明槽有三个，排液明槽宽度为5mm，深度为5mm，排液明槽与左边中间收集孔的距离为25mm，排液明槽与右边中间收集孔的距离为26mm，相邻排液明槽之间的距离为71mm。

底座2上设有L形的挡板8，L形的挡板8位于底座2相邻的长度边沿和宽度边沿的正上方，挡板8位于底座左侧宽度边沿的正上方。通过挡板的设置，可实现阵列通道单元的快速定位。

阵列沉降单元置于底座上，各沉降通道分别位于与其对应的收集孔的正上方，沉降通道与收集孔连通。

通过上述设计，形成3×3的阵列式超便携浮游生物样品浓缩装置，一次可同时完成9个水样的浓缩处理，其每个沉降通道的体积为47.124ml，每个圆孔的体积为0.9425ml；沉降通道体积/收集孔的体积比为49:1。

上述的阵列式超便携浮游生物样品浓缩装置的使用方法如下：

1、使用时，将底座顶面涂上润滑油，放置在稳定的平台上，把阵列通道单元放置于底座上，使阵列通道单元的各沉降通道分别位于底座上对应收集孔的正上方，使两者在竖直方向的投影完全重叠(通过挡板可实现快速定位)，用力按压使阵列通道单元与底座紧密接触，将待沉淀的水样逐个分别注入各个阵列通道内，溶液注满后，盖上盖板后用封口膜(美国Parafilm)密封，静置沉淀48小时，至此，沉降通道内的浮游生物已完全沉降并分离至底座上的收集孔内，得到浮游生物样品；

2、浮游生物样品分离时，一手扶住底座，另一只手小心将阵列通道单元沿其长度方向缓缓向右水平推动，至阵列通道单元的各沉降通道组位于底座上对应排液明槽的正上方，两凹槽分别位于右边的两收集孔组的正上方时，停止推动阵列通道单元，打开盖板。此时，待阵列通道单元中个各沉降通道内的溶液依次经过排水明槽、排水暗槽和排液口，最后从排液管排出。待沉降通道内的液体完全排出后，再将阵列通道单元沿着排液明槽的长度方向往外水平推动，向外水平推动的过程中，小心避免底座上的收集孔接触到阵列通道单元上的残留液体，以免浓缩样品之间相互污染，向外推动直至阵列通道单元与底座完全分离，打开盖板；

3、用移液枪将收集孔内的浮游生物样品逐一转移至小离心管内并用封口膜密封，浓缩液转移时应注意更换枪头避免样品相互污染。

4、鉴定时，将离心管内的浮游生物样品充分振荡混匀后，取0.1-1ml在光学显微镜下人工鉴定即可，如需用流式细胞仪、微流控芯片、FlowCAM等微量分析仪器时，浮游生物样品充分振荡混匀取10-200μl即可。

实施例2

本实施例的阵列式超便携浮游生物样品浓缩装置的结构与实施例1大致相同，唯一不同的在于排液机构的结构，排液机构包括排液孔组、排液暗槽、导液暗槽、排液口和排液管，排液孔组在底座顶面开设，排液暗槽和导液暗槽均开设于底座中。排液暗槽7有多个，多个排液暗槽沿底座长度方向设有等间距分布，排液暗槽为方形槽，排液暗槽与底座宽度方向的边沿平行。排液孔组、排液暗槽和收集孔组的个数相等，收集孔组与排液暗槽交错分布，相邻收集孔组之间的距离小于相邻排液暗槽之间的距离。各排液孔组由多个沿底座宽度方向等间距分布的排液孔构成，排液孔为圆形孔，排液孔组内的相邻排液孔之间的距离大于收集孔组内相邻收集孔之间的距离，各排液孔组分别位于与其对应的排液暗槽的上方，各排液孔分别与位于其下方的排液暗槽连通。导液暗槽与各排液暗槽连通，导液暗槽出口位于底座侧面上，排液口设置于导液暗槽出口处，排液管的一端与排液口连接。本实施例中，排液暗槽有三个，排液暗槽宽度为5mm，深度为5mm，排液孔组由3个排液孔构成，排液孔的直径为5mm，排液孔与左边中间收集孔的距离为25mm，排液孔与右边中间收集孔的距离为26mm。

实施例3

本实施例的阵列式超便携浮游生物样品浓缩装置的结构与实施例2大致相同，唯一不同的在于排液孔的形状，本实施例中排液孔的形状为方形孔，方形孔的长度为10mm，宽度为5mm。