[发明专利]一种用于水环境DNA富集的滤膜组件、收集器及应用方法

说明书

本发明公开了一种用于水环境DNA富集的滤膜组件、收集器及应用方法，属于环境DNA检测技术领域。所述滤膜组件包括：至少两层由上到下依次层叠设置的滤膜，按照由上到下的次序，各层滤膜的滤孔孔径任意选择性的呈线性减小或阶梯式减小；上下相邻的两层滤膜之间保持一定空隙，上下相邻的两层滤膜之间的滤孔呈交错状设置。利用本发明提供的滤膜组件进行水环境DNA富集，可以实现水样中生物样品的梯度过滤，避免滤膜的堵塞，进而增大滤膜的过滤量，提高水样的过滤通量和过滤效率，还能提高后续DNA的提取效率。

技术领域

本发明属于环境DNA检测技术领域，更具体地说，涉及一种用于水环境DNA富集的滤膜组件、收集器及应用方法。

背景技术

物种分布，物种丰富度情况是淡水生态系统物种多样性研究的主要问题，对于实施生物多样性保护措施起到至关重要的作用。从物种生存环境中获取DNA来反映物种分布，丰度等信息，是一种非侵入、快速的物种检测手段。随着高通量测序技术的快速发展，基于环境DNA和分子生物学技术(eDNA宏条形码技术)的物种多样性研究方法开始越来越多的应用到水生态健康评价中，由此显著提高了我们对生态系统物种多样性的认识水平。比如Ficetda等研究者(Species detection using environmental DNA from water samples[J]Biol Lett,2008,4(4):432-435)利用环境DNA检测方法，检测了天然池塘中入侵物种美国牛蛙的存在情况。

物种丰富度的考察基于环境DNA浓度，环境DNA浓度不仅受DNA的释放和降解过程的影响，同时还受环境DNA提取方法和水样本体积的影响。eDNA宏条形码技术主要是以获取受纳水体中的浮游生物(包括植物体、动物体、微生物体以及不同尺寸的生物体)、水样中的悬浮颗粒物等为基础，来检测环境DNA，因此，环境DNA富集是开展环境基因组学研究的基础，水环境中各类DNA的富集效率直接影响后续环境基因组学研究效率及结果的可靠性。

目前，对水环境DNA的富集主要采用微孔滤膜过滤的方式。比如，申请号201610577046.9，申请日2016.07.20的中国发明专利申请文件中公开了一种滤膜组件及具有其的过滤装置，滤膜组件包括：至少两个滤膜，至少两个滤膜上、下依次层叠设置，位于上层的滤膜的滤孔的孔径大于位于其下层的滤膜的滤孔的孔径；其中，位于最下层的滤膜的滤孔孔径为0.45μm。该申请案的滤膜组件虽然一定程度上解决了现有技术中的滤膜不能准确检测水中的悬浮固体含量的问题。但对于浊度大、藻类密度大、污染严重的水体，上述装置在样品的过滤富集过程中存在以下问题：1)过滤速度慢、通量低；2)易发生滤膜堵塞；3)影响受纳水体中的浮游生物的采集准确性，进而影响检测结果的可靠性。

因此，开发一种新型的水环境DNA富集滤膜组件、收集器，改进采样技术，对于提高分析监测质量是极其重要的。反之，如果采样失误，后续的分析过程将丧失意义，甚至造成巨大浪费。

发明内容

1.要解决的问题

针对现有水环境DNA富集滤膜，在过滤富集过程中易发生滤膜易堵塞，过滤速度慢、通量低的问题，本发明通过使上下相邻的两层滤膜之间保持一定空隙，可以避免由于滤膜之间的层叠导致的有效过滤面积的损失及滤孔的堵塞；从而有效解决过滤通量低及堵塞的问题。

进一步的，本发明通过在相邻两层滤膜之间的空隙内填充若干数量的微球，微球在空隙内自由移动，既可以通过微球使堵塞在滤孔中的物质被挤出，防止堵塞，又可以使微球对滤膜起到支撑和导流的作用，保证过滤通量同时防止堵塞，在后续的DNA提取过程中还可以使DNA有效释放，提高DNA提取效率。

2.技术方案

为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案如下：

一种用于水环境DNA富集的滤膜组件，所述滤膜组件包括：