專利名稱：一種根系分泌物原位收集裝置及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種收集裝置，特別是涉及一種植物根系分泌物原位收集裝置，屬于實驗機(jī)械裝置領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
植物通過根系和凋落物向土壤中輸入有機(jī)質(zhì)，是影響森林生態(tài)系統(tǒng)地下部分物質(zhì)循環(huán)和能量流動的兩種主要途徑。植物根系分泌物是植物根系在生命活動過程中通過根際環(huán)境釋放的無機(jī)離子及有機(jī)化合物的統(tǒng)稱，根系分泌物通過影響根際微生物過程而對土壤養(yǎng)分循環(huán)具有重要的調(diào)控作用，這對于維持森林樹木生長和生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性至關(guān)重要，尤其是低養(yǎng)分有效性的森林生態(tài)系統(tǒng)類型意義更為重大。因此，植物根系分泌物，特別是植物在原位生境中分泌的分泌物是陸地地下生態(tài)過程研究的重要內(nèi)容?，F(xiàn)有技術(shù)中公開了一種靜態(tài)培養(yǎng)裝置(Richard et al, 2008),該裝置采用無碳營養(yǎng)液將完整未損傷細(xì)根系統(tǒng)的附著土和“培養(yǎng)”沖洗掉后放入裝有無菌玻璃珠和無碳營養(yǎng)液的玻璃裝置里培養(yǎng)，培養(yǎng)結(jié)束后采用真空泵抽濾沖洗方式將根系分泌物沖洗出。該裝置在使用時存在以下5點缺陷(I)該裝置上端采用帶有楔形掏槽的橡膠隔片封頂，并外加封口膜。抽濾時采用注射器針頭多次扎透隔片注射營養(yǎng)液，由于所選根系直徑在0. 25mm 2_不等，楔形掏槽不易進(jìn)行有效調(diào)節(jié)；同時橡膠隔片厚薄未清楚說明，影響裝置使用；并且橡膠材質(zhì)使用多次后尤其是在高溫的夏天出現(xiàn)龜裂、發(fā)粘、硬化、軟化、粉化、變色、長霉等現(xiàn)象；(2)裝置下端采用網(wǎng)格漏斗防止玻璃珠堵塞出口，然而目前我國的針筒下端出口均在側(cè)邊，不能網(wǎng)格漏斗無法固定在針頭座位于針筒側(cè)邊的常見普通針筒；(3)裝置下端出口處采用類似三通的結(jié)構(gòu)，操作中發(fā)現(xiàn)易脫落導(dǎo)致收集液流失，且易刺破鋁箔而導(dǎo)致受到土壤的污染；(4)包裹一層鋁箔，埋進(jìn)凋落物里培養(yǎng)，然而，根系本長在土壤中，現(xiàn)只將裝置上蓋凋落物，可能改變了根系的生存環(huán)境；(5)抽濾時，先去除覆蓋物，打開鋁箔用注射器扎透橡膠隔片和封口膜后加入營養(yǎng)液抽濾，結(jié)束后再更換封口膜和濕潤吸水紙，包上鋁箔蓋凋落物，整個操作過程容易造成樣品污染?，F(xiàn)有技術(shù)參考文獻(xiàn)Richard P.Phillips*，Yael Erlitz，Raven Bier and Emily S.Bernhardt. Newapproach for capturing soluble root exudates in forest soils. Functional Ecology2008，22，990-999.

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的就是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種能夠安裝在植物生長原位地點收集植物根系分泌物的實驗裝置及系統(tǒng)。為實現(xiàn)上述目的，本實用新型的技術(shù)方案如下一種根系分泌物原位收集裝置，包括收集管，收集管上部開口并安裝取樣塞，下部開有出樣口連接出樣管，收集管內(nèi)上部填裝玻璃珠層，下部填裝玻璃棉層；所述取樣塞上開有進(jìn)樣口與根孔，其特征在于所述取樣塞是硅橡膠材料制成。上述裝置中取樣塞采用硅橡膠材料制成，有效利用硅橡膠材料密封效果良好的特征，使取樣塞能夠方便安裝拆卸且不易脫落。并且塞上的進(jìn)樣口與根孔能夠經(jīng)歷反復(fù)使用而不易龜裂、發(fā)粘、硬化、軟化、粉化，保證了樣品不易被污染的同時又降低了裝置成本。上述裝置采用醫(yī)用注射器針筒作為收集管，以注射器針座作為出樣口。取樣塞安裝在注射器針筒上部開口處，平均厚度4 5_，根孔直徑0. 5 2_。根孔到取樣塞邊緣開有徑向切口。根孔外周硅橡膠材料變薄，形成薄層區(qū)，薄層區(qū)直徑5 10mm、平均厚度
0.2 0. 3mm。針筒具體可以采用30ml或50ml規(guī)格，收集器采用30ml針筒時，玻璃珠層層高10. 5 11. 5cm，收集器采用50ml針筒時，玻璃珠層層高12 13cm，玻璃珠是粒徑< Imm且經(jīng)3M鹽酸洗過的玻璃珠；玻璃棉層層高0. 5 1cm，采用經(jīng)3M鹽酸洗過的玻璃棉。以上述根系分泌物原位收集裝置為基礎(chǔ)，本實用新型還提供一種根系分泌物原位收集系統(tǒng)，具體技術(shù)方案如下一種根系分泌物原位收集系統(tǒng)，其特征在于包括根系分泌物原位收集裝置，所述原位收集裝置進(jìn)樣口插有進(jìn)樣管，進(jìn)樣管連接進(jìn)樣裝置；所述出樣口套有出樣管，出樣管連接抽濾裝置。上述系統(tǒng)中，進(jìn)樣口與進(jìn)樣管連接處、出樣口與出樣管連接處均安裝硅橡膠連接件，以達(dá)到密封效果。進(jìn)樣裝置采用醫(yī)用注射器。抽濾裝置包括抽濾瓶、緩沖瓶、真空泵，抽濾瓶與緩沖瓶均是頂部分別開有進(jìn)氣孔與抽氣孔的密封聚丙烯空瓶。出樣管連接抽濾瓶進(jìn)氣孔，抽濾瓶抽氣孔與緩沖瓶進(jìn)氣孔之間連接硅膠管，緩沖瓶抽氣孔與真空泵間連接硅膠管。抽濾瓶的作用是盛裝抽濾出的植物根系分泌物，緩沖瓶作用是防止溶液進(jìn)入真空泵，以保護(hù)真空泵。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的有益效果是(I)采用了專用的硅橡膠材料制作取樣塞，并且薄層區(qū)質(zhì)地柔軟，取樣塞在擠壓時也不易損傷根系，硅橡膠塞還具有良好的電絕緣性、耐氧抗老化性、耐光抗老化性以及防霉性、化學(xué)穩(wěn)定性等，可防止根系分泌物樣品污染，且能在清潔后循環(huán)使用，降低了產(chǎn)品成本；(2)玻璃棉層層高是經(jīng)反復(fù)試驗確定，保證試驗中無堵塞現(xiàn)象發(fā)生；(3)管口連接處根據(jù)需要安裝硅橡膠連接件或硅橡膠密封件，操作靈活，不易脫落；(4)收集裝置與系統(tǒng)使用易于操作，節(jié)約時間，提高效率，且基本不損傷不擾動裝置中的根系，也杜絕污染物的引入。

圖I是根系分泌物原位收集裝置結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是取樣塞結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是根系分泌物原位收集系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。圖中標(biāo)號如下I根系分泌物原位收集裝置11收集管12取樣塞121進(jìn)樣口122根孔123薄層區(qū)124徑向切口13出樣口14出樣管15玻璃珠層16玻璃棉層 17進(jìn)樣管18硅橡膠連接件19硅橡膠密封件2進(jìn)樣裝置[0024]31抽濾瓶32緩沖瓶33真空泵34硅膠管
具體實施方式
以下結(jié)合附圖，對本實用新型的優(yōu)選實施例作進(jìn)一步的描述。實施例一如圖I 圖2所示，制得一種根系分泌物原位收集裝置。圖I是根系分泌物原位收集裝置結(jié)構(gòu)示意圖。根系分泌物原位收集裝置包括收集管11，收集管11上部開口并安裝取樣塞12。取樣塞12是硅橡膠材料制成，取樣塞12上開有進(jìn)樣口 121與根孔122 ;收集管11下部開有出樣口 13。收集管11是30ml或50ml規(guī)格 醫(yī)用注射器針筒，出樣口 13是注射器針座。收集管11內(nèi)上部填裝玻璃珠層15，下部填裝玻璃棉層16。30ml規(guī)格針筒中玻璃珠層15層高10. 5 11. 5cm, 50ml規(guī)格針筒中玻璃珠層層高12 13cm，玻璃珠粒徑< 1mm。玻璃棉層16層高5 10mm。圖2是取樣塞結(jié)構(gòu)示意圖。根孔122外周硅橡膠材料變薄，形成薄層區(qū)123，根孔122到取樣塞12邊緣開有徑向切口 124。取樣塞12平均厚度4 5mm，根孔122直徑0. 5 2mm,薄層區(qū)123直徑5 10mm、平均厚度0. 2 0. 3mm。實施例二如圖3所示。制得一種根系分泌物原位收集系統(tǒng)，其與實施例一相同的地方不再重復(fù)敘述，不同之處在于圖3是根系分泌物原位收集系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。根系分泌物原位收集系統(tǒng)包括根系分泌物原位收集裝置1，原位收集裝置I進(jìn)樣口 121插有進(jìn)樣管17，進(jìn)樣管連接進(jìn)樣裝置2，進(jìn)樣裝置2是醫(yī)用注射器。出樣口 13套有出樣管14，出樣管14連接抽濾裝置，抽濾裝置包括抽濾瓶31、緩沖瓶32、真空泵33，抽濾瓶31與緩沖瓶32均是頂部分別開有進(jìn)氣孔與抽氣孔的密封空瓶。出樣口 13與抽濾瓶31進(jìn)氣孔間連接出樣管14，抽濾瓶31抽氣孔與緩沖瓶32進(jìn)氣孔間連接硅膠管34，緩沖瓶32抽氣孔與真空泵間連接硅膠管34。系統(tǒng)中進(jìn)樣管17或出樣管13連接處有硅橡膠連接件18，以達(dá)到密封效果。原位收集裝置I傾斜放置，與地面夾角a呈45° 90°。根系分泌物原位收集系統(tǒng)使用方法為收集管11中填裝玻璃棉層7與玻璃珠層6，進(jìn)樣管17插入進(jìn)樣孔121，進(jìn)樣管上端用硅橡膠密封件19封閉；植物根系通過徑向切口124放進(jìn)根孔122 ;取樣塞12安裝在收集管11上，植物根系放置入玻璃珠層培養(yǎng)；收集管11出樣口 13連接出樣管14，出樣管14下端用硅橡膠密封件19封閉。原位收集裝置I外裹鋁箔傾斜放置在土壤中，與地面夾角a呈45° 90°，最佳為60°，用細(xì)土掩埋原位收集裝置I進(jìn)行培養(yǎng)。培養(yǎng)結(jié)束后，取下各硅橡膠密封件19，進(jìn)樣管17連接進(jìn)樣裝置2，進(jìn)樣裝置2注滿無碳營養(yǎng)液，出樣管14連接抽濾裝置，進(jìn)行抽濾。每個取樣裝置I對應(yīng)一個抽濾瓶31，盛裝根系分泌物收集液，抽濾瓶31采用公用瓶蓋，更換取樣裝置I時則更換抽濾瓶31。抽濾時真空泵33設(shè)置流速為約5cm3 se'
權(quán)利要求1.一種根系分泌物原位收集裝置，包括收集管(11)，收集管(11)上部開口并安裝取樣塞(12)，下部開有出樣口(13)連接出樣管(14)，收集管(11)內(nèi)上部填裝玻璃珠層(15)，下部填裝玻璃棉層(16);所述取樣塞(12)上開有進(jìn)樣口(121)與根孔(122)，其特征在于所述取樣塞(12)是硅橡膠材料制成。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置，其特征在于所述根孔(122)外周硅橡膠材料變薄形成薄層區(qū)(123)，根孔(122)到取樣塞(12)邊緣開有徑向切口(124)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于所述收集管(11)是醫(yī)用注射器針筒，出樣口(13)是注射器針座。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于所述取樣塞(12)平均厚度4 5mm，根孔(122)直徑0. 5 2mm,薄層區(qū)(123)直徑5 10mm、平均厚度0. 2 0. 3mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于所述針筒是30ml或50ml規(guī)格。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于所述玻璃珠層(15)玻璃珠粒徑<1mm，30ml規(guī)格針筒中玻璃珠層(15)層高10. 5 11. 5cm，或50ml規(guī)格針筒中玻璃珠層(15)層高12 13cm ;所述玻璃棉層(16)層高5 10mm。
7.一種利用權(quán)利要求I 6任一所述的根系分泌物原位收集裝置組成的根系分泌物原位收集系統(tǒng)，其特征在于包括根系分泌物原位收集裝置(I)，所述原位收集裝置(I)進(jìn)樣口(121)插有進(jìn)樣管(17)，進(jìn)樣管(17)連接進(jìn)樣裝置(2);所述出樣口(13)套有出樣管(14)，出樣管(14)連接抽濾裝置。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述系統(tǒng)，其特征在于系統(tǒng)中進(jìn)樣管(17)或出樣管(13)連接處有硅橡膠連接件(18)。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的系統(tǒng)，其特征在于所述進(jìn)樣裝置(2)是醫(yī)用注射器；所述抽濾裝置包括抽濾瓶(31)、緩沖瓶(32)、真空泵(33)，抽濾瓶(31)與緩沖瓶(32)均是頂部分別開有進(jìn)氣孔與抽氣孔的密封空瓶，出樣口(13)與抽濾瓶(31)進(jìn)氣孔間連接出樣管(14)，抽濾瓶(31)抽氣孔與緩沖瓶(32)進(jìn)氣孔間連接硅膠管(34)，緩沖瓶(32)抽氣孔與真空泵間連接硅膠管(34)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述系統(tǒng)，其特征在于所述根系分泌物原位收集裝置(I)在取樣時傾斜放置，與地面夾角a呈45° 90°。
專利摘要本實用新型公開了一種植物根系分泌物原位收集裝置及系統(tǒng)。針對現(xiàn)有技術(shù)中靜態(tài)培養(yǎng)裝置存在的諸項缺陷，本實用新型提供了一種能夠安裝在植物生長原位地點收集植物根系分泌物的實驗裝置及系統(tǒng)。本產(chǎn)品包括收集管，收集管上部開口并安裝取樣塞，下部開有出樣口連接出樣管，收集管內(nèi)上部填裝玻璃珠層，下部填裝玻璃棉層；取樣塞是硅橡膠材料制成，開有進(jìn)樣口與根孔；根孔外周硅橡膠材料變薄形成薄層區(qū)，根孔到取樣塞邊緣開有徑向切口。本實用新型還提供一種根系分泌物原位收集系統(tǒng)，由進(jìn)樣裝置、根系分泌物原位收集裝置、抽濾裝置連接而成。本產(chǎn)品最大限度地減少對裝置中根系的擾動和損傷，避免實驗過程中產(chǎn)生人為誤差，極大地縮短抽濾時間，提高取樣效率，且便于操作。
文檔編號G01N1/14GK202471455SQ201120557060
公開日2012年10月3日 申請日期2011年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月28日
發(fā)明者劉慶, 尹華軍, 李宇飛, 肖娟, 陳勁松, 陳建中 申請人:中國科學(xué)院成都生物研究所