大氣壓介質阻擋納秒脈衝放電等離子體處理微生物的裝置的製作方法

2023-07-21 04:02:26 2

本實用新型涉及低溫等離子體生物技術領域，尤其涉及大氣壓介質阻擋納秒脈衝放電等離子體處理微生物的裝置。

背景技術：

大氣壓介質阻擋放電(簡稱DBD：Dielectric Barrier Discharge)等離子體中含有大量的電子、離子、激發態原子-分子、以及自由基等活性粒子，並且伴隨電場、紫外線、超聲波等，可用於微生物處理，從而帶來豐富的生物學效應：滅菌、刺激生物成長、引起基因誘變等，是一種非常有應用前景的生物處理技術。

目前，關於等離子體放電的方式有多種，但是就如何把等離子體技術有效應用至微生物處理中，從而達到高效、簡易方便的處理效果這一點來說，還沒有形成統一的認識或模式，還需要人們做進一步理論和實驗研究和探索。

技術實現要素：

本實用新型的目的在於克服現有技術的不足，提供了一種結構簡單，操作方便，放電效率高的大氣壓介質阻擋納秒脈衝放電等離子體處理微生物的裝置。

本實用新型是通過以下技術方案實現的：本實用新型包括銅板地極、位於銅板地極上的氣室、位於氣室內部的電極頭、石英皿以及連接電極頭且從氣室頂部垂直貫穿的調節支杆；所述氣室為一開口向下的氣室，垂直設置於銅板地極上，所述氣室的上下端還分別設有進氣口與出氣口；所述石英皿位於銅板地極上，且設置於氣室內部的電極頭的正下方。

作為本實用新型的優選方式之一，所述氣室為頂端開有開孔的圓筒形氣室，所述氣室與銅板地極之間還設有一密封圈。

作為本實用新型的優選方式之一，所述電極頭為圓柱形電極頭，包括電極座、固定於電極座上的電極以及固定圈；所述電極位於電極座的中部，電極的上端通過插頭與電源相連，下端則沿其外周設有一固定圈；所述固定圈的下表面還設有至少一片石英片。

作為本實用新型的優選方式之一，所述電極的外周還設有聚四氟乙烯絕緣層。

作為本實用新型的優選方式之一，所述插頭為香蕉插頭，所述插頭與電源之間通過一貫穿氣室和調節支杆的電源連接線相連。

作為本實用新型的優選方式之一，所述調節支杆為圓柱形支杆，調節支杆與氣室頂端的上表面之間通過一密封螺母固定相連，所述密封螺母的下方還設有一密封螺母底座。

作為本實用新型的優選方式之一，所述密封螺母底座的上下方還分別設有第一外螺紋和第二外螺紋；所述第一外螺紋與其上方的密封螺母的內螺紋相匹配，第二外螺紋與氣室上端的內螺紋相匹配。

作為本實用新型的優選方式之一，所述密封螺母底座的上下方還分別設有一密封圈。

作為本實用新型的優選方式之一，所述調節支杆為聚四氟乙烯制調節支杆。

作為本實用新型的優選方式之一，所述進氣口為氦氣進氣口，或者為氧氣、氮氣、氬氣、空氣進氣口。

本實用新型相比現有技術的優點在於：(1)結構簡單、操作方便、重複性好；(2)所需樣品少、放電所需氣體量少，放電效率高；(3)產生的等離子體均勻穩定、溫度低，不會因為熱效應而導致微生物死亡；(4)可降低脈衝放電電源的電壓要求，使在較低的電壓下獲得高密度的均勻穩定的低溫等離子體放電，從而降低了裝置和處理的成本。

附圖說明

圖1是實施例1中的大氣壓介質阻擋納秒脈衝放電等離子體處理微生物的裝置的整體結構示意圖；

圖2是實施例1中的大氣壓介質阻擋納秒脈衝放電等離子體處理微生物的裝置的部分結構剖視示意圖。

圖中：1為銅板地極，2為氣室，21為進氣口，22為出氣口，3為電極頭，31為電極座，32為電極，33為固定圈，34為香蕉插頭，35為石英片，4為石英皿，5為調節支杆，51為密封螺母，52為密封螺母底座，6為電源，7為電源連接線。

具體實施方式

下面對本實用新型的實施例作詳細說明，本實施例在以本實用新型技術方案為前提下進行實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本實用新型的保護範圍不限於下述的實施例。

實施例1

如圖1-2所示，本實施例的大氣壓介質阻擋納秒脈衝放電等離子體處理微生物的裝置，包括銅板地極1、位於銅板地極1上的氣室2、位於氣室2內部的電極頭3、石英皿4以及連接電極頭3且從氣室2頂部垂直貫穿的調節支杆5。

氣室2為頂端開有開孔的圓筒形氣室，垂直設置於銅板地極1上，氣室2與銅板地極1之間設有一密封圈；調節支杆5通過氣室2頂端的開孔實現對其的貫穿；氣室2的上下端還分別設有進氣口21與出氣口22，進氣口21為氦氣進氣口，也可為氧氣、氮氣、氬氣或空氣進氣口；使用時，一方面，通進氣口21使氣室內充滿放電氣體，另一方面，通過排氣口22同時將氣室2內原有的氣體排盡。

石英皿4位於銅板地極1上，且設置於氣室1內部的電極頭3的正下方，其內部用於盛放帶有微生物的溶液。

電極頭3為圓柱形電極頭，包括電極座31、固定於電極座31上的電極32以及固定圈33；電極32用於放電，位於電極座31的中部，外周設有聚四氟乙烯絕緣層；電極32具體為銅電極，其上端通過香蕉插頭34與電源6相連，下端則沿其外周設有一個下表面帶有一片石英片35的固定圈33，香蕉插頭34與電源6之間則通過一貫穿氣室2和調節支杆5的電源連接線7相連，該電極32的一系列設計均有利於產生穩定均勻的低溫等離子體；

調節支杆5為圓柱形支杆，還為聚四氟乙烯制調節支杆，可通過調節調節支杆5實現電極32與石英皿4之間的距離調整；調節支杆5與氣室2頂端的上表面之間通過一密封螺母51固定相連，密封螺母51的下方還設有一密封螺母底座52；密封螺母底座52的上下方還分別設有第一外螺紋和第二外螺紋；第一外螺紋與其上方的密封螺母51的內螺紋相匹配，第二外螺紋與氣室2上端的內螺紋相匹配；此外，密封螺母底座52的上下方還分別設有一密封圈。

使用方法：

(1)先將密封螺母51打開，移動調節支杆5到合適位置後，旋緊密封螺母51固定；

(2)將含有微生物的溶液加入到石英皿4中，再將氣室2置於銅板地極1之上；

(3)打開進氣口21與出氣口22，從進氣口21通入氣體(氦氣、氧氣、氮氣、氬氣或空氣)；流量通過外接的流量計調節，通氣一段時間後，將氣室2內的空氣通過出氣口22排出，再關閉出氣口22；

(4)打開電源6，調節到合適的脈衝電壓值和頻率值，電極32與石英皿4之間形成高密度均勻的等離子體了。

由於整個裝置使用了脈衝電源、石英片35介質阻擋、小的銅電極和放電氣氛的整體作用，可以將等離子體的強度和溫度控制到一定程度，給予石英皿4中的微生物一定的刺激而不致於殺死細胞，而這種刺激可造成細胞發生一些變化，進而達到促進細胞增殖或基因誘變的效果。

本裝置的優點在於：

(1)結構簡單、操作方便、重複性好；

(2)所需樣品少、放電所需氣體量少，放電效率高；

(3)產生的等離子體均勻穩定、溫度低，不會因為熱效應而導致微生物死亡；

(4)可降低脈衝放電電源的電壓要求，使在較低的電壓下獲得高密度的均勻穩定的低溫等離子體放電，從而降低了裝置和處理的成本。

以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，並不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本實用新型的保護範圍之內。