本發(fā)明涉及生物采樣，特別是涉及一種在水體中原位捕獲功能性微生物的裝置及方法。

背景技術(shù)：

1、隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展和人類活動(dòng)的加劇，環(huán)境污染和生態(tài)破壞問題日益嚴(yán)重，水體環(huán)境首當(dāng)其沖。在水體生態(tài)系統(tǒng)的研究中，微生物扮演著至關(guān)重要的角色。微生物作為水體生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，有著多方面的重要意義。一方面，微生物能夠作為水質(zhì)狀況的指示生物，不同種類和數(shù)量的微生物可以反映水體質(zhì)量的好壞。例如，某些特定微生物的大量出現(xiàn)可能預(yù)示著水體受到了特定污染物的污染。另一方面，微生物積極參與水體凈化過程，它們可以分解水體中的有機(jī)污染物、轉(zhuǎn)化有害物質(zhì)，對(duì)于維持水體生態(tài)平衡和自凈能力有著關(guān)鍵作用。因此，對(duì)水體中微生物尤其是功能性微生物的研究，對(duì)于水質(zhì)監(jiān)控和生態(tài)恢復(fù)工作有著不可或缺的價(jià)值，并且在污水處理、生物修復(fù)等相關(guān)應(yīng)用領(lǐng)域也有著深遠(yuǎn)意義。

2、目前，在水體微生物捕獲領(lǐng)域，傳統(tǒng)方法占據(jù)主導(dǎo)地位。其中，實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)法和濾膜分離技術(shù)是較為常用的手段。實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)法需要將采集到的水樣置于特定的培養(yǎng)基中，在適宜的溫度、光照等條件下培養(yǎng)微生物。然而，這種方法存在明顯的局限性。首先，很多微生物在實(shí)驗(yàn)室條件下難以培養(yǎng)，據(jù)研究表明，自然界中可培養(yǎng)的微生物僅占微生物總數(shù)的一小部分，這就導(dǎo)致大量微生物信息的丟失。其次，整個(gè)培養(yǎng)過程耗時(shí)較長，從水樣采集到微生物培養(yǎng)完成需要花費(fèi)大量的時(shí)間和精力。

3、濾膜分離技術(shù)則是通過具有一定孔徑的濾膜對(duì)水樣進(jìn)行過濾，將微生物截留在濾膜上。但這種方法也存在諸多問題。一方面，在水樣處理過程中，多次操作容易對(duì)微生物造成損傷，改變其原本的自然狀態(tài)，進(jìn)而影響后續(xù)研究的準(zhǔn)確性。另一方面，無論是實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)還是濾膜分離技術(shù)，在實(shí)際應(yīng)用中往往需要使用一些專門的設(shè)備，這些設(shè)備在面對(duì)不同水體環(huán)境和研究需求時(shí)，靈活性和適應(yīng)性嚴(yán)重不足。例如，在復(fù)雜的自然水體環(huán)境中，不同水體的水質(zhì)成分、水流速度、溫度等條件差異巨大，現(xiàn)有的裝置難以根據(jù)這些變化做出相應(yīng)調(diào)整，從而無法精準(zhǔn)富集特定的功能性微生物，導(dǎo)致捕獲效率低下，不能滿足日益復(fù)雜的環(huán)境科學(xué)研究需求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供一種在水體中原位捕獲功能性微生物的裝置及方法，以解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提高在水體中原位捕獲功能性微生物的效率。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下方案：

3、本發(fā)明提供一種在水體中原位捕獲功能性微生物的裝置，包括：

4、瓶體，所述瓶體包括瓶身和瓶底，所述瓶身和所述瓶底分別由濾網(wǎng)制成，所述瓶底與所述瓶身的底端焊接；

5、瓶蓋，所述瓶蓋包括上蓋和下蓋，所述下蓋呈筒形，所述下蓋的一端與所述瓶身的頂端的全部邊緣密封連接、另一端與所述上蓋螺紋連接，所述上蓋上設(shè)置有通孔和吊環(huán)，所述上蓋上固設(shè)有進(jìn)口濾網(wǎng)，且所述進(jìn)口濾網(wǎng)覆蓋所述通孔；

6、設(shè)置在所述瓶體中的固體材料，所述固體材料作為培養(yǎng)基；

7、吊繩，所述吊繩一端與所述吊環(huán)連接。

8、優(yōu)選的，所述固體材料的材質(zhì)根據(jù)需要捕獲的功能性微生物的種類確定。

9、優(yōu)選的，所述固體材料采用微塑料、生物炭、陶粒、粗糙玻璃片、活性炭或火山巖顆粒。

10、優(yōu)選的，所述瓶體、所述瓶蓋及所述吊環(huán)的材料均為不銹鋼。

11、優(yōu)選的，還包括固設(shè)在所述瓶體中的固定網(wǎng)袋，所述固體材料設(shè)置在所述固定網(wǎng)袋中。

12、優(yōu)選的，還包括配重塊，所述配重塊與所述吊繩靠近所述吊環(huán)的一端固連。

13、優(yōu)選的，還包括與所述吊繩的另一端連接的浮標(biāo)。

14、優(yōu)選的，所述吊繩采用魚線、多股編織尼龍繩或高強(qiáng)度滌綸線。

15、優(yōu)選的，所述瓶身和所述瓶底分別由30目的濾網(wǎng)制成，所述進(jìn)口濾網(wǎng)的目數(shù)為30；

16、所述固體材料的粒徑大于0.7mm。

17、本發(fā)明還提供一種在水體中原位捕獲功能性微生物的方法，基于上述的在水體中原位捕獲功能性微生物的裝置，包括以下步驟：

18、s1、準(zhǔn)備所述固體材料，根據(jù)需要捕獲的功能性微生物的種類確定所述固體材料的材質(zhì)；然后將準(zhǔn)備好的所述固體材料放置在所述瓶體中；

19、s2、將所述在水體中原位捕獲功能性微生物的裝置放置在目標(biāo)水體中，通過所述吊繩連接固定物來保證所述在水體中原位捕獲功能性微生物的裝置在目標(biāo)水體中的穩(wěn)定性；

20、s3、等待設(shè)定時(shí)間后，從目標(biāo)水體中取出所述在水體中原位捕獲功能性微生物的裝置，并打開所述上蓋，將所述瓶體中的水到處，取出所述固體材料。

21、本發(fā)明相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)取得了以下技術(shù)效果：

22、本發(fā)明的在水體中原位捕獲功能性微生物的裝置及方法具有精準(zhǔn)捕獲、減少微生物損傷、提高適應(yīng)性和靈活性、增強(qiáng)裝置穩(wěn)定性和操作性等多方面的良好技術(shù)效果，能夠更好地滿足環(huán)境科學(xué)研究等領(lǐng)域?qū)λw中功能性微生物捕獲的需求。

23、進(jìn)一步的，本發(fā)明通過設(shè)置在瓶體中的固體材料作為培養(yǎng)基，且固體材料的材質(zhì)可根據(jù)需要捕獲的功能性微生物的種類確定，采用了如微塑料、生物炭、陶粒等多種可選材質(zhì)，這種原位捕獲的方式無需將微生物置于特定的實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)條件下，能更廣泛地捕獲到自然界中原本難以在實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)的微生物，有效減少了因培養(yǎng)條件限制而丟失微生物信息的問題。本發(fā)明的原位捕獲裝置放置在目標(biāo)水體中等待設(shè)定時(shí)間后即可完成捕獲操作，相比之下大大縮短了獲取微生物樣本的時(shí)間，提高了工作效率。

24、進(jìn)一步的，本發(fā)明通過瓶體(由濾網(wǎng)制成)和進(jìn)口濾網(wǎng)等結(jié)構(gòu)，讓微生物自然地附著在作為培養(yǎng)基的固體材料上，避免了像濾膜分離技術(shù)那樣因頻繁過濾等操作對(duì)微生物造成的損傷，能更好地保持微生物的自然狀態(tài)，從而提高后續(xù)研究的準(zhǔn)確性。本發(fā)明的裝置結(jié)構(gòu)簡單且具有多種可調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)，如可根據(jù)不同情況選擇合適的固體材料作為培養(yǎng)基、配有配重塊可適應(yīng)不同水流速度水體、浮標(biāo)可便于定位等，能夠更好地適應(yīng)復(fù)雜的自然水體環(huán)境，如不同水質(zhì)成分、水流速度、溫度等條件差異巨大的情況，從而更精準(zhǔn)地富集特定的功能性微生物，提高捕獲效率，滿足日益復(fù)雜的環(huán)境科學(xué)研究需求。

25、進(jìn)一步的，本發(fā)明的瓶體(包括瓶身和瓶底由濾網(wǎng)制成)、瓶蓋(設(shè)有進(jìn)口濾網(wǎng))以及可根據(jù)目標(biāo)微生物種類選擇合適材質(zhì)的固體材料作為培養(yǎng)基等結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，使得在水體中原位捕獲功能性微生物時(shí)，能夠有針對(duì)性地吸引和捕獲特定種類的功能性微生物，且避免污染物等雜質(zhì)進(jìn)入瓶體中，提高了捕獲的精準(zhǔn)性。

26、進(jìn)一步的，本發(fā)明通過吊繩一端連接裝置的吊環(huán)，另一端可連接固定物，還可配備配重塊來適應(yīng)不同水流情況，確保裝置在目標(biāo)水體中能保持穩(wěn)定的狀態(tài)，有利于微生物的正常捕獲過程，不會(huì)因水流等因素導(dǎo)致裝置晃動(dòng)或移位而影響捕獲效果。

27、進(jìn)一步的，瓶蓋的上蓋和下蓋連接方式便于打開和關(guān)閉操作，便于在完成捕獲后取出固體材料等進(jìn)行后續(xù)研究；吊繩采用常見的魚線、多股編織尼龍繩或高強(qiáng)度滌綸線等，既保證了強(qiáng)度又便于操作；浮標(biāo)便于在水體中對(duì)裝置進(jìn)行定位，整體提高了裝置的可操作性。

28、進(jìn)一步的，瓶體、瓶蓋及吊環(huán)材料：采用不銹鋼材料制作瓶體、瓶蓋及吊環(huán)，具有良好的耐腐蝕性，能適應(yīng)不同水體環(huán)境，保證裝置的使用壽命和正常使用。

29、進(jìn)一步的，規(guī)定了瓶身和瓶底濾網(wǎng)目數(shù)為30目，進(jìn)口濾網(wǎng)目數(shù)也為30目，固體材料的粒徑大于0.7mm，這樣的設(shè)置有利于在保證微生物能夠進(jìn)入瓶體并附著在固體材料上的同時(shí)，又能防止固體材料從瓶體中漏出等情況發(fā)生，確保裝置的正常運(yùn)行和捕獲效果。