測定氨基酸在土壤中移動規(guī)律的裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型提供一種測定氨基酸在土壤中移動規(guī)律的裝置，由培養(yǎng)箱、紫外滅菌燈、直流電源、石墨片、塑料盆、加熱絲、溫度探頭、土體箱、注射器、過濾器組成；所有部件均放置于培養(yǎng)箱中。本實用新型將直流電源與四片石墨片相連，可提供220-360V電壓，控制塑料盆中土壤樣品的溫度為70-90℃，土體箱一側中部連接注射器，注射器的容積為1-5ml，過濾器內含0.22微米醋酸纖維濾膜。通過向已滅菌土壤中添加15N標記的氨基酸溶液，經扇狀采樣后測定同位素豐度，就可以計算氨基酸的遷移速率。本實用新型裝置設計合理，制作簡便成本低，操作簡單，準確度高，有利于準確測定氨基酸在土壤中的遷移轉化規(guī)律。
【專利說明】
測定氨基酸在±壤中移動規(guī)律的裝置
技術領域
[0001] 本實用新型屬于植物營養(yǎng)和±壤科學研究領域，設及一種測定氨基酸在±壤中移 動規(guī)律的裝置及方法。
【背景技術】
[0002] 隨著分析技術及植物營養(yǎng)的快速發(fā)展，植物能夠直接吸收分子態(tài)氨基酸已成為共 識，氨基酸可W作為植物生長的重要氮源，而無需經過微生物分解為無機氮后再作為植物 生長的重要氮源。上壤中包含豐富的氨基酸，且其對植物生長和作物品質具有重要的作用， 因此研究±壤中氨基酸的形態(tài)、濃度、遷移轉化規(guī)律對充分利用±壤氨基酸資源，提高作物 品質具有重要的意義。
[0003] 然而，±壤中氨基酸在自然狀態(tài)下會被±壤微生物迅速分解，蛋白質也會源源不 斷的分解為氨基酸，氨基酸的迅速周轉成為研究氨基酸遷移的最重要的限制因子?！廊劳?全滅菌可W有效避免微生物的影響，然而現有的±壤完全滅菌方法均存在較大的弊端。采 用化學藥劑是常用的滅菌方法，多采用甲醒、1，3氯乙締等有毒有害的化學試劑，運些藥劑 會在±壤中殘留，對后續(xù)研究及實驗人員健康造成威脅。高溫滅菌法多采用12rC高溫高壓 滅菌，然而運么高的溫度下±壤結構發(fā)生變化，±壤化學組成也會相應變化，對試驗結果造 成影響。丫射線滅菌法根據丫射線能量高、穿透力強的特點，W殺死±壤微生物，該方法是 較為理想的方法，然而其操作上存在很大的安全隱患，且成本較高，很難普及使用。

【發(fā)明內容】

[0004] 本實用新型的目的是克服現有技術的不足，提供一種測定氨基酸在±壤中移動規(guī) 律的裝置，本實用新型提供的裝置由培養(yǎng)箱、紫外滅菌燈、直流電源、石墨片、塑料盆、加熱 絲、溫度探頭、±體箱、注射器、過濾器組成;所有部件均放置于培養(yǎng)箱中，紫外滅菌燈位于 培養(yǎng)箱頂部，直流電源與四片石墨片相連，其中兩片連于正極，兩片連于負極，石墨片位于 塑料盆兩端，加熱絲均勻分布于塑料盆中，塑料盆內還均勻分布個四個溫度探頭，塑料盆中 放置待測±壤樣品;±體箱一側中部連接注射器，過濾器與注射器相連;直流電源提供220- 360V可調節(jié)電壓，石墨片的長度、寬度、厚度分別為15、10、0.2cm，塑料盆為聚乙締材質，加 熱絲為絕緣加熱，通過溫度探頭控制塑料盆中±壤樣品的溫度為70-9(TC，注射器的容積為 l-5ml，過濾器內含0.22微米醋酸纖維濾膜。
[0005] 利用本實用新型測定氨基酸在±壤中移動規(guī)律的方法，通過W下步驟實現：
[0006] (1)先將自然風干后過2mm篩的±壤平鋪于塑料盆中，加純凈水至±壤表面存留少 量水分，打開紫外滅菌燈、直流電源、加熱絲、溫度探頭，控制直流電源電壓為220-360V，塑 料盆中±壤溫度為70-90°C，開啟此裝置12-4化后，關閉紫外滅菌燈、直流電源、加熱絲、溫 度探頭；
[0007] (2)待塑料盆中±壤溫度降低后，在無菌操作臺上多次混勻，控制±壤含水量為 20-40%，將混勻后的±壤添加到±體箱中，輕微震動W緊實±壤，通過注射器向±體中添 加 l-5ml濃度為ο. 01-0.1 mM，1?標記豐度為99.8%的氨基酸溶液，打開紫外滅菌燈；
[0008] (3)±體靜置24-9化后，按照離注射器添加溶液位置相同距離的扇形取樣方法，采 集±壤樣品，采用同位素質譜檢測±壤中同位素豐度，采樣點與注射器添加溶液位置應根 據±壤情況及氨基酸類型而定，與注射器添加溶液位置水平的取樣點則能夠表示氨基酸橫 向的遷移速率，位于注射器添加溶液位置正下方的取樣點則能夠表示氨基酸的縱向遷移速 率。
[0009] 本實用新型通過直流電擊配合70-90°C高溫，從而達到殺滅±壤微生物的效果。該 裝置對±壤的擾動較小，對±壤中各物質形態(tài)的影響較小，且殺菌效率較高，成本低廉。向 已滅菌的±壤中添加一定濃度同位素標記的氨基酸，在完全無菌環(huán)境下培養(yǎng)一段時間后， 根據扇形取樣法破壞性采樣，測定±壤中同位素豐度，就可W計算±壤氨基酸的遷移速率。 本實用新型裝置設計合理，制作簡便成本低，操作簡單，準確度高，利用同位素示蹤技術能 夠有效地提高檢測的精度。
【附圖說明】
[0010] 圖1是本實用新型裝置結構示意圖。
【具體實施方式】
[0011] 本實用新型結合附圖和實施例作進一步的說明。
[001^ 實施例1
[0013] 參見圖1，測定氨基酸在±壤中移動規(guī)律的裝置由培養(yǎng)箱1、紫外滅菌燈2、直流電 源3、石墨片4、塑料盆5、加熱絲6、溫度探頭7、±體箱8、注射器9、過濾器10組成;所有部件均 放置于培養(yǎng)箱1中，紫外滅菌燈2位于培養(yǎng)箱1上部，直流電源3與四片石墨片4相連，其中兩 片連于正極，兩片連于負極，石墨片4位于塑料盆5兩端，加熱絲6均勻分布于塑料盆5中，塑 料盆5內還均勻分布個四個溫度探頭7,塑料盆5中放置待測±壤樣品；±體箱8-側中部連 接注射器9,過濾器10與注射器9相連;直流電源3提供220-360V可調節(jié)電壓，石墨片4的長 度、寬度、厚度分別為15、10、0.2cm，塑料盆5為聚乙締材質，加熱絲6絕緣加熱，通過溫度探 頭7控制塑料盆5中±壤樣品的溫度為70-90°C，注射器9的容積為1 -5ml，過濾器10內含0.22 微米醋酸纖維濾膜。
[0014] 使用該裝置測定氨基酸在±壤中移動規(guī)律的方法：
[0015] (1)先將自然風干后過2mm篩的±壤平鋪于塑料盆5中，加純凈水至±壤表面存留 少量水分，打開紫外滅菌燈2、直流電源3、加熱絲6、溫度探頭7,控制直流電源電壓為220- 360V，塑料盆5中±壤溫度為70-90°C，開啟此裝置12-4化后，關閉紫外滅菌燈2、直流電源3、 加熱絲6、溫度探頭7;
[0016] (2)待塑料盆5中±壤溫度降低后，在無菌操作臺上多次混勻，控制±壤含水量為 20-40%，將混勻后的±壤添加到±體箱8中，輕微震動W緊實±壤，通過注射器9向±體中 添加 l-5ml濃度為0.01-0.1 mM，1?標記豐度為99.8%的氨基酸溶液，打開紫外滅菌燈2;
[0017] (3)±體靜置24-9化后，按照離注射器9添加溶液位置相同距離的扇形取樣方法， 采集±壤樣品，采用同位素質譜檢測±壤中同位素豐度，采樣點與注射器9添加溶液位置應 根據±壤情況及氨基酸類型而定，與注射器9添加溶液位置水平的取樣點則能夠表示氨基 酸橫向的遷移速率，位于注射器9添加溶液位置正下方的取樣點則能夠表示氨基酸的縱向 遷移速率。
[001引實施例2
[0019] (1)先將自然風干后的浙江大學紫金港西區(qū)濕地±壤過2mm篩的±壤平鋪于塑料 盆5中，加純凈水至±壤表面存留少量水分，打開紫外滅菌燈2、直流電源3、加熱絲6、溫度探 頭7,控制直流電源電壓為220V，塑料盆5中±壤溫度為70°C，開啟此裝置24h后，關閉紫外滅 菌燈2、直流電源3、加熱絲6、溫度探頭7;
[0020] (2)待塑料盆5中±壤溫度降低后，在無菌操作臺上多次混勻，控制±壤含水量為 20%，將混勻后的±壤添加到±體箱8中，輕微震動W緊實±壤，通過注射器9向±體中添加 1ml濃度為0.05mM，1?標記豐度為99.8 %的甘氨酸溶液，打開紫外滅菌燈2;
[0021] (3)±體靜置96h后，按照離注射器9添加溶液位置相同距離的扇形取樣方法，采集 ±壤樣品，采用同位素質譜檢測±壤中同位素豐度，采樣點與注射器9添加溶液位置應根據 ±壤情況及氨基酸類型而定，與注射器9添加溶液位置水平的取樣點則能夠表示氨基酸橫 向的遷移速率，位于注射器9添加溶液位置正下方的取樣點則能夠表示氨基酸的縱向遷移 速率。
[0022] 實施例3
[0023] (1)先將自然風干后的浙江大學紫金港西區(qū)濕地±壤過2mm篩的±壤平鋪于塑料 盆5中，加純凈水至±壤表面存留少量水分，打開紫外滅菌燈2、直流電源3、加熱絲6、溫度探 頭7,控制直流電源電壓為220V，塑料盆5中±壤溫度為70°C，開啟此裝置24h后，關閉紫外滅 菌燈2、直流電源3、加熱絲6、溫度探頭7;
[0024] (2)待塑料盆5中±壤溫度降低后，在無菌操作臺上多次混勻，控制±壤含水量為 20%，將混勻后的±壤添加到±體箱8中，輕微震動W緊實±壤，通過注射器9向±體中添加 1ml濃度為0.05mM，1?標記豐度為99.8 %的賴氨酸溶液，打開紫外滅菌燈2;
[0025] (3)±體靜置96h后，按照離注射器9添加溶液位置相同距離的扇形取樣方法，采集 ±壤樣品，采用同位素質譜檢測±壤中同位素豐度，采樣點與注射器9添加溶液位置應根據 ±壤情況及氨基酸類型而定，與注射器9添加溶液位置水平的取樣點則能夠表示氨基酸橫 向的遷移速率，位于注射器9添加溶液位置正下方的取樣點則能夠表示氨基酸的縱向遷移 速率。
[00%] 實施例4
[0027] (1)先將自然風干后的浙江大學紫金港西區(qū)濕地±壤過2mm篩的±壤平鋪于塑料 盆5中，加純凈水至±壤表面存留少量水分，打開紫外滅菌燈2、直流電源3、加熱絲6、溫度探 頭7,控制直流電源電壓為220V，塑料盆5中±壤溫度為70°C，開啟此裝置24h后，關閉紫外滅 菌燈2、直流電源3、加熱絲6、溫度探頭7;
[0028] (2)待塑料盆5中±壤溫度降低后，在無菌操作臺上多次混勻，控制±壤含水量為 20%，將混勻后的±壤添加到±體箱8中，輕微震動W緊實±壤，通過注射器9向±體中添加 1ml濃度為0.05mM，1?標記豐度為99.8 %的谷氨酸溶液，打開紫外滅菌燈2;
[0029] (3)±體靜置96h后，按照離注射器9添加溶液位置相同距離的扇形取樣方法，采集 ±壤樣品，采用同位素質譜檢測±壤中同位素豐度，采樣點與注射器9添加溶液位置應根據 ±壤情況及氨基酸類型而定，與注射器9添加溶液位置水平的取樣點則能夠表示氨基酸橫 向的遷移速率，位于注射器9添加溶液位置正下方的取樣點則能夠表示氨基酸的縱向遷移 速率。
[0030] 實施例5
[0031] (1)先將自然風干后的仙居高山±壤過2mm篩的±壤平鋪于塑料盆5中，加純凈水 至±壤表面存留少量水分，打開紫外滅菌燈2、直流電源3、加熱絲6、溫度探頭7,控制直流電 源電壓為360V，塑料盆5中±壤溫度為80°C，開啟此裝置24h后，關閉紫外滅菌燈2、直流電源 3、加熱絲6、溫度探頭7;
[0032] (2)待塑料盆5中±壤溫度降低后，在無菌操作臺上多次混勻，控制±壤含水量為 20%，將混勻后的±壤添加到±體箱8中，輕微震動W緊實±壤，通過注射器9向±體中添加 2ml濃度為0.05mM，1?標記豐度為99.8 %的甘氨酸溶液，打開紫外滅菌燈2;
[0033] (3)±體靜置96h后，按照離注射器9添加溶液位置相同距離的扇形取樣方法，采集 ±壤樣品，采用同位素質譜檢測±壤中同位素豐度，采樣點與注射器9添加溶液位置應根據 ±壤情況及氨基酸類型而定，與注射器9添加溶液位置水平的取樣點則能夠表示氨基酸橫 向的遷移速率，位于注射器9添加溶液位置正下方的取樣點則能夠表示氨基酸的縱向遷移 速率。
[0034] 實施例6
[0035] (1)先將自然風干后的仙居高山±壤過2mm篩的±壤平鋪于塑料盆5中，加純凈水 至±壤表面存留少量水分，打開紫外滅菌燈2、直流電源3、加熱絲6、溫度探頭7,控制直流電 源電壓為360V，塑料盆5中±壤溫度為80°C，開啟此裝置24h后，關閉紫外滅菌燈2、直流電源 3、加熱絲6、溫度探頭7;
[0036] (2)待塑料盆5中±壤溫度降低后，在無菌操作臺上多次混勻，控制±壤含水量為 20%，將混勻后的±壤添加到±體箱8中，輕微震動W緊實±壤，通過注射器9向±體中添加 2ml濃度為0.05mM，1?標記豐度為99.8 %的賴氨酸溶液，打開紫外滅菌燈2;
[0037] (3)±體靜置96h后，按照離注射器9添加溶液位置相同距離的扇形取樣方法，采集 ±壤樣品，采用同位素質譜檢測±壤中同位素豐度，采樣點與注射器9添加溶液位置應根據 ±壤情況及氨基酸類型而定，與注射器9添加溶液位置水平的取樣點則能夠表示氨基酸橫 向的遷移速率，位于注射器9添加溶液位置正下方的取樣點則能夠表示氨基酸的縱向遷移 速率。
[003引實施例7
[0039] (1)先將自然風干后的仙居高山±壤過2mm篩的±壤平鋪于塑料盆5中，加純凈水 至±壤表面存留少量水分，打開紫外滅菌燈2、直流電源3、加熱絲6、溫度探頭7,控制直流電 源電壓為360V，塑料盆5中±壤溫度為80°C，開啟此裝置24h后，關閉紫外滅菌燈2、直流電源 3、加熱絲6、溫度探頭7;
[0040] (2)待塑料盆5中±壤溫度降低后，在無菌操作臺上多次混勻，控制±壤含水量為 20%，將混勻后的±壤添加到±體箱8中，輕微震動W緊實±壤，通過注射器9向±體中添加 2ml濃度為0.05mM，1?標記豐度為99.8 %的谷氨酸溶液，打開紫外滅菌燈2;
[0041] (3)±體靜置96h后，按照離注射器9添加溶液位置相同距離的扇形取樣方法，采集 ±壤樣品，采用同位素質譜檢測±壤中同位素豐度，采樣點與注射器9添加溶液位置應根據 ±壤情況及氨基酸類型而定，與注射器9添加溶液位置水平的取樣點則能夠表示氨基酸橫 向的遷移速率，位于注射器9添加溶液位置正下方的取樣點則能夠表示氨基酸的縱向遷移 速率。
[0042] 表1:不同氨基酸在不同±壤中的遷移速率
[0043]
[0044] 從表1可W看出，氨基酸在不同±壤中的遷移速率存在明顯的差異，不同氨基酸在 同一 ±壤中的遷移速率也存在明顯的差異，且橫向和縱向的遷移速率也存在顯著的差異。 在紫金港濕地和仙居±壤中，該裝置已對±壤完全滅菌，保證了研究遷移速率的準確性。在 紫金港濕地±壤中，谷氨酸的遷移速率大于甘氨酸的遷移速率，甘氨酸的遷移速率高于賴 氨酸的遷移速率，在仙居高山±壤中也呈現了相似的規(guī)律。根據氨基酸性質分析，谷氨酸屬 于帶負電荷氨基酸，而±壤團粒也帶有負電荷，電荷想斥從而加快了谷氨酸的移動，而賴氨 酸屬于帶正電荷氨基酸，相互吸引，其移動速率減慢。仙居高山上壤質地疏松，所ΚΞ種氨 基酸的遷移速率較之紫金港濕地±壤較高。此結果表明，該方法能夠有效地測定氨基酸在 ±壤中的遷移速率。
【主權項】
1. 一種測定氨基酸在土壤中移動規(guī)律的裝置，其特征在于，由培養(yǎng)箱（1)、紫外滅菌燈 (2)、直流電源（3)、石墨片（4)、塑料盆（5)、加熱絲（6)、溫度探頭（7)、土體箱（8)、注射器 (9)、過濾器（10)組成，所有部件均放置于培養(yǎng)箱（1)中，紫外滅菌燈(2)位于培養(yǎng)箱（1)頂 部，直流電源(3)與四片石墨片(4)相連，其中兩片連于正極，兩片連于負極，石墨片(4)位于 塑料盆(5)兩端，加熱絲(6)均勻分布于塑料盆(5)中，塑料盆(5)內還均勻分布個四個溫度 探頭(7)，土體箱(8)-側中部連接注射器(9)，過濾器(10)與注射器(9)相連。2. 根據權利要求1所述的一種測定氨基酸在土壤中移動規(guī)律的裝置，其特征在于，直流 電源⑶提供220-360V可調節(jié)電壓，石墨片⑷的長度、寬度、厚度分別為15、10、0.2〇11，塑料 盆(5)為聚乙烯材質，注射器(9)的容積為1 -5ml。3. 根據權利要求1所述的一種測定氨基酸在土壤中移動規(guī)律的裝置，其特征在于，過濾 器(10)內含0.22微米醋酸纖維濾膜。4. 根據權利要求1所述的一種測定氨基酸在土壤中移動規(guī)律的裝置，其特征在于，加熱 絲(6)絕緣加熱絲。
【文檔編號】G01N27/62GK205449877SQ201620142378
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2016年2月25日
【發(fā)明人】馬慶旭, 吳良歡
【申請人】浙江大學