CN103695306A - 多样本土壤呼吸测定贴膜 - Google Patents

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    • G01N21/75—Systems in which material is subjected to a chemical reaction, the progress or the result of the reaction being investigated
    • G01N21/77—Systems in which material is subjected to a chemical reaction, the progress or the result of the reaction being investigated by observing the effect on a chemical indicator
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Abstract

本发明公开了一种多样本土壤呼吸强度测定贴膜，它涉及多样本土壤呼吸强度测定及土壤微生物活性检测领域。它包括土壤呼吸强度测定贴膜的上层保护膜、核心部分的二氧化碳浓度检测贴片和下层承载基质膜。二氧化碳浓度检测贴片浸有染料、缓冲剂和保湿剂，在不同二氧化碳浓度条件下显现不同颜色，能够同时测定96个土壤样品的呼吸强度。本发明能够提高多样本土壤呼吸强度测定效率，加快测定速度，实现对二氧化碳浓度的连续监测功能，并且能大大降低多样本土壤呼吸强度的检测成本。

Description

多样本土壤呼吸测定贴膜
技术领域
    本发明涉及的是一种呼吸强度测定贴膜，具体涉及一种多样本土壤呼吸强度测定贴膜。
背景技术
目前，共有3种土壤微生物代谢功能多样性测定技术，即多重底物诱导呼吸技术、Biolog技术和MicroRespTM技术。这三种技术的测定原理基本相同，都是利用了组成土壤微生物群落的每种微生物所能利用的底物各有不同的特性，通过添加不同种类的碳源底物来获得“群落水平的代谢指纹图谱”或者称为“微生物群落水平生理特征”，从而判断土壤微生物多样性特征。其关键检测技术都集中到了对多样土壤呼吸强度的测定方法上。第一种，多重底物诱导呼吸技术没有任何专门装置、测定仪器和标准化系统体系，只能说是一种测定原理的简单应用。概括说来主要是利用大量小型容器分别添加不同的碳源底物和土壤样品，随后采用时序操作法，经过一定的时间，分别抽取容器中的气体，采用通用的气体分析设备对进行CO2浓度测定，通过CO2浓度变化速率来判断呼吸强度，进而获得土壤微生物群落代谢指纹图谱。这种技术在碳源底物种类和土壤样品数量很少的情况下，不失为一种简便、廉价的实用手段。但碳源底物和土壤样品数量稍多的情况下，就会明显弊端。即使在最简单的对比研究中，动辄就需要连续检测（主要利用CO2分析仪或者气相色谱仪）上百个小容器中的CO2浓度变化。因此单人很难完成操作，而且在高强度的测量工作中，极易出错，任何一次测定中的失误，对最终的结果都是致命的。巨大的工作量使这种技术的应用受到很大限制，在相关文献中鲜有报道。
第二种，Biolog技术是由美国Biolog公司开发的成熟产品。也是检测土壤微生物代谢多样性技术中应用最为普遍的一种技术。自上世纪90年代把该技术引入到土壤微生物多样性测定中来，已经累计发表论文2万余篇。
但应用Biolog技术需要对土壤微生物进行溶液提取和培养，因此这种的操作和测定方式本身就注定它在土壤微生物代谢多样性测定方面的不完整性和技术上的根本劣势。Biolog研究微生物的载体是微孔板(MicroPlate),每板包含96个孔,其中95个孔中加入了95种单一碳源和四唑染料,另外一个未加碳源的孔中加水作为对照。微生物接种到微孔板上的孔中后,孔中的微生物就可能利用其中的碳源而发生氧化还原作用,而孔中一旦有电子转移这种四唑染料就会变为紫色,同时也表明这种碳源被接种到其中的微生物所利用。Biolog板最初就是根据其中具体类型的代谢指纹来鉴定已分离纯化的微生物物种。因此，在鉴别单一微生物方面Biolog具有明显的优势。但对于土壤微生物代谢多样性的的检测是在极大的损失了土壤原有微生物多样性特性的基础上进行的，所以很难获得出完整土壤的微生物多样性信息。并且，由于需要进行吸光度的检验，实验设备的成本非常高。
第三种，MicroRespTM技术是与本项目拟开发系统操作方式最为接近的一种技术。它由英国麦考利研究所于2003年研制成功，但在此之后一直发展缓慢，系统开发仍然处于初级阶段，不能称之为完整的测定系统。MicroRespTM技术在应用过程中从碳源底物到呼吸强度的测定装置都完全需要使用者从头进行制备，操作繁琐，因此限制它的广泛使用。从2013年起，应用该技术发表的研究论文年均不足10篇，而且碳底物系统没有统一的标准，不同研究者之间难以进行横向比较。另外，MicroRespTM没有专门的数据处理软件，完全需要借助其它普通办公软件进行计算和数据处理及排列，因此在不同研究者之间也很难取得一致。另外，其检测技术同样采用了吸光度进行检验，并且在测定时需要把培养装置和测定装置分离，因此实验设备成本非常高，而且无法实现连续测定。
发明内容
针对现有技术上存在的不足，本发明目的在于提供一种多样本土壤呼吸强度测定贴膜，摒弃多重底物诱导呼吸技术繁重的劳动量，能够实现自动化测定；避免了Biolog对土壤微生物进行溶液提取过程带来的多样性信息丧失；与MicroRespTM技术相比，该系统标准化程度高，而且在提高测定速度的同时能够实现连续监测。此外，本系统中不采用光学检测装置（采用的是扫描仪扫描成像技术），而且试剂与培养装置相分离。因此能够大幅度减少系统的生产成本和使用成本。
为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现： 多样本土壤呼吸测定贴膜包括：上层保护膜（1）、二氧化碳浓度检测贴片（2）和下层承载基质膜（3）。上层保护膜（1）可以使呼吸贴膜使用前二氧化碳浓度检测贴片（2）与空气隔绝，保证其染料的有效性，染料的主要显色成分为成分为邻甲酚磺酰酞（4,4'-(3H-2,1-Ben-zoxathiol-3-ylidene)di-o-cresol-S,S-dioxide），其他辅助成分为碳酸钠（Na2CO3）碳酸氢钠（NaHCO3）和甘油。使用时，把上层保护膜（1）撕去，带有二氧化碳浓度检测贴片（2）的下层承载基质（3）可以贴在土壤培养盒上，经培养，二氧化碳浓度检测贴片（2）显色后，扫描成像进行定量测定。
本发明能够提高多样本土壤呼吸强度测定的准确性，加快测定速度，实现连续监测功能，并且能大大降低同时检测多样本土壤呼吸强度的成本。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式来详细说明本发明；图1为本发明的的结构组成图和测定流程图。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
参照图1，本具体实施方式采用以下技术方案： 多样本土壤呼吸测定贴膜包括上层保护膜(1)、二氧化碳浓度检测贴片(2)和下层承载基质膜(3)。上层保护膜（1）可以使呼吸贴膜使用前二氧化碳浓度检测贴片（2）与空气隔绝，保证其染料的有效性，染料的主要显色成分为成分为邻甲酚磺酰酞（4,4'-(3H-2,1-Ben-zoxathiol-3-ylidene)di-o-cresol-S,S-dioxide），其它辅助成分为碳酸钠（Na2CO3）碳酸氢钠（NaHCO3）和甘油。
本发明能够提高多样本土壤呼吸强度测定的准确性，加快测定速度，实现连续监测功能，并且能大大降低同时检测多样本土壤呼吸强度的成本。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定                                               
Figure 2013106994995100002DEST_PATH_IMAGE001
。

Claims (1)

1.多样本土壤呼吸测定贴膜，其特征在于，包括上层保护膜（1）、二氧化碳浓度检测贴片（2）和下层承载基质膜（3），上层保护膜（1）可以避免使用前二氧化碳浓度检测贴片（2）与空气接触失效，保证二氧化碳浓度检测贴片（2）上染料的有效性，染料的主要显色成分为成分为邻甲酚磺酰酞（4,4'-（3H-2,1-Ben-zoxathiol-3-ylidene）di-o-cresol-S,S-dioxide），其他辅助成分为碳酸钠（Na2CO3）碳酸氢钠（NaHCO3）和甘油。
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