一種利用等離子體對生物材料發(fā)生作用的裝置和方法
【專利摘要】本發(fā)明“一種利用等離子體對生物材料發(fā)生作用的裝置和方法”，涉及生物醫(yī)學(xué)設(shè)備，其特征在于：包括等離子體發(fā)生裝置（1）和無生物活性的污染物的潔凈工作倉（2）；所述潔凈工作倉（2）內(nèi)設(shè)置有樣本區(qū)（3），所述等離子體發(fā)生裝置（1）產(chǎn)生等離子體的作用區(qū)在潔凈工作倉（2）內(nèi)，所述樣本區(qū)（3）在所述作用區(qū)內(nèi)；所述潔凈工作倉的內(nèi)腔或壁上至少預(yù)留一個消毒裝置安裝位置。確保等離子體高效、快捷的對生物材料進(jìn)行處理同時不會被其他雜質(zhì)、微生物等污染，從而在生物領(lǐng)域有良好的應(yīng)用價值。
【專利說明】一種利用等離子體對生物材料發(fā)生作用的裝置和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及生物材料的處理裝置，特別涉及一種利用等離子體對生物材料進(jìn)行作用的裝置和方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 等離子體是物質(zhì)的第四態(tài)，是一種由大量自由電子和帶電離子為主要成分的物質(zhì)形態(tài)，宏觀上呈電中性。等離子體中的帶電粒子(電子或離子)通常都富含能量。研究表明，等離子體中大量存在的能量活性粒子可作用于生物樣品，并引起多種目標(biāo)性狀的改變，顯示出其在生物【技術(shù)領(lǐng)域】良好的應(yīng)用前景。
[0003]等離子體在生物領(lǐng)域的應(yīng)用研究，目前還非常少。李果等使用裸露電極放電產(chǎn)生常壓室溫等離子體在開放的環(huán)境中對人工構(gòu)建的質(zhì)粒DNA進(jìn)行處理，可引起DNA物質(zhì)的斷裂。目前市場上也有以殺菌消毒為目的的成套的等離子體消毒裝置，但是由于等離子體本身的穿透能力有限，作用距離短，因此在實(shí)際應(yīng)用過程中，還需要配合其他化學(xué)物質(zhì)(如過氧化氫、臭氧等)才能達(dá)到消毒的效果。
[0004]等離子體對整細(xì)胞進(jìn)行作用時可以引起細(xì)胞強(qiáng)烈的誘變效應(yīng)，基于此原理利用等離子體選育高性能突變菌株，是等離子體技術(shù)在生物學(xué)領(lǐng)域的重要應(yīng)用之一。目前很多的研究者使用不同類型的等離子體對不同的微生物進(jìn)行處理，獲得了良好的突變株，但是這些實(shí)驗(yàn)裝置或是在開放的環(huán)境中對生物樣品進(jìn)行處理，或者雖然是相對密閉的空間，但是操作過程中不能對密閉空間進(jìn)行殺菌或者與未能與外界環(huán)境有效隔絕，容易導(dǎo)致生物樣品污染，嚴(yán)重影響了等離子體裝置在研究和生產(chǎn)中的正常使用。于紅等在使用DBD等離子對微生物進(jìn)行誘變育種時，采用先手工擦拭的方法對DBD等離子體裝置內(nèi)表面進(jìn)行消毒，但不能保證整個放電空間和處理過程的潔凈。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]本發(fā)明根據(jù)上述領(lǐng)域的需求和空白，提供一種采用等離子體方法在潔凈工作艙內(nèi)對生物樣品進(jìn)行作用的裝置以及該裝置的應(yīng)用，確保等離子體高效、快捷的對生物材料進(jìn)行處理同時不會被其他雜質(zhì)、微生物等污染，從而在生物領(lǐng)域有良好的應(yīng)用價值。本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0006]一種利用等離子體對生物材料發(fā)生作用的裝置，其特征在于:包括等離子體發(fā)生裝置(I)和無生物活性的污染物的潔凈工作倉(2);所述潔凈工作倉(2)內(nèi)設(shè)置有樣本區(qū)(3)，所述等離子體發(fā)生裝置(I)產(chǎn)生等離子體的作用區(qū)在潔凈工作倉(2)內(nèi)，所述樣本區(qū)
(3)在所述作用區(qū)內(nèi)；所述潔凈工作倉的內(nèi)腔或壁上至少預(yù)留一個消毒裝置安裝位置。
[0007]所述作用區(qū)指通過所述等離子體發(fā)生裝置的放電電極(40)形成的射流區(qū)(41)，所述樣本區(qū)(3)正對所述射流區(qū)(41)。
[0008]所述樣本區(qū)(3)與放電電極形成射流區(qū)的一端(43)的相對距離在O~IOcm內(nèi)。
[0009]所述相對距離可調(diào)節(jié)。[0010]還包括一個載物支架，所述載物支架由載物端(61)和安裝端(62)以及連接載物端和安裝端的支架腿(63)構(gòu)成，所述安裝端(62)用于將所述載物支架安裝在所述潔凈工作倉(2 )內(nèi)，所述樣本區(qū)(3 )指所述載物端(61)，所述載物端(61)正對著放電電極形成射流
區(qū)的一端。
[0011]還包括一個載物支架，所述載物支架由載物端(61)和安裝端(62)以及連接載物端和安裝端的支架腿(63)構(gòu)成，所述安裝端(62)用于將所述載物支架安裝在所述潔凈工作倉(2)內(nèi)，所述樣本區(qū)(3)指所述載物端(61)，所述支架腿(63)通過調(diào)節(jié)部件(64)可調(diào)節(jié)長短從而調(diào)節(jié)所述載物端(61)與放電電極(40)之間的距離。
[0012]所述潔凈工作倉(2)還預(yù)留有用于安裝通風(fēng)系統(tǒng)的進(jìn)風(fēng)口(71)和出風(fēng)口(72)。
[0013]所述進(jìn)風(fēng)口(71)和/或出風(fēng)口(72)安裝有過濾裝置(73)。
[0014]所述過濾裝置(73)達(dá)到“GB/T14295-2008空氣過濾器”的要求，可以有效地過濾空氣中的微生物、灰塵等污染物。
[0015]所述進(jìn)風(fēng)口(71)處通入的無菌空氣，可同通過在放電區(qū)增加遮擋物或者調(diào)整進(jìn)、出口的位置的方式，保證無菌風(fēng)不干擾等離子體的正常放電和射流對生物樣品的處理。[0016]所述作用區(qū)指兩個放電電極板(41)之間的放電區(qū)(42)，所述潔凈工作倉(2)在工作狀態(tài)下是密閉的。
[0017]所述兩個放電電極板(41)之間的相對距離在0-20cm之間。
[0018]所述兩個電極板(41)安裝在所述潔凈工作倉(2)內(nèi)，并且相對設(shè)置形成所述放電區(qū)(42)。
[0019]所述放電電極板通過支架安裝在所述潔凈工作倉內(nèi)，且至少其中一個用于安裝放電電極板的支架是可調(diào)節(jié)的以調(diào)節(jié)兩塊放電電極板之間的相對位置。
[0020]還包括一個載物支架(6 )，所述載物支架由載物端(61)和安裝端(62 )以及連接載物端和安裝端的支架(63)構(gòu)成,所述安裝端(62)用于將所述載物支架安裝在所述潔凈工作倉(2 )內(nèi)，所述樣本區(qū)(3 )指所述載物端(61)，所述載物端(61)位于所述放電區(qū)(42 )內(nèi)。
[0021]所述潔凈工作倉(2)還預(yù)留有用于安裝通風(fēng)系統(tǒng)的進(jìn)風(fēng)口(71)和出風(fēng)口(72)。
[0022]所述消毒系統(tǒng)安裝位置為潔凈工作倉的壁上所預(yù)設(shè)的紫外燈燈座(51)以及所述紫外燈燈座的電源線通孔(52)，所述消毒裝置為紫外光源。
[0023]所述消毒系統(tǒng)安裝位置為潔凈工作倉的壁上所開的通孔(53)，所述消毒裝置為化學(xué)消毒氣體補(bǔ)給管，所述化學(xué)消毒氣體補(bǔ)給管外連化學(xué)消毒氣體容器(8)，所述化學(xué)消毒氣體補(bǔ)給管通過所述通孔(53)伸入所述潔凈工作艙內(nèi)(2)。
[0024]所述潔凈工作倉(2)的壁上還設(shè)置有樣品艙門。
[0025]所選擇非電極器件的選材、性狀或安裝位置等，不影響電極的正常放電。
[0026]一種利用等離子體處理生物材料的方法，其特征在于:處理生物材料采用上述任一裝置，所述等離子體發(fā)生裝置產(chǎn)生等離子體并作用于所述樣本區(qū)內(nèi)放置的生物材料。
[0027]等離子體發(fā)生裝置產(chǎn)生等離子體的作用區(qū)的氣壓1±0.5%個大氣壓，溫度小于100。。。
[0028]等離子體發(fā)生裝置產(chǎn)生等離子體的作用區(qū)的氣壓為大氣壓，溫度小于50°C。
[0029]在等離子體處理生物材料之前，采用通風(fēng)系統(tǒng)和消毒裝置安裝位置安裝的消毒裝置使?jié)崈艄ぷ鱾}的潔凈等級達(dá)到10萬級以上。[0030]處理步驟如下:
[0031](I)打開樣品艙門
[0032](2)將待處理材料放置在樣品區(qū)
[0033](3)關(guān)閉樣品艙門
[0034](4)打開消毒裝置對整個潔凈工作艙進(jìn)行消毒
[0035](5)消毒完成后，打開通風(fēng)裝置排空潔凈工作艙內(nèi)的化學(xué)殘留物質(zhì)(如臭氧、化學(xué)消毒劑等)
[0036](6)在保證樣品區(qū)和處理區(qū)潔凈的情況下，手動或使用自動裝置將樣品移動并暴露在等離子體的射流區(qū)或者放電區(qū)進(jìn)行處理
[0037](7)啟動等離子體發(fā)生裝置進(jìn)行處理
[0038] (8)在保證樣品區(qū)潔凈的情況下，手動或使用自動裝置將處理后的樣品收集到密閉的潔凈容器中
[0039](9)通過艙門取出密閉容器，并用于后期涂布、培養(yǎng)或者篩選等操作
[0040]本發(fā)明提供一種具有潔凈工作倉的用于處理生物材料的等離子體發(fā)生裝置，包括等離子體發(fā)生裝置和潔凈工作倉；所述潔凈工作倉內(nèi)設(shè)置有樣本區(qū)，所述等離子體發(fā)生裝置產(chǎn)生等離子體的作用區(qū)，在潔凈工作倉內(nèi)且對著所述樣本區(qū)；所述潔凈工作倉的內(nèi)腔或壁上至少預(yù)留一個消毒裝置安裝位置。能夠保證等離子體在一個潔凈的空間內(nèi)對生物材料進(jìn)行作用。由于等離子體作用距離短，本發(fā)明的裝置設(shè)置的樣本區(qū)在等離子體作用區(qū)內(nèi)以保證等離子體能夠有效作用于生物材料。為了實(shí)現(xiàn)潔凈工作倉的在等離子體處理生物材料期間達(dá)到預(yù)設(shè)潔凈標(biāo)準(zhǔn)，本發(fā)明的裝置預(yù)留有用于安裝消毒裝置的安裝位置，便于安裝與本發(fā)明的裝置配套的消毒裝置或者安裝其它獨(dú)立的消毒裝置。
[0041]本發(fā)明的裝置中采用的等離子發(fā)生裝置可以是目前常用的。本發(fā)明的一組實(shí)施例中，優(yōu)選通過同軸電極放電產(chǎn)生等離子體射流的等離子體發(fā)生裝置。本發(fā)明中，放電電極可以一端或全部地位于所述潔凈工作倉內(nèi)，至少一端與所述潔凈工作倉相連接，所述射流區(qū)是指從從等離子體放電電極出口起，到最遠(yuǎn)有效端。由于等離子體穿透力有限，為了實(shí)現(xiàn)等離子體對生物材料的有效作用，本發(fā)明優(yōu)選所述樣本區(qū)與電極放電氣體出口之間的相對距離在Imm~IOcm之間，更優(yōu)選地,該相對距離是可調(diào)節(jié)的。
[0042]本發(fā)明可以是通過調(diào)節(jié)放電電極的安裝方式來調(diào)節(jié)上述相對距離，例如全部伸入潔凈工作倉內(nèi)，或僅僅一端與所述潔凈工作倉鄰接，或者放電電極安裝在一定高度且可以調(diào)節(jié)位置的支架上來實(shí)現(xiàn)上述所需的相對距離的調(diào)整?；蛘咄ㄟ^改變樣本區(qū)的高度來調(diào)節(jié)相對距離，例如該組的一種優(yōu)選實(shí)施方式中，潔凈工作倉內(nèi)包括一個載物支架，所述載物支架由載物端和安裝端以及連接載物端和安裝端的支架腿構(gòu)成，所述安裝端用于將所述載物支架安裝在所述潔凈工作倉內(nèi)，所述樣本區(qū)指所述載物端，所述載物端正對著所述放電電極的射流區(qū)。為了實(shí)現(xiàn)上述相對距離可隨意調(diào)節(jié)，可通過在所述支架腿上設(shè)置一個調(diào)節(jié)部件從而調(diào)節(jié)所述相對位置，以便于在針對不同生物材料或不同處理目的靈活調(diào)節(jié)等離子體的作用距離。
[0043]更進(jìn)一步，該組的一個優(yōu)選實(shí)施例中，所述潔凈工作倉還預(yù)留有用于通風(fēng)系統(tǒng)的進(jìn)風(fēng)口和出風(fēng)口。對于使用等離子體射流區(qū)處理生物材料的情況，通風(fēng)系統(tǒng)一方面可以將滅菌時產(chǎn)生的對微生物有害的化學(xué)殘留物質(zhì)排出；另一方面也可以使保證潔凈工作艙在開放狀態(tài)依然處于潔凈狀態(tài)，即在等離子體處理生物樣品過程中通風(fēng)系統(tǒng)持續(xù)運(yùn)行，防止處理過程中手工或者自動機(jī)械操作造成的污染。
[0044]其中一個實(shí)施例中，優(yōu)選在所述射流區(qū)的上風(fēng)處設(shè)置遮擋物，使無菌風(fēng)不會干擾射流區(qū)的放電及其對生物樣品的處理。
[0045]本發(fā)明的另一組實(shí)施例中，優(yōu)選的等離子體發(fā)生裝置為介質(zhì)阻擋放電(DBD放電)裝置，所述作用區(qū)指DBD放電裝置的兩個放電電極板之間的放電區(qū)，生物材料放置在放電區(qū)內(nèi)。
[0046]該組中的一個優(yōu)選實(shí)施例中，所述兩個放電電極板之間的相對距離在O - 20cm之間，以保證等離子體能夠有效作用于生物材料。
[0047]該組實(shí)施例中，所述放電電極板須安裝在所述潔凈工作倉內(nèi)且相對設(shè)置形成所述作用區(qū)。在該組的一些實(shí)施例中，所述相對距離是可調(diào)，為實(shí)現(xiàn)可調(diào)，至少其中一個放電電極板安裝在可伸縮調(diào)節(jié)的支架上。
[0048]該組的一些實(shí)施例中，本發(fā)明的裝置還包括一個載物支架，所述載物支架由載物端和安裝端以及連接載物端和安裝端的支架構(gòu)成，所述安裝端用于將所述載物支架安裝在所述潔凈工作倉內(nèi)，所述樣本區(qū)指所述載物端，所述載物端位于所述放電區(qū)內(nèi)；可進(jìn)一步優(yōu)選為中心位置或者接近于中心位置。
[0049]該組的一個實(shí)施例中，優(yōu)選所述潔凈工作倉(2)預(yù)留有用于安裝通風(fēng)系統(tǒng)的進(jìn)風(fēng)口(71)和出風(fēng)口(72)，工作時通風(fēng)系統(tǒng)可以將滅菌時產(chǎn)生的對微生物以及化學(xué)殘留物質(zhì)排出，然后密閉潔凈工作倉進(jìn)行等離子體處理。
[0050]本發(fā)明一些實(shí)施例中，本發(fā)明的裝置配套設(shè)置有消毒裝置，所述消毒裝置為紫外光源或化學(xué)消毒氣體補(bǔ)給管，所述化學(xué)消毒氣體補(bǔ)給管外連外學(xué)化學(xué)消毒氣體容器。
[0051]當(dāng)所述消毒裝置為紫外光源時，所述消毒系統(tǒng)安裝位置為潔凈工作倉的壁上所預(yù)設(shè)的紫外燈燈座以及所述紫外燈燈座的電源線通孔。
[0052]當(dāng)所述消毒裝置為化學(xué)消毒氣體補(bǔ)給管，所述消毒系統(tǒng)安裝位置為潔凈工作倉的壁上所開的通孔，所述化學(xué)消毒氣體補(bǔ)給管通過所述通孔伸入所述潔凈工作艙內(nèi)。
[0053]本發(fā)明在采用射流區(qū)為作用區(qū)的實(shí)施例中，所述潔凈工作倉在工作狀態(tài)下要么密閉要么通風(fēng)。為實(shí)現(xiàn)密閉，潔凈工作倉與所述等離子體發(fā)生裝置的連接部位須密閉連接；預(yù)留的用于安裝消毒裝置的通孔類安裝位置(例如上述通孔，進(jìn)風(fēng)口，出風(fēng)口)在安裝有這些裝置的情況下是密閉連接，且有密閉閥門能使工作狀態(tài)下的潔凈工作倉達(dá)到密閉狀態(tài)；在未安裝上述裝置的情況下，這些通孔或進(jìn)/出風(fēng)口位置也設(shè)置有密閉閥能使工作狀態(tài)下的潔凈工作倉達(dá)到密閉狀態(tài)。
[0054]本發(fā)明中，在采用放電區(qū)為作用區(qū)的實(shí)施例中，設(shè)有通風(fēng)系統(tǒng)的情下，通風(fēng)系統(tǒng)僅僅在等離子體處理生物材料之前運(yùn)行，在處理工程中須保證潔凈工作倉內(nèi)氣流穩(wěn)定。
[0055]本發(fā)明的潔凈工作倉，內(nèi)部尺寸左右寬40~200cm，前后寬40~120cm，高40~IOOcm以內(nèi)。更優(yōu)選為左右寬120cm，前后寬80cm，上下高70cm (內(nèi)部空間尺寸)。
[0056] 本發(fā)明還提供了采用上述裝置處理生物材料的方法，處理過程中，優(yōu)選等離子體發(fā)生裝置產(chǎn)生等離子體的作用區(qū)的氣壓為大氣壓，溫度小于100°c。進(jìn)一步優(yōu)選，溫度小于50°C。在等離子體處理生物材料之前，采用通風(fēng)系統(tǒng)和消毒系統(tǒng)安裝位置安裝的消毒系統(tǒng)使?jié)崈艄ぷ鱾}的潔凈等級達(dá)到10萬級以上。具體操作步驟如下:[0057](I)打開樣品艙門
[0058](2)將待處理材料放置在樣品區(qū)
[0059](3)關(guān)閉樣品艙門
[0060](4)打開消毒裝置對整個潔凈工作艙進(jìn)行消毒
[0061](5)消毒完成后，打開通風(fēng)裝置排空潔凈工作艙內(nèi)的化學(xué)殘留物質(zhì)(如臭氧、化學(xué)消毒劑等)
[0062](6)在保證樣品區(qū)和處理區(qū)潔凈的情況下，手動或使用自動裝置將樣品移動并暴露暴露在等離子體的射流區(qū)或者放電區(qū)進(jìn)行處理
[0063](7)啟動等離子體發(fā)生裝置進(jìn)行處理
[0064](8)在保證樣品區(qū)潔凈的情況下，手動或使用自動裝置將處理后的樣品收集到密閉的潔凈容器中
[0065](9)通過艙門取出密閉容器，并用于后期涂布、培養(yǎng)或者篩選等操作
[0066]術(shù)語解釋:
[0067]潔凈等級達(dá)到10萬級:指利用光學(xué)粒子計數(shù)器對工作艙內(nèi)懸浮粒子進(jìn)行測量，十萬級以上潔凈度符合以下標(biāo)準(zhǔn):對于直徑≥0.5μπι的粒子，測量結(jié)果小于3520000/m3 ；直徑≥5 μ m的粒子，小于29300/m3.(按GB/T16292-2010醫(yī)藥工業(yè)潔凈室(區(qū))懸浮粒子的測試方法)
【專利附圖】
【附圖說明】
[0068]圖1.本發(fā)明一種裝置，作用區(qū)為射流區(qū)，其中放電電極全部位于潔凈工作倉中。
[0069]圖2.本發(fā)明一種裝置，作用區(qū)為射流區(qū)，其中放電電極部分位于潔凈工作倉中圖。
[0070]圖3.本發(fā)明一種裝置，作用區(qū)為射流區(qū)，其中放電電極形成射流區(qū)的一端與潔凈工作倉的壁鄰接。
[0071]圖4.本發(fā)明一種裝置，作用區(qū)為射流區(qū)，其中放電電極部分地位于潔凈工作倉內(nèi)，樣本區(qū)為一個載物支架的載物端，該裝置中設(shè)置有紫外光源燈座和電源線通孔。
[0072]圖5.本發(fā)明一種裝置，作用區(qū)為射流區(qū)，本發(fā)明一種裝置，作用區(qū)為射流區(qū)，其中放電電極部分地位于潔凈工作倉內(nèi)，樣本區(qū)為一個載物支架的載物端，該裝置中設(shè)置有安裝紫外光源的燈座和電源線通孔，并設(shè)置有進(jìn)風(fēng)口和出風(fēng)口。
[0073]圖6.本發(fā)明一種裝置，作用區(qū)為射流區(qū)，本發(fā)明一種裝置，作用區(qū)為射流區(qū)，其中放電電極部分地位于潔凈工作倉內(nèi)，樣本區(qū)為一個載物支架的載物端，該載物支架可伸縮調(diào)節(jié)，該裝置中設(shè)置有安裝紫外光源的燈座和電源線通孔，并設(shè)置有進(jìn)風(fēng)口和出風(fēng)口。
[0074]圖7本發(fā)明一種裝置，作用區(qū)為DBD放電區(qū)，樣本區(qū)為一個載物支架的載物端，該裝置中設(shè)置有化學(xué)消毒氣體通孔。
[0075]上述附圖中:1 一等離子體發(fā)生裝置，2 —潔凈工作倉，3 —樣本區(qū)。40 —放電電極，41 一射流區(qū)，42-放電區(qū)，51 —紫外燈燈座，52 —電源線通孔，53 —通孔，61 —載物端，61 一安裝端，63 —支架腿，64 —調(diào)節(jié)部件71 —進(jìn)風(fēng)口，72 —出風(fēng)口，73-過濾裝置，8 —化
學(xué)消毒氣體容器【具體實(shí)施方式】
[0076]以下通過【具體實(shí)施方式】來說明本發(fā)明。
[0077]如圖1~7所示，本發(fā)明提供的利用等離子體對生物材料發(fā)生作用的裝置，其特征在于:包括等離子體發(fā)生裝置(1)和無生物活性的污染物的潔凈工作倉(2);所述潔凈工作倉(2 )內(nèi)設(shè)置有樣本區(qū)(3 )，所述等離子體發(fā)生裝置(1)產(chǎn)生等離子體的作用區(qū)在潔凈工作倉(2)內(nèi)，所述樣本區(qū)(3)在所述作用區(qū)內(nèi)；所述潔凈工作倉的內(nèi)腔或壁上至少預(yù)留一個消毒裝置安裝位置。能夠保證等離子體在一個潔凈的空間內(nèi)對生物材料進(jìn)行作用。由于等離子體作用距離短，本發(fā)明的裝置設(shè)置的樣本區(qū)在等離子體作用區(qū)內(nèi)以保證等離子體能夠有效作用于生物材料。為了實(shí)現(xiàn)潔凈工作倉的在等離子體處理生物材料期間達(dá)到預(yù)設(shè)潔凈標(biāo)準(zhǔn)，本發(fā)明的裝置預(yù)留有用于安裝消毒裝置的安裝位置，便于安裝與本發(fā)明的裝置配套的消毒裝置或者安裝其它獨(dú)立的消毒裝置以保證潔凈工作倉的潔凈。
[0078]本發(fā)明的裝置中采用的等離子發(fā)生裝置可以是目前常用的根據(jù)選用的等離子體發(fā)生裝置的類型，本發(fā)明的實(shí)施例分為以下兩組:
[0079]第一組實(shí)施例:
[0080]等離子體發(fā)生裝置為:向放電電極之間通入氣體,通過放電電極放電產(chǎn)生電離氣體射流的等離子體發(fā)生裝置。
[0081]在使用中，通入的氣體通常可為:氦氣、氬氣等惰性氣體，或者以氦氣、氬氣為主要成分的混合氣體。
[0082]本組實(shí)施例中，放電電極產(chǎn)生射流的一端部分或全部地位于所述潔凈工作倉內(nèi)(如圖1和2)，至少一端與所述潔凈工作倉相鄰接(如圖3)，所述射流區(qū)從等離子體放電電極出口起。
[0083]本組實(shí)施例中，優(yōu)選所述樣本區(qū)(3)與放電電極形成射流區(qū)的一端(43)的相對距離在O~IOcm內(nèi)。
[0084]本組的實(shí)施例，優(yōu)選所述樣本區(qū)(3)與放電電極形成射流區(qū)的一端(43)的相對距離可調(diào)節(jié)。
[0085]一些實(shí)施例中通過調(diào)節(jié)放電電極的安裝位置來調(diào)節(jié)，例如全部伸入潔凈工作倉內(nèi)，或僅僅一端與所述潔凈工作倉鄰接。一些實(shí)施例中，放電電極安裝在一定高度的支架上來實(shí)現(xiàn)上述所需的相對距離。
[0086]一個實(shí)施例中，通過改變樣本區(qū)的高度，例如優(yōu)選在潔凈工作倉內(nèi)還包括一個載物支架，如圖4、5、6還包括一個載物支架(6)，所述載物支架由載物端(61)和安裝端(62)以及連接載物端和安裝端的支架腿(63 )構(gòu)成，所述安裝端(62 )用于將所述載物支架(6 )安裝在所述潔凈工作倉(2 )內(nèi)，所述樣本區(qū)(3 )指所述載物端(61)，所述載物端(61)正對著放電電極形成射流區(qū)的一端。為了實(shí)現(xiàn)上述相對距離可隨意調(diào)節(jié)，可通過在所述支架腿上設(shè)置一個調(diào)節(jié)部件(64)從而調(diào)節(jié)所述相對距離，以便于在針對不同生物材料或不同處理目的靈活調(diào)節(jié)等離子體的作用距離。
[0087]更進(jìn)一步，該組的一個優(yōu)選實(shí)施例中，所述潔凈工作倉(2 )還預(yù)留有用于安裝通風(fēng)系統(tǒng)的進(jìn)風(fēng)口(71)和出風(fēng)口(72)。對于采用射流形式的放電氣體處理生物材料的情況下，通風(fēng)系統(tǒng)一方面可以將滅菌時產(chǎn)生的對微生物以及化學(xué)殘留物質(zhì)排出，另一方面可以使?jié)崈艄ぷ鱾}在開發(fā)狀態(tài)下工作，即在等離子體處理生物樣品過程中通風(fēng)系統(tǒng)持續(xù)運(yùn)行，防止處理過程中人工或自動操作時造成對生物樣品的污染。
[0088]在進(jìn)一步優(yōu)化的實(shí)施例中，本發(fā)明所述進(jìn)風(fēng)口的設(shè)置位置使使射流區(qū)附近的風(fēng)向不影響等離子體放電和其所產(chǎn)生的等離子體射流與生物樣品間的作用。
[0089]本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)選實(shí)施例中，所述進(jìn)風(fēng)口( 71)或/和出風(fēng)口( 72 )安裝有過濾裝置(73)。
[0090]最優(yōu)選地，進(jìn)風(fēng)口和/或出風(fēng)口的過濾裝置的規(guī)格為可以達(dá)到10萬級過濾標(biāo)準(zhǔn)。
[0091]采用本組實(shí)施例所得的裝置處理生物材料的方法的過程及條件如下:
[0092]條件:等離子體的作用區(qū)的氣壓為大氣壓，溫度小于50°C，通入氣體為高純氦氣。
[0093]具體操作步驟如下:
[0094](1)打開樣品艙門
[0095](2)將待處理材料放置在樣品區(qū)
[0096](3)關(guān)閉樣品艙門
[0097](4)打開消毒裝置對整個潔凈工作艙進(jìn)行消毒
[0098](5)消毒完成后，打開通風(fēng)裝置排空潔凈工作艙內(nèi)的化學(xué)殘留物質(zhì)(如臭氧、化學(xué)消毒劑等)
[0099](6)在保證樣品區(qū)和處理區(qū)潔凈的情況下，手動或使用自動裝置將樣品移動并暴露暴露在等離子體的射流區(qū)進(jìn)行處理
[0100](7)啟動等離子體發(fā)生裝置進(jìn)行處理
[0101](8)在保證樣品區(qū)潔凈的情況下，手動或使用自動裝置將處理后的樣品收集到密閉的潔凈容器中
[0102](9)通過艙門取出密閉容器，并用于后期涂布、培養(yǎng)或者篩選等操作
[0103]第二組實(shí)施例:
[0104]等離子體發(fā)生裝置為介質(zhì)阻擋放電(DBD放電)裝置，如圖7所示。
[0105]在該組實(shí)施例中，所述作用區(qū)(4)指兩個放電電極板(41)之間的放電區(qū)(42)，所述潔凈工作倉(2 )在工作狀態(tài)下是可密閉的。
[0106]該組中的一些優(yōu)選實(shí)施例中，對所述兩個放電電極板之間的相對距離進(jìn)行了優(yōu)選，得出在0-20cm之間，可保證等離子體能夠有效作用于生物材料。
[0107]該組實(shí)施例中，所述兩個放電電極板(41)安裝在所述潔凈工作倉(2)內(nèi)，并且相對設(shè)置形成所述放電區(qū)(42)。
[0108]一些實(shí)施例中，所述相對距離是可調(diào)，為實(shí)現(xiàn)可調(diào)，至少其中一個放電電極板安裝在可伸縮調(diào)節(jié)的支架上。為了實(shí)現(xiàn)上述相對距離的可調(diào)，本發(fā)明的裝置還包括一個載物支架，所述載物支架由載物端(61)和安裝端(62)以及連接載物端和安裝端的支架腿(63)構(gòu)成，所述安裝端(62 )用于將所述載物支架安裝在所述潔凈工作倉(2 )內(nèi)，所述樣本區(qū)(3 )指所述載物端(61)，所述載物端(61)位于所述放電區(qū)(42 )內(nèi)。
[0109]該組的一個實(shí)施例中，優(yōu)選所述潔凈工作倉(2)預(yù)留有用于安裝通風(fēng)系統(tǒng)的進(jìn)風(fēng)口(71)和出風(fēng)口(72)，工作時通風(fēng)系統(tǒng)可以將滅菌時產(chǎn)生的對微生物以及化學(xué)殘留物質(zhì)排出，然后密閉潔凈工作倉進(jìn)行等離子體處理。
[0110]本發(fā)明上述兩組實(shí)施例中，其中一些配套設(shè)置有消毒裝置，一些實(shí)施例采用的消毒裝置為紫外光源，所述消毒系統(tǒng)安裝位置為潔凈工作倉的壁上所預(yù)設(shè)的紫外燈燈座(51)以及所述紫外燈燈座的電源線通孔(52 )。
[0111]另一些實(shí)施例中采用的消毒裝置化學(xué)消毒氣體補(bǔ)給管，消毒系統(tǒng)安裝位置為潔凈工作倉的壁上所開的通孔(53)，所述化學(xué)消毒氣體補(bǔ)給管外連化學(xué)消毒氣體容器(8)，所述化學(xué)消毒氣體補(bǔ)給管通過所述通孔(53)伸入所述潔凈工作艙內(nèi)(2)。
[0112]須說明的是，本發(fā)明在第一組實(shí)施例中，所述潔凈工作倉在工作狀態(tài)下要么密閉要么通風(fēng)。為實(shí)現(xiàn)密閉，潔凈工作倉與所述等離子體發(fā)生裝置的連接部位須密閉連接；預(yù)留的用于安裝消毒裝置的通孔類安裝位置(例如上述通孔，進(jìn)風(fēng)口，出風(fēng)口)在安裝有這些裝置的情況下是密閉連接，且有密閉閥門能使工作狀態(tài)下的潔凈工作倉達(dá)到密閉狀態(tài)；的未安裝上述裝置的情況下，這些通孔或進(jìn)/出風(fēng)口位置也設(shè)置有密閉閥能使工作狀態(tài)下的潔凈工作倉達(dá)到密閉狀態(tài)。
[0113]本發(fā)明第二組實(shí)施例中，設(shè)有通風(fēng)系統(tǒng)的情下，通風(fēng)系統(tǒng)僅僅在等離子體處理生物材料之前運(yùn)行，在處理工程中須保證潔凈工作倉內(nèi)無氣流。
[0114]本發(fā)明的潔凈工作倉的材料，內(nèi)部尺寸左右寬80~200cm，前后寬50~120cm，高50~IOOcm以內(nèi)。更優(yōu)選為左右寬120cm，前后寬80cm，上下高70cm (內(nèi)部空間尺寸)。
[0115]采用本發(fā)明的裝置處理生物材料的方法的過程及條件如下:
[0116]條件:等離子體的作用區(qū)的氣壓為大氣壓，溫度小于50°C。
[0117]具體操作步驟如下:
[0118](I)打開樣品艙門
[0119](2)將待處理材料放置工作艙的載物支架上，(3)關(guān)閉樣品艙門
[0120](4)打開消毒裝置對整個潔凈工作艙進(jìn)行消毒，
[0121](5)消毒完成后，打開通風(fēng)裝置排空潔凈工作艙內(nèi)的其它殘留物質(zhì)
[0122](6)將樣品放置在等離子體放電區(qū)內(nèi)的載物支架上(7)啟動等離子體發(fā)生裝置進(jìn)行處理。
[0123]實(shí)驗(yàn)例1.采用本發(fā)明第一組實(shí)施例的裝置處理生物材料的操作過程
[0124]實(shí)驗(yàn)材料:處理生長對數(shù)期的微生物菌懸液，無需預(yù)處理
[0125]操作步驟:
[0126](I)打開樣品艙門
[0127](2)將待處理材料放置在樣品區(qū)
[0128](3)關(guān)閉樣品艙門
[0129](4)打開消毒裝置對整個潔凈工作艙進(jìn)行消毒，消毒完成后，打開通風(fēng)裝置排空潔凈工作艙內(nèi)的化學(xué)殘留物質(zhì)，確保工作艙內(nèi)潔凈程度達(dá)到十萬級以上。
[0130](5)在保證樣品區(qū)和處理區(qū)潔凈的情況下，手動或使用自動裝置將樣品移動并暴露暴露在等離子體的射流區(qū)進(jìn)行處理，等離子體的作用區(qū)的氣壓控制為大氣壓，溫度控制小于50 0C ；
[0131](6)啟動等離子體發(fā)生裝置進(jìn)行處理
[0132](7)在保證樣品區(qū)潔凈的情況下，手動或使用自動裝置將處理后的樣品收集到密閉的潔凈容器中
[0133]( 8 )通過艙門取出密閉容器，并用于后期涂布、培養(yǎng)或者篩選等操作
[0134]實(shí)驗(yàn)例2.采用本發(fā)明第一組實(shí)施例的裝置處理生物材料的操作過程[0135]實(shí)驗(yàn)材料:處理生長對數(shù)期的微生物菌懸液，無需預(yù)處理
[0136]具體操作步驟如下:
[0137](I)打開樣品艙門
[0138](2)將待處理材料放置工作艙的載物支架上，
[0139](3)關(guān)閉樣品艙門
[0140](4)打開消毒裝置對整個潔凈工作艙進(jìn)行消毒，消毒完成后，打開通風(fēng)裝置排空潔凈工作艙內(nèi)的其它殘留物質(zhì)，使工作艙內(nèi)潔凈級別達(dá)到10萬級以上。[0141](5)調(diào)整載物支架將樣品移動至等離子體放電區(qū)內(nèi)，啟動等離子體發(fā)生裝置進(jìn)行處理，等離子體的作用區(qū)的氣壓為大氣壓，溫度小于50°C。
【權(quán)利要求】
1.一種利用等離子體對生物材料發(fā)生作用的裝置，其特征在于:包括等離子體發(fā)生裝置(I)和無生物活性的污染物的潔凈工作倉(2);所述潔凈工作倉(2)內(nèi)設(shè)置有樣本區(qū)(3)，所述等離子體發(fā)生裝置(I)產(chǎn)生等離子體的作用區(qū)在潔凈工作倉(2 )內(nèi)，所述樣本區(qū)(3 )在所述作用區(qū)內(nèi)；所述潔凈工作倉的內(nèi)腔或壁上至少預(yù)留一個消毒裝置安裝位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于:所述作用區(qū)指通過所述等離子體發(fā)生裝置的放電電極(40)形成的射流區(qū)(41)，所述樣本區(qū)(3)正對所述射流區(qū)(41)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于:所述樣本區(qū)(3)與放電電極形成射流區(qū)的一端(43)的相對距離在O~IOcm內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于:所述相對距離可調(diào)節(jié)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于:還包括一個載物支架，所述載物支架由載物端(61)和安裝端(62)以及連接載物端和安裝端的支架腿(63)構(gòu)成，所述安裝端(62)用于將所述載物支架安裝在所述潔凈工作倉(2 )內(nèi)，所述樣本區(qū)(3 )指所述載物端(61)，所述載物端(61)正對著放電電極形成射流區(qū)的一端。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于:還包括一個載物支架，所述載物支架由載物端(61)和安裝端(62)以及連接載物端和安裝端的支架腿(63)構(gòu)成，所述安裝端(62)用于將所述載物支架安裝在所述潔凈工作倉(2 )內(nèi)，所述樣本區(qū)(3 )指所述載物端(61)，所述支架腿(63)通過調(diào)節(jié)部件(64)可調(diào)節(jié)長短從而調(diào)節(jié)所述載物端(61)與放電電極(40)之間的距離。
7.根據(jù)權(quán)利要求1~6所述的裝置，所述潔凈工作倉(2)還預(yù)留有用于安裝通風(fēng)系統(tǒng)的進(jìn)風(fēng)口(71)和出風(fēng)口(72)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，所述 進(jìn)風(fēng)口(71)和/或出風(fēng)口(72)安裝有過濾裝置(73)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，所述過濾裝置(73)所述過濾裝置(73)達(dá)到“GB/T14295-2008空氣過濾器”的要求，可以有效地過濾空氣中的微生物、灰塵等污染物。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，所述進(jìn)風(fēng)口(71)處通入的無菌空氣，可同通過在放電區(qū)增加遮擋物或者調(diào)整進(jìn)、出口的位置的方式，保證無菌風(fēng)不干擾等離子體的正常放電和射流對生物樣品的處理。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，所述作用區(qū)指兩個放電電極板(41)之間的放電區(qū)(42),所述潔凈工作倉(2)在工作狀態(tài)下是密閉的。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的裝置，其特征在于:所述兩個放電電極板(41)之間的相對距離在0-20cm之間。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的裝置，其特征在于:所述兩個電極板(41)安裝在所述潔凈工作倉(2)內(nèi)，并且相對設(shè)置形成所述放電區(qū)(42)。
14.根據(jù)權(quán)利要求11~13任一所述的裝置，其特征在于:所述放電電極板通過支架安裝在所述潔凈工作倉內(nèi)，且至少其中一個用于安裝放電電極板的支架是可調(diào)節(jié)的以調(diào)節(jié)兩塊放電電極板之間的相對位置。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的裝置，其特征在于:還包括一個載物支架(6)，所述載物支架由載物端(61)和安裝端(62)以及連接載物端和安裝端的支架(63)構(gòu)成,所述安裝端(62)用于將所述載物支架安裝在所述潔凈工作倉(2)內(nèi)，所述樣本區(qū)(3)指所述載物端(61)，所述載物端(61)位于所述放電區(qū)(42 )內(nèi)。
16.根據(jù)權(quán)利要求13~15任一所述的裝置，其特征在于:所述潔凈工作倉(2)還預(yù)留有用于安裝通風(fēng)系統(tǒng)的進(jìn)風(fēng)口(71)和出風(fēng)口(72)。
17.根據(jù)權(quán)利要求1~16任一所述的裝置，其特征在于:所述消毒系統(tǒng)安裝位置為潔凈工作倉的壁上所預(yù)設(shè)的紫外燈燈座(51)以及所述紫外燈燈座的電源線通孔(52)，所述消毒裝置為紫外光源。
18.根據(jù)權(quán)利要求1~16任一所述的裝置，其特征在于:所述消毒系統(tǒng)安裝位置為潔凈工作倉的壁上所開的通孔(53)，所述消毒裝置為化學(xué)消毒氣體補(bǔ)給管，所述化學(xué)消毒氣體補(bǔ)給管外連化學(xué)消毒氣體容器(8)，所述化學(xué)消毒氣體補(bǔ)給管通過所述通孔(53)伸入所述潔凈工作艙內(nèi)(2)。
19.根據(jù)權(quán)利要求17或18所述的裝置，所述潔凈工作倉(2)的壁上還設(shè)置有樣品艙門。
20.根據(jù)權(quán)利要求書I~19所述的方法，其特征在于所選擇非電極器件的選材、性狀或安裝位置等，不影響電極的正常放電。 20.一種利用等離子體處理生物材料的方法，其特征在于:處理生物材料采用權(quán)利要求I~19任一所述的裝置，所述等離子體發(fā)生裝置產(chǎn)生等離子體并作用于所述樣本區(qū)內(nèi)放置的生物材料。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于:等離子體發(fā)生裝置產(chǎn)生等離子體的作用區(qū)的氣壓為1±0.5%個大氣壓，溫度小于100°C。
22.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于:等離子體發(fā)生裝置產(chǎn)生等離子體的作用區(qū)的氣壓為大氣壓，溫度小于50°C。
23.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于:在等離子體處理生物材料之前，采用消毒裝置安裝位置安裝的消毒裝置使?jié)崈艄ぷ鱾}的潔凈等級達(dá)到10萬級以上。
24.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于:處理步驟如下: (1)打開樣品艙門 (2)將待處理材料放置在樣品區(qū) (3)關(guān)閉樣品艙門 (4)打開消毒裝置對整個潔凈工作艙進(jìn)行消毒 (5)消毒完成后，打開通風(fēng)裝置排空潔凈工作艙內(nèi)的化學(xué)殘留物質(zhì)(如臭氧、化學(xué)消毒劑等) (6)在保證樣品區(qū)和處理區(qū)潔凈的情況下，手動或使用自動裝置將樣品移動并暴露暴露在等離子體的射流區(qū)或者放電區(qū)進(jìn)行處理 (7)啟動等離子體發(fā)生裝置進(jìn)行處理 (8)在保證樣品區(qū)潔凈的情況下，手動或使用自動裝置將處理后的樣品收集到密閉的潔凈容器中 (9 )通過艙門取出密閉容器，并用于后期涂布、培養(yǎng)或者篩選等操作。
【文檔編號】C12M1/12GK103911279SQ201310750560
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2013年12月31日 優(yōu)先權(quán)日:2012年12月31日
【發(fā)明者】畢鮮榮, 王立言 申請人:無錫思清源生物科技有限公司