植物活体基因导入装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了植物活体基因导入装置，适用性广、操作简便、转染效率高。其技术方案为：本实用新型专利技术依据植物细胞生物物理学及植物形态学理论，采用微电子技术、计算机技术和生物工程技术结合设计的电脉冲导入装置，该装置包括电脉冲发生器和电脉冲导入组件组成。相较于现有技术，本实用新型专利技术的应用电脉冲技术将基因直接导入到植物活体中，操作简单快速，同时本实用新型专利技术是一种物理方式导入，所以对植物的种类没有限制，适用性广。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
植物活体基因导入装置
本技术涉及一种基于电脉冲技术的植物活体基因导入装置，尤其涉及将DNA、RNA、siRNA和其他各种核酸物质直接导入植物活体中的装置。
技术介绍
目前植物转基因的方法主要分为三类，一、载体介导的转化方法，包括农杆菌介导法及病毒介导法；二、直接导入法，包括基因枪、脂质体法、电击法、显微注射法等；三、种质系统法，包括花粉管通道法、浸泡转染法、胚囊子房注射法等。其中应用最广泛的方法是农杆菌介导法，该方法首先将外源基因转入农杆菌中，然后再通过农杆菌侵染靶组织，从而将外源基因携带入植物细胞中。该方法的缺点是操作步骤繁琐，转染效率低，而且主要对双子叶植物有效，对大多数单子叶植物无效。病毒介导法因为采用病毒作为载体，其安全性目前仍存在很大的争议。基因枪法能够直接将基因导入植物细胞中，但其只能导入表层细胞，而且操作过程繁琐，因此很难获得转基因植物，更多的用于瞬时表达的检测；显微注射法需要昂贵的设备，对操作人员的技术要求很高；而且以上方法基本都是对离体植物组织进行操作。种质系统法是对活体植物进行操作，但其受植物花期的限制，操作时间非常受限，而且需要在外界环境下进行，工作量非常大，获得转基因的效率却很低。以上几种植物转基因技术适用面窄、操作繁琐。
技术实现思路
本技术的目的在于提供了一种植物活体基因导入装置，适用性广、操作简便、转染效率高。本技术的技术方案为:本技术揭示了一种植物活体基因导入装置，包括电脉冲发生器和电脉冲导入组件，其中电脉冲发生器进一步包括电源模块、脉冲参数选择和实施模块、脉冲发生模块、信息反馈模块、存储模块、信息传输模块以及微控制器，其中:电源模块用于提供电脉冲发生的能量；脉冲参数选择和实施模块根据脉冲波的反馈信息调整下一个电脉冲的参数，以保持靶部位每次收到的脉冲能量恒定；脉冲发生模块发出两组电脉冲，第一组电脉冲将植物细胞壁击穿，第二组电脉冲改变细胞膜的结构，使细胞膜产生可逆的孔道；信息反馈模块检测电脉冲导入部位的阻抗并反馈至脉冲参数选择和实施模块；存储模块用于存储基因导入记录；信息传输模块用于本机与上位机的信息交互，实现上位机对本机的指导；微控制器用于控制各个模块的运作；电脉冲导入组件连接电脉冲发生器，用于将电脉冲发生器发出的电脉冲传输到植物的待导入部位中。根据本技术的植物活体基因导入装置的一实施例，脉冲发生模块发出的第一组电脉冲是指数波或方波，第二组电脉冲是方波，每组内的若干个脉冲波是恒能量电脉冲，每个脉冲能量为0.005J - 130J,电压为5 - 500V,每组脉冲个数为I 一 20个，频率为I 一60Hz。根据本技术的植物活体基因导入装置的一实施例，电脉冲导入组件是针式电极、片状电极、或片针结合电极。根据本技术的植物活体基因导入装置的一实施例，针式电极由基座、连接器和电极组成，电极为数根导电电针，电针以平行排列等距的方式安装在基座中，电针的数目为2 — 8根，直径为0.1mm 一 0.45mm,电针的尾端通过导线与连接器连接，连接器通过导线或者直接与电脉冲发生器的输出端连接。根据本技术的植物活体基因导入装置的一实施例，片状电极由基座、连接器和电极组成，电极为两片导电片，该导电片的形状包括平面、凸面、或凹面，该两片导电片分别固定在镊型基座的两个夹子上，电极通过导线与连接器连接，连接器通过导线或直接与电脉冲发生器的输出端相连。根据本技术的植物活体基因导入装置的一实施例，片针结合电极由基座、连接器和电极组成，电极为数个电针和一块导电片，电针的直径为0.lmm-0.45mm，数量为1_8个；导电片的形状包括平面、凸面、或凹面，电针和导电片分别固定在镊型基座的两个夹子上，电极通过导线与连接器连接，连接器通过导线或直接与电脉冲发生器输出端相连。根据本技术的植物活体基因导入装置的一实施例，电脉冲导入组件的电极由导电材料制成。根据本技术的植物活体基因导入装置的一实施例，欲导入基因或其它预处理物质涂抹在电极上。根据本技术的植物活体基因导入装置的一实施例，装置先将基因注射到植物的待导入部位再施加电脉冲，或者先进行电脉冲再将基因注射到待导入部位，或者基因注射和电脉冲导入同时进行。本技术对比现有技术有如下的有益效果:本技术的方案是依据植物细胞生物物理学及植物形态学理论，采用微电子技术、计算机技术和生物工程技术结合设计的电脉冲导入装置。该装置包括电脉冲发生器和电脉冲导入组件组成。相较于现有技术，本技术的应用电脉冲技术将基因直接导入到植物活体中，操作简单快速，同时本技术是一种物理方式导入，所以对植物的种类没有限制，适用性广。【附图说明】图1示出了本技术的植物活体基因导入装置的实施例的原理图。图2A、2B示出了本技术的电源模块的原理图。图3A、3B示出了本技术的装置的电气原理图。图4示出了本技术的装置的控制原理图。图5A — 5C示出了本技术的装置的使用流程图。图6A — 6F示出了本技术的装置的电脉冲导入组件结构的图。图7示出了本技术明的电脉冲发生器和电脉冲导入组件的连接图。【具体实施方式】下面结合附图和实施例对本技术作进一步的描述。图1示出了本技术的植物活体基因导入装置的实施例的原理。请参见图1，本实施例的装置包括电脉冲发生器10和电脉冲导入组件12。其中电脉冲发生器10进一步包括电源模块100、脉冲参数选择和实施模块101、脉冲发生模块102、信息反馈模块103、存储模块104、信息传输模块105以及微控制器106。这些模块之间的连接关系如图1所示，电源模块100的输出端连接微控制器106，脉冲参数选择和实施模块101的输入端连接微控制器106，其输出端连接脉冲发生模块102。信息传输模块105、存储模块104和信息反馈模块103分别和微控制器106建立双向的数据连接。脉冲发生模块102的输出端连接电脉冲导入组件12，电脉冲导入组件12的输出端连接信息反馈模块103。脉冲发生模块102发出两组电脉冲，第一组电脉冲将植物细胞壁击穿，第二组电脉冲改变细胞壁的结构，使细胞壁产生可逆的孔道。第一组电脉冲是指数波或方波，第二组电脉冲是方波，每组内的若干个脉冲波是恒能量电脉冲，每个脉冲能量为0.005J - 130J,电压为5 - 500V，每组脉冲个数为I 一 20个，频率为I 一 60Hz。较佳的能量是52mJ、156mJ、466mJ,电压为36V，脉冲个数为6个，频率为IHz ;或者较佳的能量是576mJ，电压为60V，脉冲个数为6个，频率为IHz。信息反馈模块103检测导入部位的电流并经由微控制器106反馈至脉冲参数选择和实施模块101。脉冲参数选择和实施模块101根据脉冲波的反馈信息调整下一个电脉冲的参数，以保持靶部位每次收到的脉冲能量恒定。存储模块104用于存储基因导入记录。电源模块100用于提供电脉冲发生的能量。电源模块100提供合适的脉冲电压和波形等导入参数。图2A、2B示出了电源模块的原理，图2A示出了直流电源的一种实施方式，电池组经由电压处理模块分为5 - 500V和(DC5V，DC3.3V)两路，其中5 — 500V这一路用于驱动电脉冲信号，而(DC5V，DC3.3本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种植物活体基因导入装置，包括电脉冲发生器和电脉冲导入组件，其特征在于，电脉冲发生器进一步包括电源模块、脉冲参数选择和实施模块、脉冲发生模块、信息反馈模块、存储模块、信息传输模块以及微控制器，其中：?电源模块用于提供电脉冲发生的能量；?脉冲参数选择和实施模块根据脉冲波的反馈信息调整下一个电脉冲的参数，以保持靶部位每次收到的脉冲能量恒定；?脉冲发生模块发出两组电脉冲，第一组电脉冲将植物细胞壁击穿，第二组电脉冲改变细胞膜的结构，使细胞膜产生可逆的孔道；?信息反馈模块检测电脉冲导入部位的阻抗并反馈至脉冲参数选择和实施模块；?存储模块用于存储基因导入记录；?信息传输模块用于本机与上位机的信息交互，实现上位机对本机的指导；?微控制器用于控制各个模块的运作；?电脉冲导入组件连接电脉冲发生器，用于将电脉冲发生器发出的电脉冲传输到植物的待导入部位中。

【技术特征摘要】
1.一种植物活体基因导入装置，包括电脉冲发生器和电脉冲导入组件，其特征在于，电脉冲发生器进一步包括电源模块、脉冲参数选择和实施模块、脉冲发生模块、信息反馈模块、存储模块、信息传输模块以及微控制器，其中: 电源模块用于提供电脉冲发生的能量； 脉冲参数选择和实施模块根据脉冲波的反馈信息调整下一个电脉冲的参数，以保持靶部位每次收到的脉冲能量恒定； 脉冲发生模块发出两组电脉冲，第一组电脉冲将植物细胞壁击穿，第二组电脉冲改变细胞膜的结构，使细胞膜产生可逆的孔道； 信息反馈模块检测电脉冲导入部位的阻抗并反馈至脉冲参数选择和实施模块； 存储模块用于存储基因导入记录； 信息传输模块用于本机与上位机的信息交互，实现上位机对本机的指导； 微控制器用于控制各个模块的运作； 电脉冲导入组件连接电脉冲发生器，用于将电脉冲发生器发出的电脉冲传输到植物的待导入部位中。2.根据权利要求1所述的植物活体基因导入装置，其特征在于，脉冲发生模块发出的第一组电脉冲是指数波或方波，第二组电脉冲是方波，每组内的若干个脉冲波是恒能量电脉冲，每个脉冲能量为0.005J - 130J,电压为5 - 500V,每组脉冲个数为I 一 20个，频率为 I — 60Hz。3.根据权利要求1所述的植物活体基因导入装置，其特征在于，电脉冲导入组件是针式电极、片状电极、或片针结合电极。4.根据权利要求3所述的植物活体基因导入装置，其特征在于，针式电极...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈车生，陈丽晔，
申请(专利权)人：上海塔瑞莎生物技术有限公司，
类型：实用新型
国别省市：