本發(fā)明涉及穩(wěn)定同位素的標(biāo)記方法，具體涉及同位素13C(13CO2)標(biāo)記大樹(shù)枝條的綜合裝置及標(biāo)記方法
背景技術(shù)：
13C為穩(wěn)定性同位素,存在于自然界且無(wú)輻射無(wú)污染無(wú)衰變。因此，13C技術(shù)在國(guó)內(nèi)外已廣泛應(yīng)用于植物生理生態(tài)學(xué)、農(nóng)田土壤結(jié)構(gòu)、生物地球化學(xué)、氣候變化、物質(zhì)溯源以及摻假辨別等研究領(lǐng)域。
目前同位素標(biāo)記的方法主要有13C自然豐度法、連續(xù)標(biāo)記和脈沖標(biāo)記。13C自然豐度方法是基于C3植物和C4植物同位素分饋的現(xiàn)象；連續(xù)標(biāo)記需要長(zhǎng)時(shí)間注入標(biāo)記物，一般適合于評(píng)價(jià)植物輸入土壤和地下碳庫(kù)總量的研究。脈沖標(biāo)記是指一次注入一定量的標(biāo)記物,可用來(lái)研究植物在特定生長(zhǎng)時(shí)期光合碳的分配情況；一般在植物光合產(chǎn)物分配研究上均采用此種方法。
不同植物的光合同化產(chǎn)物在其組織與器官中分配與運(yùn)輸方式有很大差別，并受其生理機(jī)能的影響,一般通過(guò)調(diào)整植物庫(kù)源關(guān)系來(lái)研究光合產(chǎn)物在各個(gè)庫(kù)的分配。植物體內(nèi)穩(wěn)定性C同位素受環(huán)境因子和遺傳因子共同決定,因而植物葉片中穩(wěn)定性C同位素的值可指示植物碳代謝的基本類型,反映植物與環(huán)境的基本關(guān)系。目前,通過(guò)穩(wěn)定碳同位素的標(biāo)記示蹤技術(shù)可反映植物體內(nèi)的生理代謝和養(yǎng)分循環(huán),可作為評(píng)估植物生理機(jī)能的重要指標(biāo)。針對(duì)大樹(shù)的營(yíng)養(yǎng)運(yùn)移方式，只能采用枝條標(biāo)記的方式進(jìn)行示蹤，而在大樹(shù)枝條標(biāo)記上并沒(méi)有很好的標(biāo)記方法，所以形成此套標(biāo)記裝備和使用方法，可以快速，無(wú)損耗的對(duì)枝條進(jìn)行標(biāo)記，供所需的科研者使用。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本申請(qǐng)解決的主要問(wèn)題是提供一種同位素13C(13CO2)標(biāo)記大樹(shù)枝條的綜合裝置及標(biāo)記方法，以解決無(wú)法實(shí)現(xiàn)的的技術(shù)問(wèn)題。
為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明公開(kāi)了一種同位素13C(13CO2)標(biāo)記大樹(shù)枝條的綜合裝置，其特征在于，包括：依次相連的透明套袋，裝有變色硅膠的U型管，Ca(OH)2洗氣瓶，安全瓶，連接頭，所述透明套袋上還連接有頭皮針，所述連接為使用橡膠管插接式連接。
進(jìn)一步地，所述U型管的個(gè)數(shù)為2個(gè)。
進(jìn)一步地，所述透明套袋的規(guī)格為：長(zhǎng)40-60cm，寬：30-50cm。
進(jìn)一步地，所述透明套袋為透明聚氯乙烯袋。
本發(fā)明還公開(kāi)了一種同位素13C(13CO2)標(biāo)記大樹(shù)枝條的方法，其特征在于，使用權(quán)利要求1所述的同位素13C(13CO2)標(biāo)記大樹(shù)枝條的綜合裝置。
所述同位素13C(13CO2)標(biāo)記大樹(shù)枝條的方法，包括如下步驟：
1)選擇需要標(biāo)記的大樹(shù)枝條，使用所述的透明套袋密封，在密封時(shí)采用了無(wú)縫連接，用透明套袋的一側(cè)和枝條相重合，用寬膠帶進(jìn)行環(huán)繞封口，保證菱形的形式，在封口的另一個(gè)底端開(kāi)口處連接一根橡膠管并進(jìn)行固定，用寬膠帶固定好后，再用封口膜進(jìn)行無(wú)縫隙封口，保證氣體不會(huì)漏出；
2)使用真空泵連接所述步驟1)中橡膠管后抽空袋中空氣,直到完全真空狀態(tài)；
3)卸下真空泵，按權(quán)利要求1所述連接同位素13C(13CO2)標(biāo)記大樹(shù)枝條的綜合裝置，用充氣裝置連接所述連接頭，注入干燥無(wú)CO2的氣體，直至枝條上的透明套袋鼓起像氣球一樣，即可撤離裝置，橡膠管同樣打結(jié)固定；
4)使用所述頭皮針連續(xù)多次地開(kāi)蓋注入標(biāo)記氣體；
5)對(duì)大樹(shù)枝條中13C進(jìn)行檢測(cè)。
進(jìn)一步地，還包括：干燥無(wú)CO2的氣體收集的步驟：將氣體收集袋與裝有變色硅膠的U型管、氫氧化鈣洗氣瓶、安全瓶、打氣筒依次連接，所述連接為使用橡膠管過(guò)盈密封連接，用打氣筒打氣，收集干燥無(wú)CO2的氣體。
進(jìn)一步地，所述步驟4)中注入標(biāo)記氣體時(shí)，注入時(shí)間為每隔10-60mi n注入20-50ml,共連續(xù)注入3-6次。
進(jìn)一步地，所述步驟5)的檢測(cè)為用質(zhì)譜對(duì)標(biāo)記枝條進(jìn)行檢測(cè)。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所述的同位素13C(13CO2)標(biāo)記大樹(shù)枝條的綜合裝置及標(biāo)記方法，達(dá)到了如下效果：
1)本申請(qǐng)的同位素13C(13CO2)標(biāo)記大樹(shù)枝條的綜合裝置，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，拆裝容易，使用方便，易被科研人員掌握；
2)本申請(qǐng)的同位素13C(13CO2)標(biāo)記大樹(shù)枝條的綜合裝置，可減少氣體的污染及流失，利于精確標(biāo)記；
3)本申請(qǐng)的同位素13C(13CO2)標(biāo)記大樹(shù)枝條的標(biāo)記方法，可以快速，無(wú)損耗的對(duì)枝條進(jìn)行標(biāo)記。
附圖說(shuō)明
此處所說(shuō)明的附圖用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本發(fā)明的一部分，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說(shuō)明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中：
圖1是本發(fā)明實(shí)施例1所述的一種同位素13C(13CO2)標(biāo)記大樹(shù)枝條的綜合裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
如在說(shuō)明書(shū)及權(quán)利要求當(dāng)中使用了某些詞匯來(lái)指稱特定組件。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)可理解，硬件制造商可能會(huì)用不同名詞來(lái)稱呼同一個(gè)組件。本說(shuō)明書(shū)及權(quán)利要求并不以名稱的差異來(lái)作為區(qū)分組件的方式，而是以組件在功能上的差異來(lái)作為區(qū)分的準(zhǔn)則。如在通篇說(shuō)明書(shū)及權(quán)利要求當(dāng)中所提及的“包含”為一開(kāi)放式用語(yǔ)，故應(yīng)解釋成“包含但不限定于”?！按笾隆笔侵冈诳山邮盏恼`差范圍內(nèi)，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠在一定誤差范圍內(nèi)解決所述技術(shù)問(wèn)題，基本達(dá)到所述技術(shù)效果。說(shuō)明書(shū)后續(xù)描述為實(shí)施本申請(qǐng)的較佳實(shí)施方式，然所述描述乃以說(shuō)明本申請(qǐng)的一般原則為目的，并非用以限定本申請(qǐng)的范圍。本申請(qǐng)的保護(hù)范圍當(dāng)視所附權(quán)利要求所界定者為準(zhǔn)。
以下結(jié)合附圖對(duì)本申請(qǐng)作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，但不作為對(duì)本申請(qǐng)的限定。下文為了敘述方便，下文中所稱的“左”“右”“上”“下”等與附圖本身左、右、上、下等方向一致，“前端”、“后端”或“末端”等相對(duì)于附圖為前或后。下文中的“第一”、“第二”等為描述上加以區(qū)分，并沒(méi)有其他特殊含義。
實(shí)施例1
如圖1所示為本實(shí)施例1提供的一種同位素13C(13CO2)標(biāo)記大樹(shù)枝條的綜合裝置，其特征在于，包括：依次相連的透明套袋1，裝有變色硅膠的U型管2，Ca(OH)2洗氣瓶3，安全瓶4，連接頭5，(圖中還應(yīng)有打氣筒7和真空抽氣筒8)所述透明套袋上還連接有頭皮針6，所述連接為使用橡膠管插接式連接。該裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，拆裝方便，還有多種組合形式，連接利用橡膠管的特性采用插接過(guò)盈密封，密封效果好，使用方便。設(shè)置的頭皮針，解決了傳統(tǒng)方式，采用的使用針頭多次刺破套袋注入標(biāo)記空氣導(dǎo)致套袋易漏氣，注入氣體量不好計(jì)算等問(wèn)題。使用頭皮針可以間斷多次往套袋注入氣體。使用本裝置注入氣體量可以精確計(jì)量導(dǎo)入氣體，減小了操作過(guò)程導(dǎo)致的誤差。
實(shí)施例2
如圖1所示為本實(shí)施例2提供的一種同位素13C(13CO2)標(biāo)記大樹(shù)枝條的綜合裝置，其特征在于，包括：依次相連的透明套袋1，裝有變色硅膠的U型管2，Ca(OH)2洗氣瓶3，安全瓶4，連接頭5，所述透明套袋上還連接有頭皮針6，所述連接為使用橡膠管插接式連接。
優(yōu)選地，所述U型管的個(gè)數(shù)為2個(gè)。保證了裝置工作穩(wěn)定性。
優(yōu)選地，所述透明套袋的規(guī)格為：長(zhǎng)40-60cm，寬：30-50cm。套袋規(guī)格根據(jù)所要標(biāo)記枝條或植株選擇合適尺寸。
優(yōu)選地，所述透明套袋為透明聚氯乙烯袋。材料易得，可以從市場(chǎng)購(gòu)得。
實(shí)施例3
一種同位素13C(13CO2)標(biāo)記大樹(shù)枝條的方法，其特征在于，包括如下步驟：
1)選擇需要標(biāo)記的大樹(shù)枝條，使用所述的透明套袋密封，在密封時(shí)采用了無(wú)縫連接，用透明套袋的一側(cè)和枝條想重合，用寬膠帶進(jìn)行環(huán)繞封口，保證菱形的形式，在封口的另一個(gè)底端開(kāi)口處連接接一根橡膠管并進(jìn)行固定，用寬膠帶固定好后，用封口膜進(jìn)行無(wú)縫隙封口，保證氣體不會(huì)漏出；
2)使用抽真空裝置連接所述步驟1)中橡膠管后抽空袋中空氣直到真空狀態(tài)，所述抽真空裝置可以為真空泵、注射器等；
3)卸下抽真空裝置，按權(quán)利要求1所述連接同位素13C(13CO2)標(biāo)記大樹(shù)枝條的綜合裝置，用充氣裝置連接所述連接頭，注入干燥無(wú)CO2的氣體，直至枝條上的透明套袋鼓起像氣球一樣，即可撤離裝置，橡膠管同樣打結(jié)固定；所述充氣裝置可以為打氣筒、注射器、充氣泵等。
4)使用所述頭皮針連續(xù)多次地開(kāi)蓋注入標(biāo)記氣體；
5)對(duì)大樹(shù)枝條中13C進(jìn)行檢測(cè)。
本實(shí)施例3提供的同位素13C(13CO2)標(biāo)記大樹(shù)枝條的方法，套袋時(shí)使用菱形封口的方式，使用寬膠帶、封口膠相結(jié)合的方法，密封效果好；在注入干燥無(wú)CO2的氣體之前，需用干燥無(wú)CO2的氣體將實(shí)施例2中的綜合裝置管道中的殘余普通氣體用干燥無(wú)CO2的氣體置換，保證標(biāo)記過(guò)程精確。上述標(biāo)記過(guò)程操作簡(jiǎn)單，效率高，易被科研人員掌握。此外，可減少氣體的污染及流失使標(biāo)記工作精確，標(biāo)記方法穩(wěn)定。頭皮針，解決了傳統(tǒng)方式，采用的使用針頭多次刺破套袋注入標(biāo)記空氣導(dǎo)致套袋易漏氣，注入氣體量不好計(jì)算等問(wèn)題。采用抽真空裝置抽空套袋內(nèi)氣體，避免了采用傳統(tǒng)手壓方式排氣時(shí)排氣不凈，費(fèi)時(shí)費(fèi)力的問(wèn)題。使用抽真空裝置保證透明套袋內(nèi)空氣抽靜，保證標(biāo)記過(guò)程的精確。
實(shí)施例4
一種同位素13C(13CO2)標(biāo)記大樹(shù)枝條的方法，其特征在于，包括如下步驟：
1)干燥無(wú)CO2的氣體收集
將氣體收集袋與裝有變色硅膠的U型管、氫氧化鈣洗氣瓶、安全瓶、打氣筒依次連接，所述連接為使用橡膠管過(guò)盈密封連接，用打氣筒打氣收集干燥無(wú)CO2的氣體。
2)無(wú)縫隙套袋
本次試驗(yàn)采用的實(shí)驗(yàn)樹(shù)種無(wú)患子，透明套袋一般使用(40cm×50cm)。透明套袋優(yōu)選聚氯乙烯袋，透明套袋的規(guī)格根據(jù)枝條上葉片或花序的大小而定。將袋子的一邊與枝條貼合，用寬膠帶旋繞封口，在菱形袋子形成后的另一頭插入橡膠管，固定住。用封口膠進(jìn)行封口。
3)快速抽真空
用真空泵抽提透明套袋，抽凈袋內(nèi)空氣，一直到袋子癟縮了為止，拿下真空泵，將橡膠管打結(jié)，并用高強(qiáng)度夾纏繞固定。
4)注入干燥無(wú)CO2的氣體
通過(guò)如圖1所示的裝置的連接頭連接打氣筒，用打氣筒打入本實(shí)施例4步驟1)無(wú)水無(wú)二氧化碳的氣體，直至枝條上的套袋鼓起像氣球一樣，即可撤離裝置。橡膠管以步驟3)所述的方式打結(jié)固定。
5)連續(xù)注入標(biāo)記氣體
用圖1所示的頭皮針連續(xù)注入13CO2，用寬膠帶封口，可用封口膠輔助，注入時(shí)間為每隔1小時(shí)注入20-50ml,共連續(xù)注入4次。其中每次注入完標(biāo)記氣體后，在用大注射器注入一管50-100ml的干燥無(wú)CO2的氣體(本實(shí)施例步驟1)用集氣袋收集)，加速注入，可保證標(biāo)記氣體在頭皮針中無(wú)殘留即標(biāo)記完成。
6)用質(zhì)譜對(duì)標(biāo)記枝條進(jìn)行檢測(cè)。
采集所述透明套袋內(nèi)的枝條、葉片作為樣品，所述樣品采用DELTA V Advantage同位素比率質(zhì)譜儀進(jìn)行檢測(cè)，樣品在元素分析儀中高溫燃燒后生成CO2，質(zhì)譜儀通過(guò)檢測(cè)CO2的13C與12C比率，并與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)物(Pee Dee Belnite或PDB)比對(duì)后計(jì)算出樣品的13C值。同等處理及條件下用原來(lái)標(biāo)記法和本專利中所提及的方法進(jìn)行對(duì)比得到，普通注入方法下13C平均值為40.48‰，13C含量平均值為5.25mg/g；而采用本專利提及的方法可使13C平均值為202.14‰，13C含量平均值為7.00mg/g，標(biāo)記值顯著高于普通標(biāo)記方法。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所述的同位素13C(13CO2)標(biāo)記大樹(shù)枝條的綜合裝置及標(biāo)記方法，達(dá)到了如下效果：
1)本申請(qǐng)的同位素13C(13CO2)標(biāo)記大樹(shù)枝條的綜合裝置，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，拆裝容易，使用方便，易被科研人員掌握；
2)本申請(qǐng)的同位素13C(13CO2)標(biāo)記大樹(shù)枝條的綜合裝置，可減少氣體的污染及流失，利于精確標(biāo)記；
3)本申請(qǐng)的同位素13C(13CO2)標(biāo)記大樹(shù)枝條的標(biāo)記方法，可以快速，無(wú)損耗的對(duì)枝條進(jìn)行標(biāo)記。
由于方法部分已經(jīng)對(duì)本申請(qǐng)實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)描述，這里對(duì)實(shí)施例中涉及的系統(tǒng)與方法對(duì)應(yīng)部分的展開(kāi)描述省略，不再贅述。對(duì)于系統(tǒng)中具體內(nèi)容的描述可參考方法實(shí)施例的內(nèi)容，這里不再具體限定。
上述說(shuō)明示出并描述了本申請(qǐng)的若干優(yōu)選實(shí)施例，但如前所述，應(yīng)當(dāng)理解本申請(qǐng)并非局限于本文所披露的形式，不應(yīng)看作是對(duì)其他實(shí)施例的排除，而可用于各種其他組合、修改和環(huán)境，并能夠在本文所述申請(qǐng)構(gòu)想范圍內(nèi)，通過(guò)上述教導(dǎo)或相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)或知識(shí)進(jìn)行改動(dòng)。而本領(lǐng)域人員所進(jìn)行的改動(dòng)和變化不脫離本申請(qǐng)的精神和范圍，則都應(yīng)在本申請(qǐng)所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。