[发明专利]一种种子冷冻保存装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种冷冻保存装置及方法，具体涉及的是一种便携式种子冷冻保存装置及方法。

背景技术

农业生产中最重要的物资就是种质资源，在正常条件下，种子一般是通过连年生产制种留种来保存的，但保存时间较长的种子，其活力与出芽率都会大幅降低，甚至不萌发。采用低温冷藏技术可使得保存时间较长，也可让种子保持活力。常规压缩式制冷产生的低温空气虽然可让种子休眠，但是由于空气导热系数小，使得种子低温预处理过程需要的时间非常长，需要3到5个小时，由于温度变化非常缓慢，冰结晶首先在种子细胞间产生，然后细胞内又产生了冰结晶，这样就导致细胞内外压力不均衡，从而破坏了原生质和细胞膜，可能导致细胞裂解、死亡。另外，压缩制冷设备体积较大，设备昂贵，不利于在普通农户中进行普及使用。

受细胞低温冰结晶理论的启发，结合创新的冻结曲线，本发明利用具有特定成分的活力液对种子进行冷冻保存前的预处理，大大缩短预处理时间，调节原生质体的过冷状态，尽量避免种子内部形成冰晶，进而防止谷物种子细胞在冷冻过程中的损伤。另外，本发明还提出采用温差制冷片梯级制冷方式，达到缩小装置体积、减少投资等目的，实现种子冷冻保存装置的便携化，便于在普通农户中普及应用。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明提供一种防止谷物种子细胞在冷冻过程中的损伤、便于在普通农户中普及应用的便携式种子冷冻保存装置及方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种便携式种子冷冻保存装置，包括外箱，其特征在于：在所述外箱内设置有温度调控器以及热扩展层，所述温度调控器为可变导相变腔体容器，在可变导相变腔体容器的空腔上部有一存有不凝气体的贮气室，在可变导相变腔体容器的空腔下部有一存有工作液体的储液室，在所述储液室的内壁贴有一层充有工作液体的吸液芯；所述热扩展层为相变腔体容器，在相变腔体容器的空腔内也存有工作液体，在相变腔体容器的空腔壁也贴有一层充有工作液体的吸液芯；在所述温度调控器和热扩展层之间设置有第一级温差制冷片，第一级温差制冷片的冷端与所述温度调控器的外壁接触，第一级温差制冷片的热端与所述热扩展层的内壁接触，在所述热扩展层上设置有第二级温差制冷片，第二级温差制冷片的冷端与所述热扩展层的外壁接触，在第二级温差制冷片的热端设置肋片，在所述外箱内还设置有风扇以及供电模块，所述风扇正对所述肋片，所述供电模块与所述第一级温差制冷片和第二级温差制冷片连接。

所述肋片包括基板以及肋翅，所述肋翅呈“米”字形分布于基板上；每条所述肋翅由中点呈30°角向两侧延展。

所述供电模块包括锂电池及与其输出端相连的控制充、放电参数的充、放电控制模块。

所述外箱包括底板和位于所述底板上的上箱，所述供电模块设置在所述底板上，所述温度调控器以及热扩展层位于所述上箱内。

在所述上箱上还设置有一绝热盖板，该绝热盖板位于所述第一低压空腔容器的上端开口处。

一种采用种子冷冻保存装置冷冻保存种子的方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤一、配置用于预处理的活力液；

步骤二、将配置好的活力液放置到温度调控器内，利用温差制冷片进行梯级制冷，将所述活力液温度维持在-60 ~ -30℃；

步骤三、进行温度调控，将所述活力液维持在该温度水平；

步骤四、将种子用丝网包裹并将之浸入所述活力液，种子浸入所述活力液进行预处理的时间为2~12分钟；

步骤五、排空所述活力液，对种子进行空冷。

所述活力液成分为：植物抗冻糖蛋白0.1%~0.5%，10~15%的氯化钠，15~30%的乙醇，1~3%的甲壳素以及余量的水。

所述活力液的优选成分为：植物抗冻糖蛋白0.3%，12.5%的氯化钠，22.5%的乙醇，2%的甲壳素以及82.7%的水。

所述梯级制冷是由内、外两层的第一级温差制冷片、第二级温差制冷片及其中间的热扩展层进行制冷，外层温差制冷片的冷端通过所述热扩展层对内层所述温差制冷片的热端进行冷却，使内层所述温差制冷片的冷端达到更低的温度。

在温度调控器内设置有丝网，丝网孔径不大于1mm以防止种子漏出。

绝热盖板由绝热材料板和便于移动的把手组成，可大幅度降低活力液与外界散热，缩短处理时间，提高效率，减少功耗。