用于非侵入性地确定蛋性质的系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及一种用于收集挥发性有机化合物且对所述经收集的化合物的特征应用基于THz的检测以确定蛋性质的方法及系统。蛋性质包含性别及/或生育力。

A system and method for noninvasive determination of egg properties

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于非侵入性地确定蛋性质的系统及方法
本专利技术涉及一种用于非侵入性地确定蛋性质的系统及方法。
技术介绍
下文列出被认为作为背景与当前揭示标的物相关的参考文献：-美国专利4,955,728-美国专利4,671,652-美国专利公开号：2016/050891-美国专利公开号：2004/107912-美国专利公开号：2009/091742-PCT专利公开号：WO14/086335-PCT专利公开号：WO15/145435-2001年5月3到4日密苏里州圣路易斯第50届年度全国种鸡圆桌会议“孵化前雏鸡的性别鉴定(GenderIdentificationofChicksPriortoHatch)”-韦伯斯特B(WebsterB)、海耶斯W(HayesW)、派克TW(PikeTW)(2015)的“关于胚胎性别、生育力及发育的禽蛋气味编码信息(AvianEggOdourEncodesInformationonEmbryoSex,FertilityandDevelopment).”《公共科学图书馆期刊》(PLoSONE)10(1):e0116345。-《光学快报》(OptExpress).2015年2月9日；23(3):2048-57.多伊(doi):10.1364/OE.23.002048“通过使用聚合物微孔膜进行太赫挥发性气体感测(Terahertzvolatilegassensingbyusingpolymermicroporousmembranes)”。本文中对上述参考文献的承认不应被推断为意味着这些参考文献以任何方式与当前揭示标的物的可专利性相关。背景通常在胚胎发育期间对着光检查要孵化成活禽的蛋以识别不可育蛋、烂蛋及死蛋(在本文中统称为“非活蛋”)。从孵育取出非活蛋以增加可用孵育器空间。希波朗科(Hebrank)的第4,955,728号美国专利描述一种使用红外线检测器及从蛋发出的红外线辐射来识别活蛋的对光检查设备。范·阿赛尔特(vanAsselt)等人的第4,671,652号美国专利描述一种对光检查设备，其中多个光源及对应光检测器经安装成阵列且其中在光源与光检测器之间传递蛋以识别活蛋。在商业孵化场中，蛋通常在孵育期间保持在固定平台中。在选定时间-通常在孵育的第18天-从孵育器取出蛋。识别且取出不合格的蛋(即，死蛋、烂蛋、空蛋及不可育蛋)，且处理(例如，接种)活蛋并接着将其转移到孵化筐。在孵化场管理中，希望基于各种特性(例如性别、疾病、遗传特质等)来分离鸟类。例如，希望为雄性鸟类接种特定疫苗且为雌性鸟类接种不同疫苗。由于其它原因，在孵化时对鸟类进行性别分离也可能很重要。例如，由于雄性火鸡及雌性火鸡的生长速度及营养要求的差异，常规上按性别隔离火鸡。在蛋鸡或食用蛋业中，希望仅保留雌性。在肉鸡业中，希望基于性别隔离鸟类以提高饲料效率，改善处理均匀性且降低生产成本。不幸的是，对鸟类进行性别鉴定的常规方法可能成本高、劳动强度大、耗时，且通常需要训练有素的专业技术人员。对鸟类进行性别鉴定的常规方法包含羽毛性别鉴定、肛门性别鉴定及DNA或血液性别鉴定。每小时可对约三千(3,000)只雏鸟进行羽毛性别鉴定，每只雏鸟的成本约为0.7到2.5美分。每小时可对约一千五百(1,500)只雏鸟进行肛门性别鉴定，每只雏鸟的成本约为3.6到4.8美分。DNA或血液性别鉴定是通过分析从鸟类收集的小血液样本来执行。将期望在孵化前识别鸟类的性别以及鸟类的其它特性。孵化前的性别识别可显著地降低家禽业的各个成员的成本，且减少或甚至消除不必要的雄性雏鸟宰杀。尽管常规对光检查技术可稍微有效地区分活蛋与非活蛋，但是这些常规对光检查技术可能无法可靠地确定未孵化鸟类的性别及其它特性。
技术实现思路
本专利技术涉及太赫(THz)在禽类性别分类中的使用。术语“THz辐射”在下文中通常是指位于从大约100GHz到30THz范围内的任何电磁波频率。更具体来说，提供一种用于收集挥发性有机化合物及/或化合物的混合物且对经收集的化合物的特征应用基于THz的检测以确定蛋的性质的方法及系统。蛋性质包含性别及/或生育力。术语“挥发性材料”或“VOC”在下文中通常是指挥发性有机化合物及/或化合物的混合物。从发育中的蛋发出的挥发物传达有关蛋生育力连同胚胎的性别及发育状况的信息。具体来说，在孵育过程中变化的蛋挥发物在可育蛋与不育蛋之间有所不同，且最早在产蛋第1天后且在孵育前就可预测胚胎性别。由于THz光谱技术能够在低于PPB(十亿分之几)的非常低浓度下检测材料/化合物，因此本专利技术的技术能够在蛋孵育前检测挥发物。THz技术能够在第1天区分含有雄性及雌性胚胎的蛋与非可育蛋。源自蛋且从蛋发出的挥发性有机化合物(VOC)携带关于生育力及性别的信息。这些VOC是通过多孔蛋壳收集。每一单独性别以及可育蛋具有可使用THz技术识别的VOC的独特混合物。通常，使用真空抽吸对蛋进行取样，且将VOC捕获在压力可排放电容器中。收集系统包括真空夹持器，所述真空夹持器承载经配置为压力可渗透膜的压力可排放电容器，使得当蛋由真空夹持器保持(即，通过抽吸保持)时，压力可排放电容器经定位在通过蛋壳从蛋释放的VOC的传播路径处。真空加速挥发物的流动且压力可排放电容器的使用提供在释放负压(即，真空)后将经收集的挥发性有机化合物捕获在膜内。接着，使用THz波扫描蛋且基于个别指纹吸附检测每一性别及/或非可育蛋的特定VOC。压力可排放电容器接着能够通过还包含正压或负压的操作来释放/排放经捕获的蒸汽。应注意，在不施加压力(正或负)的情况下，压力可排放电容器不能捕获或释放任何物质。因此，根据本专利技术的广义方面，提供一种用于在孵育前确定一或多个蛋性质的系统。所述系统包括：至少一个真空夹持器，其承载压力可排放电容器；及控制单元，其经配置且可操作以接收指示使用THz范围内的电磁辐射扫描的经收集的挥发性有机化合物的数据且处理所述数据以识别指示至少一个蛋性质的特征以由此生成指示至少一个蛋性质的信息数据。所述真空夹持器经配置且可操作以通过抽吸来保持蛋且所述压力可排放电容器经定位在由蛋释放的挥发性有机化合物的传播路径处。所述压力可排放电容器经配置且可操作以捕获所述经收集的挥发性有机化合物。术语“压力可排放电容器”是指压力可渗透膜，其能够在释放负压时将挥发性化合物捕获在其中且在施加包含正压的压力之后能够在需要时释放/排放此类经捕获的挥发性化合物。在一些实施例中，所述控制单元经配置且可操作以执行所述特征的图案辨识。在一些实施例中，所述压力可排放电容器经配置且可操作以在小于将所述蛋从托盘传送到输送机所花费的时间段的时间段内捕获所述经收集的挥发性有机化合物。所述时间段可小于5秒。在一些实施例中，所述系统进一步包括光谱组合件，所述光谱组合件包含：辐射发射器单元，其经配置且可操作以通过在约100GHz的扫描窗口内生成THz范围内的电磁辐射来扫描保持所述经收集的挥发性有机化合物的所述可渗透电容器；及本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于在孵育前确定一或多个蛋性质的系统，所述系统包括：/n至少一个真空夹持器，其承载压力可排放电容器，其中所述真空夹持器经配置且可操作以通过抽吸来保持蛋且其中所述压力可排放电容器经定位在由所述蛋释放的挥发性有机化合物的传播路径处，所述压力可排放电容器经配置且可操作以捕获经收集的挥发性有机化合物；及/n控制单元，其经配置且可操作以接收指示使用THz范围内的电磁辐射扫描的所述经收集的挥发性有机化合物的数据且处理所述数据以识别指示至少一个蛋性质的特征以由此生成指示至少一个蛋性质的信息数据。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170723 US 62/535,9171.一种用于在孵育前确定一或多个蛋性质的系统，所述系统包括：
至少一个真空夹持器，其承载压力可排放电容器，其中所述真空夹持器经配置且可操作以通过抽吸来保持蛋且其中所述压力可排放电容器经定位在由所述蛋释放的挥发性有机化合物的传播路径处，所述压力可排放电容器经配置且可操作以捕获经收集的挥发性有机化合物；及
控制单元，其经配置且可操作以接收指示使用THz范围内的电磁辐射扫描的所述经收集的挥发性有机化合物的数据且处理所述数据以识别指示至少一个蛋性质的特征以由此生成指示至少一个蛋性质的信息数据。


2.根据权利要求1所述的系统，其中所述控制单元经配置且可操作以执行所述特征的图案辨识。


3.根据权利要求1或权利要求2所述的系统，其中所述压力可排放电容器经配置且可操作以在小于将所述蛋从托盘传送到输送机所花费的时间段的时间段内捕获所述经收集的挥发性有机化合物。


4.根据权利要求3所述的系统，其中所述时间段小于5秒。


5.根据前述权利要求中任一权利要求所述的系统，其进一步包括光谱组合件，所述光谱组合件包含：辐射发射器单元，其经配置且可操作以通过在约100GHz的扫描窗口内生成所述THz范围内的电磁辐射来扫描保持所述经收集的挥发性有机化合物的所述可渗透电容器；...

【专利技术属性】
技术研发人员：E·加巴里，
申请(专利权)人：太赫兹集团有限公司，
类型：发明
国别省市：以色列;IL