CN111254055B - 一种深海生物地球化学原位实验装置的实验方法 - Google Patents

一种深海生物地球化学原位实验装置的实验方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供的深海生物地球化学原位实验方法，当海水泵正转，培养腔体的进口吸入原位环境海水，出口排出去离子水，当海水泵反转时，培养腔体的进口排出原位环境海水，出口吸入原位海水；培养腔体的进口还连接有六通阀，六通阀中任意一进口对应连接有一示踪剂袋，六通阀中任意一出口对应连接有一培养袋，所有培养袋还连接三通道蠕动泵，三通道蠕动泵还连接有固定液袋，三通道蠕动泵连接有至少一平行试验组，任意一平行试验组包括至少一过滤器及与过滤袋对应设置的样品袋，该深海生物地球化学原位实验方法采用一次进样再分组进行平行实验，避免了以往为进行平行试验而多次重复进样而存在误差的缺点，保证了所有平行试验都在同一样品下进行。

Description

一种深海生物地球化学原位实验装置的实验方法
技术领域
本发明涉及海洋生物地球化学，特别涉及一种深海生物地球化学原位实验装置的实验方法。
背景技术
海洋生物地球化学过程在海洋中成为了控制海洋系统物质循环最关键的体系，对海洋生物地球化学过程的研究成为了地球科学的核心。同时微生物在生物地球化学循环中起到了不可或缺的作用，微生物是物质循环的推动者，确保自然界各类元素及物质周而复始循环利用，如果能够在展开海洋生物地球化学原位培养实验的同时，有效的保存参与反应的微生物样品，将为揭示海洋生物地球化学循环机理提供更全面的数据支撑和依据；同时，如果能够按照时间梯度同步展开多组平行实验，将极大提高数据的可信度和科学性，使其真正实现“陆地实验水下化”，为海洋生物地球化学过程研究提供强力技术支持。
发明内容
有鉴如此，有必要针对现有技术存在的缺陷，提供一种可以按照时间梯度同步展开多组平行生物地球化学原位实验的深海生物地球化学原位实验装置的实验方法。
为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：
一种深海生物地球化学原位实验装置的实验方法，所述深海生物地球化学原位实验装置，包括培养腔体、与所述培养腔体连接的海水泵、六通阀、示踪剂袋、培养袋、三通道蠕动泵、平行试验组、所述平行试验组包括过滤器及样品袋，所述示踪剂袋为三个、所述培养袋为三个、所述平行试验组为三组，任意一所述平行试验组包括三个所述过滤器及对应的三个所述样品袋，所述培养腔体的进口还连接有所述六通阀，所述六通阀中任意一进口对应连接有一所述示踪剂袋，所述六通阀中任意一出口对应连接有一所述培养袋，所有所述培养袋还连接所述三通道蠕动泵，所述三通道蠕动泵还连接有固定液袋，所述三通道蠕动泵连接有三个所述平行试验组，其中一所述平行试验组包括的三个过滤器记为F11、F12、F13，另一所述平行试验组包括的三个过滤器210，记为F21、F22、F23，第三所述平行试验组包括的三个过滤器记为F31、F32、F33，包括下述步骤：
步骤S110：清洗培养腔体，具体包括下述步骤：
步骤S111：海水泵正转，培养腔体左侧吸入原位环境海水，右侧排出去离子水。
步骤S112：海水泵反转，培养腔体左侧排出原位环境海水，右侧吸入原位海水；
步骤S113：重复上述步骤以使培养腔体中背景环境与原位海水环境高度一致。
步骤S120：海水及示踪剂进样，具体包括下述步骤：
步骤S121：所述海水泵正转，所述培养腔体的进口吸入原位环境海水，当吸入原位环境海水体积为所述培养腔体的1/4时，停止所述海水泵，关闭所述培养腔体的进口；
步骤S122：调节所述六通阀旋转位置，使得所述六通阀其中一号口和对应的连接示踪剂袋连接，启动所述海水泵，使得对应的示踪剂袋液体进入所述培养腔体；
步骤S123：重复上述步骤，使得其他的示踪剂袋的液体进入所述培养腔体110；
步骤S124：所述海水泵正转，所述培养腔体的进口再次吸入原位环境海水，使得整个培养腔体充满培养海水，停止所述海水泵，关闭培养腔体的入口；
步骤S130：样品平行分离，包括下述步骤：
步骤S131：开启其中一培养袋的入口，所述海水泵反转，将培养腔体的培养海水注入该培养袋，直至所述培养海水体积为1/3所述培养腔体体积，关闭该培养袋的入口，关闭海水泵；
步骤S132：重复上述步骤，将培养腔体的培养海水注入其他的培养袋；
步骤S140：样品过滤保存，包括下述步骤：
步骤S141：同时打开三个所述培养袋的出口，以及同时打开F11、F21、F31的过滤器出口，启动三通道蠕动泵，完成培养袋样品1/3体积取样；
步骤S142：同时打开三个所述培养袋的出口，以及同时打开F12、F22、F32过滤器的出口，启动三通道蠕动泵，完成培养袋样品1/3体积取样及过滤，完成T1时刻三个平行样本海水样品的保存；
步骤S143：同时打开三个所述培养袋的出口，以及同时打开F13、F23、F33过滤器的出口，启动三通道蠕动泵，完成培养袋样品1/3体积取样及过滤，完成T2时刻三个平行样本海水样品的保存；
步骤S144：完成三个平行样本的时间梯度取样后，将样品袋中的样品切换至固定液袋中的微生物固定液，同时打开三个所述培养袋的出口，以及同时打开F11、F21、F31过滤器的出口，启动三通道蠕动泵，向F11、F21、F31过滤器中注入微量固定液，完成F11、F21、F31过滤器滤膜上附着的微生物的固定；
步骤S145：打开三个所述培养袋出口，以及同时打开F12、F22、F32过滤器的出口，启动三通道蠕动泵，向F12、F22、F32过滤器中注入微量固定液，完成F12、F22、F32过滤器滤膜上附着的微生物的固定；
步骤S146：打开三个所述培养袋的出口，以及同时打开F13、F23、F33过滤器的出口，启动三通道蠕动泵，向F13、F23、F33过滤器中注入微量固定液，完成F13、F23、F33过滤器滤膜上附着的微生物的固定。
在一些较佳的实施例中，所述培养腔体的中间包括PC材料的活塞，中间活塞采用O型圈可实现所述培养腔体的两端密封。
在一些较佳的实施例中，所述培养腔体的进口连接有二通电磁阀，所述原位环境海水经所述二通电磁阀进入所述培养腔体。
在一些较佳的实施例中，对应所述六通阀的进口和所述示踪剂袋之间设置有一二通电磁阀，所述示踪剂袋中的示踪剂袋液可经所述二通电磁阀进入所述六通阀的进口。
在一些较佳的实施例中，任意一所述培养袋及对应的所述六通阀的出口之间设置有二通电磁阀。
在一些较佳的实施例中，任意一所述培养袋及所述三通道蠕动泵之间从上至下依次设置有三通电磁阀及二通电磁阀。
在一些较佳的实施例中，任意一所述三通电磁阀的第三通道连接有四通接头，所述四通接头连接有所述固定液袋。
在一些较佳的实施例中，任意一所述平行试验组还包括一四通接头，与所述四通接头连接的三个所述过滤器、及设置与所述过滤器和所述样品袋之间的二通电磁阀。
在一些较佳的实施例中，所述二通电磁阀为可实现流路通断，所述三通电磁阀可在“二进一出”型流路当中进行选择和切换，所述四通接头可实现同一种流体介质的“一转三”或者“三转一型流路。
本发明采用上述技术方案的优点是：
本发明提供的深海生物地球化学原位实验装置的实验方法，当所述海水泵正转，所述培养腔体的进口吸入原位环境海水，出口排出去离子水，当所述海水泵反转时，所述培养腔体的进口排出原位环境海水，出口吸入原位海水；所述培养腔体的进口还连接有所述六通阀，所述六通阀中任意一进口对应连接有一所述示踪剂袋，所述六通阀中任意一出口对应连接有一所述培养袋，所有所述培养袋还连接所述三通道蠕动泵，所述三通道蠕动泵还连接有固定液袋，所述三通道蠕动泵连接有三个平行试验组，任意一所述平行试验组包括三个过滤器及与所述过滤袋对应设置的所述样品袋，本发明提供的深海生物地球化学原位实验装置，采用一次进样，再分组进行平行实验的方式，避免了以往为进行平行试验而多次重复进样，样品因为环境变化而存在误差的缺点，保证了所有平行试验都在同一样品下进行。
此外，本发明提供的深海生物地球化学原位实验装置的实验方法，实现了样品在原位环境下参与反应，并最终在原位进行了实验终止和样品固定保存，最真实的保留了培养完成的反应物、反应产物和同位素示踪剂，以及原位固定的微生物样品，为后续的海洋生物地球化学循环机理研究提供了宝贵的样品，也避免了传统陆地实验室在样品培养过程中因为温度、压力等环境变化导致的实验结果失真，以及在陆地实验室在样品培养、转移过程中较高的被污染风险。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1 为本发明实施例提供的深海生物地球化学原位实验装置的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
请参阅图1，为本发明提供了一种深海生物地球化学原位实验装置结构示意图，包括：培养腔体110、与所述培养腔体110连接的海水泵120、六通阀130、三个示踪剂袋140、三个培养袋150、三通道蠕动泵160、过滤器210及三个样品袋220，所述培养腔体110的进口还连接有所述六通阀130，所述六通阀130中任意一进口对应连接有一所述示踪剂袋140，所述六通阀130中任意一出口对应连接有一所述培养袋150，所有所述培养袋150还连接所述三通道蠕动泵160，所述三通道蠕动泵160还连接有固定液袋170，所述三通道蠕动泵160连接有三个平行试验组190，任意一所述平行试验组190包括三个过滤器210及与所述过滤器210对应设置的所述样品袋220。
以下详细说明各个部件的结构及其连接关系。
具体地，培养腔体110为中间带有活塞的PC材料培养腔体，培养腔体110可高精度精确定原位环境海水量进样体积，体积精度优于1%，由于中间设置活塞并采用O型圈可实现两端的密封。
可以理解，采用固定体积的培养腔体110进行高精度进样，极大提高了样品进样体积精度，克服了传统的定量控制方式通过控制泵工作时间来完成的，而不同水压下附加的阻力会影响泵电机转速，从而对样品的进样精度产生较大影响的缺陷。
具体地，海水泵120为可双向运动的海水泵，可用来驱动所述培养腔体110的活塞运动，当所述海水泵120正转，所述培养腔体110的进口吸入原位环境海水，出口排出去离子水，当所述海水泵120反转时，所述培养腔体110的进口排出原位环境海水，出口吸入原位海水。
在一些较佳的实施例中，所述培养腔体110的进口连接有二通电磁阀111，由于所述二通电磁阀111可实现流路的通断，当开启所述二通电磁阀111，所述原位环境海水可经所述二通电磁阀111进入所述培养腔体110。
在一些较佳实施例中，对应所述六通阀130的进口和所述示踪剂袋140之间设置有一二通电磁阀111，所述示踪剂袋140中的微生物固定液可经所述二通电磁阀111进入所述六通阀130的进口。
可以理解，六通阀130可以在“一进多出”或“多进一出”流路当中进行选择。
请再参阅图1，六通阀130中的0号口作为公共端，与培养腔体110连接，作为总入口或总出口，0号口可与1-6号口任意一个相联通，1号口连接1号示踪剂袋140，2号口连接2号示踪剂袋140，3号口连接3号示踪剂袋140，4号口连接3号培养袋150，5号口连接2号培养袋150，6号口连接1号培养袋150。
进一步地，培养袋150体积为培养腔体110体积的1/3。
在一些较佳实施例中，任意一所述培养袋150及对应的所述六通阀130的出口之间设置有二通电磁阀111，六通阀130中出口的液体可经所述二通电磁阀111进入所述培养袋150。
在一些较佳实施例中，任意一所述培养袋150及所述三通道蠕动泵160之间从上至下依次设置有三通电磁阀112及二通电磁阀111，任意一所述培养袋150中的液体可经所述三通电磁阀112及二通电磁阀111进入所述三通道蠕动泵160。
可以理解，由于可按照时间梯度同步展开多组平行对比实验，采用多通道蠕动泵来保证平行实验的时间一致性，极大提高了实验结果的可信度。
可以理解，三通电磁阀112可在“二进一出”型流路当中进行选择和切换，未通电状态下A-B联通，通电状态下A-C联通，通常情况下均为未通电状态即A-B导通。
进一步地，任意一所述三通电磁阀112的第三通道连接有四通接头113，所述四通接头113连接有所述固定液袋170。
可以理解，四通接头113可实现同一种流体介质的“一转三”或者“三转一”；在四通接头113的作用下，所述固定液袋170中的液体可实现“一转三”。
在一些较佳的实施例中，所述四通接头113和所述固定液袋170之间还设置所述二通电磁阀111。
任意一所述平行试验组190还包括一四通接头113，与所述四通接头113连接的三个所述过滤器210、及设置与所述过滤器210和所述样品袋220之间的二通电磁阀111。
为了便于说明，其中一所述平行试验组190包括的三个过滤器210，记为F11、F12、F13；依次类推，其中另一所述平行试验组190包括的三个过滤器210，记为F21、F22、F23（F31、F32、F33）。
可以理解，在经过安装有0.2μm滤膜的过滤器210作用下，可将经过三通道蠕动泵160后的培养完成包含示踪剂的海水进行过滤，使得微生物样品和海水样品的分离，从而停止海水当中发生的生物地球化学反应，微生物留在滤膜上，过滤后的海水样品保存在样品袋220中。
可以理解，本发明提供的深海生物地球化学原位实验装置，可实现了样品在原位环境下参与反应，并最终在原位进行了实验终止和样品固定保存，最真实的保留了培养完成的反应物、反应产物和同位素示踪剂，以及原位固定的微生物样品，为后续的海洋生物地球化学循环机理研究提供了宝贵的样品，也避免了传统陆地实验室在样品培养过程中因为温度、压力等环境变化导致的实验结果失真，以及在陆地实验室在样品培养、转移过程中较高的被污染风险。
本发明提供的深海生物地球化学原位实验装置，采用一次进样，再分组进行平行实验的方式，避免了以往为进行平行试验而多次重复进样，样品因为环境变化而存在误差的缺点，保证了所有平行试验都在同一样品下进行。
实施例2
本发明提供了一种深海生物地球化学原位实验装置的实验方法，包括下述步骤：
步骤S110：清洗培养腔体，具体包括下述步骤：
步骤S111：海水泵120正转，培养腔体110左侧吸入原位环境海水，右侧排出去离子水。
步骤S112：海水泵120反转，培养腔体110左侧排出原位环境海水，右侧吸入原位海水；
步骤S113：重复上述步骤以使培养腔体110中背景环境与原位海水环境高度一致。
可以理解，由于在所述培养腔体的进口连接有二通电磁阀111，开启二通电磁阀111时可使所述原位环境海水经所述二通电磁阀进入所述培养腔体。
步骤S120：海水及示踪剂进样，具体包括下述步骤：
步骤S121：所述海水泵120正转，所述培养腔体110的进口吸入原位环境海水，当吸入原位环境海水体积为所述培养腔体的1/4时，停止所述海水泵120，关闭所述培养腔体的进口；
步骤S122：调节所述六通阀230旋转位置，使得所述六通阀230其中一号口和对应的连接示踪剂袋连接，启动所述海水泵120，使得对应的示踪剂袋液体进入所述培养腔体110；
步骤S123：重复上述步骤，使得其他的示踪剂袋的液体进入所述培养腔体110；
步骤S124：所述海水泵120正转，所述培养腔体110的进口再次吸入原位环境海水，使得整个培养腔体110充满培养海水，停止所述海水泵120，关闭培养腔体110的入口。
可以理解，由于在所述培养腔体110的进口连接有二通电磁阀111，开启二通电磁阀111时可使所述原位环境海水经所述二通电磁阀进入所述培养腔体；对应所述六通阀230的进口和所述示踪剂袋140之间设置有一二通电磁阀，所述示踪剂袋140中的微生物固定液可经所述二通电磁阀进入所述六通阀230的进口。
步骤S130：样品平行分离，包括下述步骤：
步骤S131：开启其中一培养袋150的入口，所述海水泵120反转，将培养腔体110的培养海水注入该培养袋，直至所述培养海水体积为1/3所述培养腔体体积，关闭该培养袋的入口，关闭海水泵。
步骤S132：重复上述步骤，将培养腔体110的培养海水注入其他的培养袋。
可以理解，由于在第二阶段海水及示踪剂进样时，由固定体积的培养腔体110完成了样品的精确进样，并以此浓度值作为所有培养样品的计算依据，因此在样品平行分离阶段，可以认为是对同一种浓度的流体介质进行分离，通过控制海水泵的进行相同的工作时间来完成进样体积控制即可。
步骤S140：样品过滤保存，包括下述步骤：
步骤S141：同时打开三个所述培养袋的出口，以及同时打开F11、F21、F31的过滤器出口，启动三通道蠕动泵，完成培养袋样品1/3体积取样；
可以理解，在经过过滤器0.2μm滤膜时，微生物被过滤在滤膜上，样品储存在样品袋中，由于样品袋中的液体不含有微生物，由微生物参与进行的生物地球化学试验被终止，实现了T0时刻三个平行样本海水样品的保存；
步骤S142：同时打开三个所述培养袋的出口，以及同时打开F12、F22、F32过滤器的出口，启动三通道蠕动泵，完成培养袋样品1/3体积取样及过滤，完成T1时刻三个平行样本海水样品的保存；
步骤S143：同时打开三个所述培养袋的出口，以及同时打开F13、F23、F33过滤器的出口，启动三通道蠕动泵，完成培养袋样品1/3体积取样及过滤，完成T2时刻三个平行样本海水样品的保存；
步骤S144：完成三个平行样本的时间梯度取样后，将样品袋中的样品切换至固定液袋中的微生物固定液，同时打开三个所述培养袋的出口，以及同时打开F11、F21、F31过滤器的出口，启动三通道蠕动泵，向F11、F21、F31过滤器中注入微量固定液，完成F11、F21、F31过滤器滤膜上附着的微生物的固定；
步骤S145：打开三个所述培养袋出口，以及同时打开F12、F22、F32过滤器的出口，启动三通道蠕动泵，向F12、F22、F32过滤器中注入微量固定液，完成F12、F22、F32过滤器滤膜上附着的微生物的固定；
步骤S146 ：打开三个所述培养袋的出口，以及同时打开F13、F23、F33过滤器的出口，启动三通道蠕动泵，向F13、F23、F33过滤器中注入微量固定液，完成F13、F23、F33过滤器滤膜上附着的微生物的固定。
可以理解，由于任意一所述培养袋及对应的所述六通阀的出口之间设置有二通电磁阀，任意一所述培养袋及所述三通道蠕动泵之间从上至下依次设置有三通电磁阀及二通电磁阀，任意一所述三通电磁阀的第三通道连接有四通接头，所述四通接头连接有所述固定液袋，通过开启或者闭合各个电磁阀实现相应试剂袋中液体的流出或者关闭。
本发明提供的深海生物地球化学原位实验方法，采用一次进样，再分组进行平行实验的方式，避免了以往为进行平行试验而多次重复进样，样品因为环境变化而存在误差的缺点，保证了所有平行试验都在同一样品下进行。
此外，本发明提供的深海生物地球化学原位实验方法，实现了样品在原位环境下参与反应，并最终在原位进行了实验终止和样品固定保存，最真实的保留了培养完成的反应物、反应产物和同位素示踪剂，以及原位固定的微生物样品，为后续的海洋生物地球化学循环机理研究提供了宝贵的样品，也避免了传统陆地实验室在样品培养过程中因为温度、压力等环境变化导致的实验结果失真，以及在陆地实验室在样品培养、转移过程中较高的被污染风险。
以下结合具体实施例对本发明进行详细描述。
1.布放前准备
（1）培养腔体及管路充满去离子水；
（2）示踪剂袋1.2.3预充目标体积及浓度的三种示踪剂、固定液袋预充目标体积及浓度的微生物固定液；
（3）所有培养袋及样品袋均为空；
2.下海布放
完成布放准备工作后，仪器搭载载人潜器或者ROV等运载平台，布放到海底目标位置，展开原位实验。
3. 培养腔体清洗
（1）打开培养腔体入口电磁阀，海水泵正转，培养腔体活塞左侧吸入原位环境海水，右侧排出去离子水；
（2）海水泵反转，培养腔体活塞左侧排出原位环境海水，右侧吸入原位海水；
（3）反复进行4次，确保培养腔体中背景环境与原位海水环境高度一致。
4.海水及示踪剂进样
（1）打开培养腔体入口电磁阀，海水泵正转，进样约1/4体积海水样品，停止海水泵，关闭培养腔体入口电磁阀；
（2）六通阀旋转位置，使得0号口和连接示踪剂1的1号口联调，打开示踪剂开关阀1，启动海水泵，进样示踪剂1至培养腔体；
（3）完成示踪剂1进样后，其他两种示踪剂进样过程与之一致，调整旋转阀位置以及打开相应通道开关电磁阀；
（4）打开培养腔体入口电磁阀，海水泵正转，完成剩余约3/4体积海水样品，停止海水泵，关闭培养腔体入口电磁阀；
5.样品平行分离
由于在第二阶段海水及示踪剂进样时，由固定体积的培养腔体完成了样品的精确进样，并以此浓度值作为所有培养样品的计算依据，因此在样品平行分离阶段，可以认为是对同一种浓度的流体介质进行分离，通过控制海水泵的进行相同的工作时间来完成进样体积控制即可。
（1）打开1号培养袋入口开关阀，海水泵反转，将培养的海水注入1号培养袋，体积约为1/3培养腔体体积，完成后关闭1号培养袋入口开关阀，关闭海水泵；
（2）打开2号培养袋入口开关阀，海水泵反转，将培养的海水注入2号培养袋，体积约为1/3培养腔体体积，完成后关闭2号培养袋入口开关阀；
（3）打开3号培养袋入口开关阀，海水泵反转，将培养的海水注入3号培养袋，体积1/3培养腔体体积，完成后关闭3号培养袋入口开关阀；
6.样品过滤保存
（1）完成将培养腔体中的培养样品向3个培养袋转移后，立即进行T0时刻取样，作为计算零点，其过程为同时打开1号、2号、3号培养袋出口电磁阀，以及同时打开F11、F21、F31过滤器出口电磁阀，启动三通道蠕动泵，完成培养袋样品1/3体积取样，在经过过滤器0.2μm滤膜时，微生物被过滤在滤膜上，样品储存在样品袋中，由于样品袋中的液体不含有微生物，由微生物参与进行的生物地球化学试验被终止，实现了T0时刻三个平行样本海水样品的保存；
（2）T1时刻，进行第二次取样其过程为同时打开1号、2号、3号培养袋出口电磁阀，以及同时打开F12、F22、F32过滤器出口电磁阀，启动三通道蠕动泵，完成培养袋样品1/3体积取样及过滤，完成T1时刻三个平行样本海水样品的保存；
（3）T2时刻，进行第三次取样其过程为同时打开1号、2号、3号培养袋出口电磁阀，以及同时打开F13、F23、F33过滤器出口电磁阀，启动三通道蠕动泵，完成培养袋样品1/3体积取样及过滤，完成T2时刻三个平行样本海水样品的保存；
（4）完成三个平行样本的时间梯度取样后，将3个培养袋出口处的3个三通电磁阀均由A-B状态切换至A-C状态，三通阀的输入介质由样品袋中的样品切换至4号微生物固定液袋中的微生物固定液，同时打开1号、2号、3号培养袋出口电磁阀，以及同时打开F11、F21、F31过滤器出口电磁阀，启动三通道蠕动泵，向F11、F21、F31过滤器中注入微量固定液，完成F11、F21、F31过滤器滤膜上附着的微生物的固定；
（5）三通电磁阀保持在A-C状态，同时打开1号、2号、3号培养袋出口电磁阀，以及同时打开F12、F22、F32过滤器出口电磁阀，启动三通道蠕动泵，向F12、F22、F32过滤器中注入微量固定液，完成F12、F22、F32过滤器滤膜上附着的微生物的固定；
（6）三通电磁阀保持在A-C状态，同时打开1号、2号、3号培养袋出口电磁阀，以及同时打开F13、F23、F33过滤器出口电磁阀，启动三通道蠕动泵，向F13、F23、F33过滤器中注入微量固定液，完成F13、F23、F33过滤器滤膜上附着的微生物的固定；
7.仪器回收与样品保存，
（1）完成实验后，仪器由载人潜器或ROV回收，并跟随载人潜器或ROV回收至母船实验室；
（2）在实验室中，取下样品袋依次替换成吸附柱，将样品袋存放至冰箱，用于后续分析；
（3）将4号微生物固定液袋替换成大体积去离子水，三通电磁阀切换至A-C状态，同时打开1号、2号、3号培养袋出口电磁阀，以及同时打开F11、F21、F31过滤器出口电磁阀，启动三通道蠕动泵，使用去离子水对F11、F21、F31过滤器进行淋洗，将含有微生物样品的固定液注入到吸附柱上，使得微生物在吸附柱上被吸附，完成淋洗后，将3个吸附柱存放至冰箱，用于后续分析；
（4）对F12、F22、F32三个过滤器再进行微生物样品提取操作；
（5）对F13、F23、F33三个过滤器再进行微生物样品提取操作。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
当然本发明的深海生物地球化学原位实验装置正极材料还可具有多种变换及改型，并不局限于上述实施方式的具体结构。总之，本发明的保护范围应包括那些对于本领域普通技术人员来说显而易见的变换或替代以及改型。

Claims (9)

1.一种深海生物地球化学原位实验装置的实验方法，其特征在于，所述深海生物地球化学原位实验装置，包括培养腔体、与所述培养腔体连接的海水泵、六通阀、示踪剂袋、培养袋、三通道蠕动泵、平行试验组、所述平行试验组包括过滤器及样品袋，所述示踪剂袋为三个、所述培养袋为三个、所述平行试验组为三组，任意一所述平行试验组包括三个所述过滤器及对应的三个所述样品袋，所述培养腔体的进口还连接有所述六通阀，所述六通阀中任意一进口对应连接有一所述示踪剂袋，所述六通阀中任意一出口对应连接有一所述培养袋，所有所述培养袋还连接所述三通道蠕动泵，所述三通道蠕动泵还连接有固定液袋，所述三通道蠕动泵连接有三个所述平行试验组，其中一所述平行试验组包括的三个过滤器记为F11、F12、F13，另一所述平行试验组包括的三个过滤器210，记为F21、F22、F23，第三所述平行试验组包括的三个过滤器记为F31、F32、F33，包括下述步骤：
步骤S110：清洗培养腔体，具体包括下述步骤：
步骤S111：海水泵正转，培养腔体左侧吸入原位环境海水，右侧排出去离子水；
步骤S112：海水泵反转，培养腔体左侧排出原位环境海水，右侧吸入原位海水；
步骤S113：重复上述步骤以使培养腔体中背景环境与原位海水环境高度一致；
步骤S120：海水及示踪剂进样，具体包括下述步骤：
步骤S121：所述海水泵正转，所述培养腔体的进口吸入原位环境海水，当吸入原位环境海水体积为所述培养腔体的1/4时，停止所述海水泵，关闭所述培养腔体的进口；
步骤S122：调节所述六通阀旋转位置，使得所述六通阀其中一号口和对应的连接示踪剂袋连接，启动所述海水泵，使得对应的示踪剂袋液体进入所述培养腔体；
步骤S123：重复上述步骤，使得其他的示踪剂袋的液体进入所述培养腔体110；
步骤S124：所述海水泵正转，所述培养腔体的进口再次吸入原位环境海水，使得整个培养腔体充满培养海水，停止所述海水泵，关闭培养腔体的入口；
步骤S130：样品平行分离，包括下述步骤：
步骤S131：开启其中一培养袋的入口，所述海水泵反转，将培养腔体的培养海水注入该培养袋，直至所述培养海水体积为1/3所述培养腔体体积，关闭该培养袋的入口，关闭海水泵；
步骤S132：重复上述步骤，将培养腔体的培养海水注入其他的培养袋；
步骤S140：样品过滤保存，包括下述步骤：
步骤S141：同时打开三个所述培养袋的出口，以及同时打开F11、F21、F31的过滤器出口，启动三通道蠕动泵，完成培养袋样品1/3体积取样；
步骤S142：同时打开三个所述培养袋的出口，以及同时打开F12、F22、F32过滤器的出口，启动三通道蠕动泵，完成培养袋样品1/3体积取样及过滤，完成T1时刻三个平行样本海水样品的保存；
步骤S143：同时打开三个所述培养袋的出口，以及同时打开F13、F23、F33过滤器的出口，启动三通道蠕动泵，完成培养袋样品1/3体积取样及过滤，完成T2时刻三个平行样本海水样品的保存；
步骤S144：完成三个平行样本的时间梯度取样后，将样品袋中的样品切换至固定液袋中的微生物固定液，同时打开三个所述培养袋的出口，以及同时打开F11、F21、F31过滤器的出口，启动三通道蠕动泵，向F11、F21、F31过滤器中注入微量固定液，完成F11、F21、F31过滤器滤膜上附着的微生物的固定；
步骤S145：打开三个所述培养袋出口，以及同时打开F12、F22、F32过滤器的出口，启动三通道蠕动泵，向F12、F22、F32过滤器中注入微量固定液，完成F12、F22、F32过滤器滤膜上附着的微生物的固定；
步骤S146：打开三个所述培养袋的出口，以及同时打开F13、F23、F33过滤器的出口，启动三通道蠕动泵，向F13、F23、F33过滤器中注入微量固定液，完成F13、F23、F33过滤器滤膜上附着的微生物的固定。
2.如权利要求1所述的深海生物地球化学原位实验装置的实验方法，其特征在于，所述培养腔体的中间包括PC材料的活塞，中间活塞采用O型圈可实现所述培养腔体的两端密封。
3.如权利要求2所述的深海生物地球化学原位实验装置的实验方法，其特征在于，所述培养腔体的进口连接有二通电磁阀，所述原位环境海水经所述二通电磁阀进入所述培养腔体。
4.如权利要求3所述的深海生物地球化学原位实验装置的实验方法，其特征在于，对应所述六通阀的进口和所述示踪剂袋之间设置有一二通电磁阀，所述示踪剂袋中的示踪剂袋液可经所述二通电磁阀进入所述六通阀的进口。
5.如权利要求4所述的深海生物地球化学原位实验装置的实验方法，其特征在于，任意一所述培养袋及对应的所述六通阀的出口之间设置有二通电磁阀。
6.如权利要求5所述的深海生物地球化学原位实验装置的实验方法，其特征在于，任意一所述培养袋及所述三通道蠕动泵之间从上至下依次设置有三通电磁阀及二通电磁阀。
7.如权利要求6所述的深海生物地球化学原位实验装置的实验方法，其特征在于，任意一所述三通电磁阀的第三通道连接有四通接头，所述四通接头连接有所述固定液袋。
8.如权利要求7所述的深海生物地球化学原位实验装置的实验方法，其特征在于，任意一所述平行试验组还包括一四通接头，与所述四通接头连接的三个所述过滤器、及设置与所述过滤器和所述样品袋之间的二通电磁阀。
9.如权利要求8所述的深海生物地球化学原位实验装置的实验方法，其特征在于，所述二通电磁阀为可实现流路通断，所述三通电磁阀可在“二进一出”型流路当中进行选择和切换，所述四通接头可实现同一种流体介质的“一转三”或者“三转一型流路”。
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