测定氨基酸在土壤中移动规律的装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型提供一种测定氨基酸在土壤中移动规律的装置，由培养箱、紫外灭菌灯、直流电源、石墨片、塑料盆、加热丝、温度探头、土体箱、注射器、过滤器组成；所有部件均放置于培养箱中。本实用新型将直流电源与四片石墨片相连，可提供220-360V电压，控制塑料盆中土壤样品的温度为70-90℃，土体箱一侧中部连接注射器，注射器的容积为1-5ml，过滤器内含0.22微米醋酸纤维滤膜。通过向已灭菌土壤中添加15N标记的氨基酸溶液，经扇状采样后测定同位素丰度，就可以计算氨基酸的迁移速率。本实用新型装置设计合理，制作简便成本低，操作简单，准确度高，有利于准确测定氨基酸在土壤中的迁移转化规律。
【专利说明】
测定氨基酸在±壤中移动规律的装置
技术领域
[0001] 本实用新型属于植物营养和±壤科学研究领域，设及一种测定氨基酸在±壤中移 动规律的装置及方法。
【背景技术】
[0002] 随着分析技术及植物营养的快速发展，植物能够直接吸收分子态氨基酸已成为共 识，氨基酸可W作为植物生长的重要氮源，而无需经过微生物分解为无机氮后再作为植物 生长的重要氮源。上壤中包含丰富的氨基酸，且其对植物生长和作物品质具有重要的作用， 因此研究±壤中氨基酸的形态、浓度、迁移转化规律对充分利用±壤氨基酸资源，提高作物 品质具有重要的意义。
[0003] 然而，±壤中氨基酸在自然状态下会被±壤微生物迅速分解，蛋白质也会源源不 断的分解为氨基酸，氨基酸的迅速周转成为研究氨基酸迁移的最重要的限制因子。±壤完 全灭菌可W有效避免微生物的影响，然而现有的±壤完全灭菌方法均存在较大的弊端。采 用化学药剂是常用的灭菌方法，多采用甲醒、1，3氯乙締等有毒有害的化学试剂，运些药剂 会在±壤中残留，对后续研究及实验人员健康造成威胁。高溫灭菌法多采用12rC高溫高压 灭菌，然而运么高的溫度下±壤结构发生变化，±壤化学组成也会相应变化，对试验结果造 成影响。丫射线灭菌法根据丫射线能量高、穿透力强的特点，W杀死±壤微生物，该方法是 较为理想的方法，然而其操作上存在很大的安全隐患，且成本较高，很难普及使用。
【发明内容】
[0004] 本实用新型的目的是克服现有技术的不足，提供一种测定氨基酸在±壤中移动规 律的装置，本实用新型提供的装置由培养箱、紫外灭菌灯、直流电源、石墨片、塑料盆、加热 丝、溫度探头、±体箱、注射器、过滤器组成;所有部件均放置于培养箱中，紫外灭菌灯位于 培养箱顶部，直流电源与四片石墨片相连，其中两片连于正极，两片连于负极，石墨片位于 塑料盆两端，加热丝均匀分布于塑料盆中，塑料盆内还均匀分布个四个溫度探头，塑料盆中 放置待测±壤样品;±体箱一侧中部连接注射器，过滤器与注射器相连;直流电源提供220- 360V可调节电压，石墨片的长度、宽度、厚度分别为15、10、0.2cm，塑料盆为聚乙締材质，加 热丝为绝缘加热，通过溫度探头控制塑料盆中±壤样品的溫度为70-9(TC，注射器的容积为 l-5ml，过滤器内含0.22微米醋酸纤维滤膜。
[0005] 利用本实用新型测定氨基酸在±壤中移动规律的方法，通过W下步骤实现：
[0006] (1)先将自然风干后过2mm筛的±壤平铺于塑料盆中，加纯净水至±壤表面存留少 量水分，打开紫外灭菌灯、直流电源、加热丝、溫度探头，控制直流电源电压为220-360V，塑 料盆中±壤溫度为70-90°C，开启此装置12-4化后，关闭紫外灭菌灯、直流电源、加热丝、溫 度探头；
[0007] (2)待塑料盆中±壤溫度降低后，在无菌操作台上多次混匀，控制±壤含水量为 20-40%，将混匀后的±壤添加到±体箱中，轻微震动W紧实±壤，通过注射器向±体中添 加 l-5ml浓度为ο. 01-0.1 mM，1?标记丰度为99.8%的氨基酸溶液，打开紫外灭菌灯；
[0008] (3)±体静置24-9化后，按照离注射器添加溶液位置相同距离的扇形取样方法，采 集±壤样品，采用同位素质谱检测±壤中同位素丰度，采样点与注射器添加溶液位置应根 据±壤情况及氨基酸类型而定，与注射器添加溶液位置水平的取样点则能够表示氨基酸横 向的迁移速率，位于注射器添加溶液位置正下方的取样点则能够表示氨基酸的纵向迁移速 率。
[0009] 本实用新型通过直流电击配合70-90°C高溫，从而达到杀灭±壤微生物的效果。该 装置对±壤的扰动较小，对±壤中各物质形态的影响较小，且杀菌效率较高，成本低廉。向 已灭菌的±壤中添加一定浓度同位素标记的氨基酸，在完全无菌环境下培养一段时间后， 根据扇形取样法破坏性采样，测定±壤中同位素丰度，就可W计算±壤氨基酸的迁移速率。 本实用新型装置设计合理，制作简便成本低，操作简单，准确度高，利用同位素示踪技术能 够有效地提高检测的精度。
【附图说明】
[0010] 图1是本实用新型装置结构示意图。
【具体实施方式】
[0011] 本实用新型结合附图和实施例作进一步的说明。
[001^ 实施例1
[0013] 参见图1，测定氨基酸在±壤中移动规律的装置由培养箱1、紫外灭菌灯2、直流电 源3、石墨片4、塑料盆5、加热丝6、溫度探头7、±体箱8、注射器9、过滤器10组成;所有部件均 放置于培养箱1中，紫外灭菌灯2位于培养箱1上部，直流电源3与四片石墨片4相连，其中两 片连于正极，两片连于负极，石墨片4位于塑料盆5两端，加热丝6均匀分布于塑料盆5中，塑 料盆5内还均匀分布个四个溫度探头7,塑料盆5中放置待测±壤样品；±体箱8-侧中部连 接注射器9,过滤器10与注射器9相连;直流电源3提供220-360V可调节电压，石墨片4的长 度、宽度、厚度分别为15、10、0.2cm，塑料盆5为聚乙締材质，加热丝6绝缘加热，通过溫度探 头7控制塑料盆5中±壤样品的溫度为70-90°C，注射器9的容积为1 -5ml，过滤器10内含0.22 微米醋酸纤维滤膜。
[0014] 使用该装置测定氨基酸在±壤中移动规律的方法：
[0015] (1)先将自然风干后过2mm筛的±壤平铺于塑料盆5中，加纯净水至±壤表面存留 少量水分，打开紫外灭菌灯2、直流电源3、加热丝6、溫度探头7,控制直流电源电压为220- 360V，塑料盆5中±壤溫度为70-90°C，开启此装置12-4化后，关闭紫外灭菌灯2、直流电源3、 加热丝6、溫度探头7;
[0016] (2)待塑料盆5中±壤溫度降低后，在无菌操作台上多次混匀，控制±壤含水量为 20-40%，将混匀后的±壤添加到±体箱8中，轻微震动W紧实±壤，通过注射器9向±体中 添加 l-5ml浓度为0.01-0.1 mM，1?标记丰度为99.8%的氨基酸溶液，打开紫外灭菌灯2;
[0017] (3)±体静置24-9化后，按照离注射器9添加溶液位置相同距离的扇形取样方法， 采集±壤样品，采用同位素质谱检测±壤中同位素丰度，采样点与注射器9添加溶液位置应 根据±壤情况及氨基酸类型而定，与注射器9添加溶液位置水平的取样点则能够表示氨基 酸横向的迁移速率，位于注射器9添加溶液位置正下方的取样点则能够表示氨基酸的纵向 迁移速率。
[001引实施例2
[0019] (1)先将自然风干后的浙江大学紫金港西区湿地±壤过2mm筛的±壤平铺于塑料 盆5中，加纯净水至±壤表面存留少量水分，打开紫外灭菌灯2、直流电源3、加热丝6、溫度探 头7,控制直流电源电压为220V，塑料盆5中±壤溫度为70°C，开启此装置24h后，关闭紫外灭 菌灯2、直流电源3、加热丝6、溫度探头7;
[0020] (2)待塑料盆5中±壤溫度降低后，在无菌操作台上多次混匀，控制±壤含水量为 20%，将混匀后的±壤添加到±体箱8中，轻微震动W紧实±壤，通过注射器9向±体中添加 1ml浓度为0.05mM，1?标记丰度为99.8 %的甘氨酸溶液，打开紫外灭菌灯2;
[0021] (3)±体静置96h后，按照离注射器9添加溶液位置相同距离的扇形取样方法，采集 ±壤样品，采用同位素质谱检测±壤中同位素丰度，采样点与注射器9添加溶液位置应根据 ±壤情况及氨基酸类型而定，与注射器9添加溶液位置水平的取样点则能够表示氨基酸横 向的迁移速率，位于注射器9添加溶液位置正下方的取样点则能够表示氨基酸的纵向迁移 速率。
[0022] 实施例3
[0023] (1)先将自然风干后的浙江大学紫金港西区湿地±壤过2mm筛的±壤平铺于塑料 盆5中，加纯净水至±壤表面存留少量水分，打开紫外灭菌灯2、直流电源3、加热丝6、溫度探 头7,控制直流电源电压为220V，塑料盆5中±壤溫度为70°C，开启此装置24h后，关闭紫外灭 菌灯2、直流电源3、加热丝6、溫度探头7;
[0024] (2)待塑料盆5中±壤溫度降低后，在无菌操作台上多次混匀，控制±壤含水量为 20%，将混匀后的±壤添加到±体箱8中，轻微震动W紧实±壤，通过注射器9向±体中添加 1ml浓度为0.05mM，1?标记丰度为99.8 %的赖氨酸溶液，打开紫外灭菌灯2;
[0025] (3)±体静置96h后，按照离注射器9添加溶液位置相同距离的扇形取样方法，采集 ±壤样品，采用同位素质谱检测±壤中同位素丰度，采样点与注射器9添加溶液位置应根据 ±壤情况及氨基酸类型而定，与注射器9添加溶液位置水平的取样点则能够表示氨基酸横 向的迁移速率，位于注射器9添加溶液位置正下方的取样点则能够表示氨基酸的纵向迁移 速率。
[00%] 实施例4
[0027] (1)先将自然风干后的浙江大学紫金港西区湿地±壤过2mm筛的±壤平铺于塑料 盆5中，加纯净水至±壤表面存留少量水分，打开紫外灭菌灯2、直流电源3、加热丝6、溫度探 头7,控制直流电源电压为220V，塑料盆5中±壤溫度为70°C，开启此装置24h后，关闭紫外灭 菌灯2、直流电源3、加热丝6、溫度探头7;
[0028] (2)待塑料盆5中±壤溫度降低后，在无菌操作台上多次混匀，控制±壤含水量为 20%，将混匀后的±壤添加到±体箱8中，轻微震动W紧实±壤，通过注射器9向±体中添加 1ml浓度为0.05mM，1?标记丰度为99.8 %的谷氨酸溶液，打开紫外灭菌灯2;
[0029] (3)±体静置96h后，按照离注射器9添加溶液位置相同距离的扇形取样方法，采集 ±壤样品，采用同位素质谱检测±壤中同位素丰度，采样点与注射器9添加溶液位置应根据 ±壤情况及氨基酸类型而定，与注射器9添加溶液位置水平的取样点则能够表示氨基酸横 向的迁移速率，位于注射器9添加溶液位置正下方的取样点则能够表示氨基酸的纵向迁移 速率。
[0030] 实施例5
[0031] (1)先将自然风干后的仙居高山±壤过2mm筛的±壤平铺于塑料盆5中，加纯净水 至±壤表面存留少量水分，打开紫外灭菌灯2、直流电源3、加热丝6、溫度探头7,控制直流电 源电压为360V，塑料盆5中±壤溫度为80°C，开启此装置24h后，关闭紫外灭菌灯2、直流电源 3、加热丝6、溫度探头7;
[0032] (2)待塑料盆5中±壤溫度降低后，在无菌操作台上多次混匀，控制±壤含水量为 20%，将混匀后的±壤添加到±体箱8中，轻微震动W紧实±壤，通过注射器9向±体中添加 2ml浓度为0.05mM，1?标记丰度为99.8 %的甘氨酸溶液，打开紫外灭菌灯2;
[0033] (3)±体静置96h后，按照离注射器9添加溶液位置相同距离的扇形取样方法，采集 ±壤样品，采用同位素质谱检测±壤中同位素丰度，采样点与注射器9添加溶液位置应根据 ±壤情况及氨基酸类型而定，与注射器9添加溶液位置水平的取样点则能够表示氨基酸横 向的迁移速率，位于注射器9添加溶液位置正下方的取样点则能够表示氨基酸的纵向迁移 速率。
[0034] 实施例6
[0035] (1)先将自然风干后的仙居高山±壤过2mm筛的±壤平铺于塑料盆5中，加纯净水 至±壤表面存留少量水分，打开紫外灭菌灯2、直流电源3、加热丝6、溫度探头7,控制直流电 源电压为360V，塑料盆5中±壤溫度为80°C，开启此装置24h后，关闭紫外灭菌灯2、直流电源 3、加热丝6、溫度探头7;
[0036] (2)待塑料盆5中±壤溫度降低后，在无菌操作台上多次混匀，控制±壤含水量为 20%，将混匀后的±壤添加到±体箱8中，轻微震动W紧实±壤，通过注射器9向±体中添加 2ml浓度为0.05mM，1?标记丰度为99.8 %的赖氨酸溶液，打开紫外灭菌灯2;
[0037] (3)±体静置96h后，按照离注射器9添加溶液位置相同距离的扇形取样方法，采集 ±壤样品，采用同位素质谱检测±壤中同位素丰度，采样点与注射器9添加溶液位置应根据 ±壤情况及氨基酸类型而定，与注射器9添加溶液位置水平的取样点则能够表示氨基酸横 向的迁移速率，位于注射器9添加溶液位置正下方的取样点则能够表示氨基酸的纵向迁移 速率。
[003引实施例7
[0039] (1)先将自然风干后的仙居高山±壤过2mm筛的±壤平铺于塑料盆5中，加纯净水 至±壤表面存留少量水分，打开紫外灭菌灯2、直流电源3、加热丝6、溫度探头7,控制直流电 源电压为360V，塑料盆5中±壤溫度为80°C，开启此装置24h后，关闭紫外灭菌灯2、直流电源 3、加热丝6、溫度探头7;
[0040] (2)待塑料盆5中±壤溫度降低后，在无菌操作台上多次混匀，控制±壤含水量为 20%，将混匀后的±壤添加到±体箱8中，轻微震动W紧实±壤，通过注射器9向±体中添加 2ml浓度为0.05mM，1?标记丰度为99.8 %的谷氨酸溶液，打开紫外灭菌灯2;
[0041] (3)±体静置96h后，按照离注射器9添加溶液位置相同距离的扇形取样方法，采集 ±壤样品，采用同位素质谱检测±壤中同位素丰度，采样点与注射器9添加溶液位置应根据 ±壤情况及氨基酸类型而定，与注射器9添加溶液位置水平的取样点则能够表示氨基酸横 向的迁移速率，位于注射器9添加溶液位置正下方的取样点则能够表示氨基酸的纵向迁移 速率。
[0042] 表1:不同氨基酸在不同±壤中的迁移速率
[0043]
[0044] 从表1可W看出，氨基酸在不同±壤中的迁移速率存在明显的差异，不同氨基酸在 同一 ±壤中的迁移速率也存在明显的差异，且横向和纵向的迁移速率也存在显著的差异。 在紫金港湿地和仙居±壤中，该装置已对±壤完全灭菌，保证了研究迁移速率的准确性。在 紫金港湿地±壤中，谷氨酸的迁移速率大于甘氨酸的迁移速率，甘氨酸的迁移速率高于赖 氨酸的迁移速率，在仙居高山±壤中也呈现了相似的规律。根据氨基酸性质分析，谷氨酸属 于带负电荷氨基酸，而±壤团粒也带有负电荷，电荷想斥从而加快了谷氨酸的移动，而赖氨 酸属于带正电荷氨基酸，相互吸引，其移动速率减慢。仙居高山上壤质地疏松，所ΚΞ种氨 基酸的迁移速率较之紫金港湿地±壤较高。此结果表明，该方法能够有效地测定氨基酸在 ±壤中的迁移速率。
【主权项】
1. 一种测定氨基酸在土壤中移动规律的装置，其特征在于，由培养箱（1)、紫外灭菌灯 (2)、直流电源（3)、石墨片（4)、塑料盆（5)、加热丝（6)、温度探头（7)、土体箱（8)、注射器 (9)、过滤器（10)组成，所有部件均放置于培养箱（1)中，紫外灭菌灯(2)位于培养箱（1)顶 部，直流电源(3)与四片石墨片(4)相连，其中两片连于正极，两片连于负极，石墨片(4)位于 塑料盆(5)两端，加热丝(6)均匀分布于塑料盆(5)中，塑料盆(5)内还均匀分布个四个温度 探头(7)，土体箱(8)-侧中部连接注射器(9)，过滤器(10)与注射器(9)相连。2. 根据权利要求1所述的一种测定氨基酸在土壤中移动规律的装置，其特征在于，直流 电源⑶提供220-360V可调节电压，石墨片⑷的长度、宽度、厚度分别为15、10、0.2〇11，塑料 盆(5)为聚乙烯材质，注射器(9)的容积为1 -5ml。3. 根据权利要求1所述的一种测定氨基酸在土壤中移动规律的装置，其特征在于，过滤 器(10)内含0.22微米醋酸纤维滤膜。4. 根据权利要求1所述的一种测定氨基酸在土壤中移动规律的装置，其特征在于，加热 丝(6)绝缘加热丝。
【文档编号】G01N27/62GK205449877SQ201620142378
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2016年2月25日
【发明人】马庆旭, 吴良欢
【申请人】浙江大学