大气压介质阻挡纳秒脉冲放电等离子体处理微生物的装置的制作方法

本实用新型涉及低温等离子体生物技术领域，尤其涉及大气压介质阻挡纳秒脉冲放电等离子体处理微生物的装置。

背景技术：

大气压介质阻挡放电(简称DBD：Dielectric Barrier Discharge)等离子体中含有大量的电子、离子、激发态原子-分子、以及自由基等活性粒子，并且伴随电场、紫外线、超声波等，可用于微生物处理，从而带来丰富的生物学效应：灭菌、刺激生物成长、引起基因诱变等，是一种非常有应用前景的生物处理技术。

目前，关于等离子体放电的方式有多种，但是就如何把等离子体技术有效应用至微生物处理中，从而达到高效、简易方便的处理效果这一点来说，还没有形成统一的认识或模式，还需要人们做进一步理论和实验研究和探索。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种结构简单，操作方便，放电效率高的大气压介质阻挡纳秒脉冲放电等离子体处理微生物的装置。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：本实用新型包括铜板地极、位于铜板地极上的气室、位于气室内部的电极头、石英皿以及连接电极头且从气室顶部垂直贯穿的调节支杆；所述气室为一开口向下的气室，垂直设置于铜板地极上，所述气室的上下端还分别设有进气口与出气口；所述石英皿位于铜板地极上，且设置于气室内部的电极头的正下方。

作为本实用新型的优选方式之一，所述气室为顶端开有开孔的圆筒形气室，所述气室与铜板地极之间还设有一密封圈。

作为本实用新型的优选方式之一，所述电极头为圆柱形电极头，包括电极座、固定于电极座上的电极以及固定圈；所述电极位于电极座的中部，电极的上端通过插头与电源相连，下端则沿其外周设有一固定圈；所述固定圈的下表面还设有至少一片石英片。

作为本实用新型的优选方式之一，所述电极的外周还设有聚四氟乙烯绝缘层。

作为本实用新型的优选方式之一，所述插头为香蕉插头，所述插头与电源之间通过一贯穿气室和调节支杆的电源连接线相连。

作为本实用新型的优选方式之一，所述调节支杆为圆柱形支杆，调节支杆与气室顶端的上表面之间通过一密封螺母固定相连，所述密封螺母的下方还设有一密封螺母底座。

作为本实用新型的优选方式之一，所述密封螺母底座的上下方还分别设有第一外螺纹和第二外螺纹；所述第一外螺纹与其上方的密封螺母的内螺纹相匹配，第二外螺纹与气室上端的内螺纹相匹配。

作为本实用新型的优选方式之一，所述密封螺母底座的上下方还分别设有一密封圈。

作为本实用新型的优选方式之一，所述调节支杆为聚四氟乙烯制调节支杆。

作为本实用新型的优选方式之一，所述进气口为氦气进气口，或者为氧气、氮气、氩气、空气进气口。

本实用新型相比现有技术的优点在于：(1)结构简单、操作方便、重复性好；(2)所需样品少、放电所需气体量少，放电效率高；(3)产生的等离子体均匀稳定、温度低，不会因为热效应而导致微生物死亡；(4)可降低脉冲放电电源的电压要求，使在较低的电压下获得高密度的均匀稳定的低温等离子体放电，从而降低了装置和处理的成本。

附图说明

图1是实施例1中的大气压介质阻挡纳秒脉冲放电等离子体处理微生物的装置的整体结构示意图；

图2是实施例1中的大气压介质阻挡纳秒脉冲放电等离子体处理微生物的装置的部分结构剖视示意图。

图中：1为铜板地极，2为气室，21为进气口，22为出气口，3为电极头，31为电极座，32为电极，33为固定圈，34为香蕉插头，35为石英片，4为石英皿，5为调节支杆，51为密封螺母，52为密封螺母底座，6为电源，7为电源连接线。

具体实施方式

下面对本实用新型的实施例作详细说明，本实施例在以本实用新型技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。

实施例1

如图1-2所示，本实施例的大气压介质阻挡纳秒脉冲放电等离子体处理微生物的装置，包括铜板地极1、位于铜板地极1上的气室2、位于气室2内部的电极头3、石英皿4以及连接电极头3且从气室2顶部垂直贯穿的调节支杆5。

气室2为顶端开有开孔的圆筒形气室，垂直设置于铜板地极1上，气室2与铜板地极1之间设有一密封圈；调节支杆5通过气室2顶端的开孔实现对其的贯穿；气室2的上下端还分别设有进气口21与出气口22，进气口21为氦气进气口，也可为氧气、氮气、氩气或空气进气口；使用时，一方面，通进气口21使气室内充满放电气体，另一方面，通过排气口22同时将气室2内原有的气体排尽。

石英皿4位于铜板地极1上，且设置于气室1内部的电极头3的正下方，其内部用于盛放带有微生物的溶液。

电极头3为圆柱形电极头，包括电极座31、固定于电极座31上的电极32以及固定圈33；电极32用于放电，位于电极座31的中部，外周设有聚四氟乙烯绝缘层；电极32具体为铜电极，其上端通过香蕉插头34与电源6相连，下端则沿其外周设有一个下表面带有一片石英片35的固定圈33，香蕉插头34与电源6之间则通过一贯穿气室2和调节支杆5的电源连接线7相连，该电极32的一系列设计均有利于产生稳定均匀的低温等离子体；

调节支杆5为圆柱形支杆，还为聚四氟乙烯制调节支杆，可通过调节调节支杆5实现电极32与石英皿4之间的距离调整；调节支杆5与气室2顶端的上表面之间通过一密封螺母51固定相连，密封螺母51的下方还设有一密封螺母底座52；密封螺母底座52的上下方还分别设有第一外螺纹和第二外螺纹；第一外螺纹与其上方的密封螺母51的内螺纹相匹配，第二外螺纹与气室2上端的内螺纹相匹配；此外，密封螺母底座52的上下方还分别设有一密封圈。

使用方法：

(1)先将密封螺母51打开，移动调节支杆5到合适位置后，旋紧密封螺母51固定；

(2)将含有微生物的溶液加入到石英皿4中，再将气室2置于铜板地极1之上；

(3)打开进气口21与出气口22，从进气口21通入气体(氦气、氧气、氮气、氩气或空气)；流量通过外接的流量计调节，通气一段时间后，将气室2内的空气通过出气口22排出，再关闭出气口22；

(4)打开电源6，调节到合适的脉冲电压值和频率值，电极32与石英皿4之间形成高密度均匀的等离子体了。

由于整个装置使用了脉冲电源、石英片35介质阻挡、小的铜电极和放电气氛的整体作用，可以将等离子体的强度和温度控制到一定程度，给予石英皿4中的微生物一定的刺激而不致于杀死细胞，而这种刺激可造成细胞发生一些变化，进而达到促进细胞增殖或基因诱变的效果。

本装置的优点在于：

(1)结构简单、操作方便、重复性好；

(2)所需样品少、放电所需气体量少，放电效率高；

(3)产生的等离子体均匀稳定、温度低，不会因为热效应而导致微生物死亡；

(4)可降低脉冲放电电源的电压要求，使在较低的电压下获得高密度的均匀稳定的低温等离子体放电，从而降低了装置和处理的成本。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。