[01215105]极端海底环境分子生物地球化学多级模拟反应和监测系统研制

极端海底环境分子生物地球化学多级模拟反应和监测系统为一套以耐酸碱的高温高压反应釜为中心构成的可控制流速的微流动反应系统，用于模拟深海微生物所处的各种不同的极端环境，从而实现对采集的深海生物基因资源进行培养，为深海生物地球化学研究和深海海底特殊生物资源的开发利用提供研究对象和研究手段。主要技术指标是系统的最高工作温度350℃，最大工作压力55MPa，pH在1.5～9.5之间，温度控制波动小于±0.5℃，压力控制波动小于±0.5%FS，工作腔为流动体系，泵的流量在0.01ml/min～5ml/min之间连续可调。主要技术攻关及创新性：1、首次成功研制了适用于海水介质的微流量比例溢流阀，实现微流动海水系统的恒压稳定控制；2、解决了高温高压下反应釜的机械强度和耐腐蚀性问题，根据科研工作中掌握的钛材的加工制作的经验，该项目中所有接触液体的元部件均采用钛金属材料制作，满足了系统高温高压的工作要求；3、成功解决了无压力突变的缓慢减压技术问题，实现了合理的降压或升压梯度；4、首次解决了海水系统恒压力和恒温度的复合控制技术问题，实现了高温下微流动海水系统的超高压精确稳定控制；5、首次将无垫锥面线接触密封技术应用于高温高压反应釜，解决了防止液体泄漏的高温下的超高压密封问题；6、自行开发了较为先进而有效的数据处理与参数控制软件，不但具有良好的控制精度、稳定性、抗干扰性等综合控制功能，而且具有良好的人机界面，使用维护方便；7、在国内首次提出样品的保真转移原理，实现了样品转移、培养的全程保真连接；8、首次实现了极端环境的串并联多级模拟，为深海生物地球化学研究和深海底特殊生物资源的开发利用提供了研究手段，使得深海分子生物地球化学实验研究的对比性、真实性、方便性得到了极大的提高。应用前景：对热液口极端环境的研究是目前国际海洋界研究的热点，具有极高的科学研究意义。该成果所研究的高温高压控制技术在地球化学、极端环境微生物培养、深海热液传感器校正、深海热液模拟领域具有广阔的应用前景，对于上述领域的科学研究也将提供有效的技术支持，对于研究人类的起源、基因工程和药品工业等具有极大的推动作用。同时，自主研制的微流量超高压海水比例溢流阀及其控制系统可以广泛应用于海水液压系统的压力控制，实现多种控制功能，在海水液压领域尤其在超高压微流量控制方面将同样具有很好的推广应用前景。