CN115445274A - 一种分离收集浮游动物代谢排放有机碳的装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种分离收集浮游动物代谢排放有机碳的装置及方法，包括培养模块、过滤模块以及收集模块，所述培养模块包括第一培养管、第二培养管以及筛绢，所述第一培养管的内侧壁开设有第一凹槽，所述第二培养管的外侧壁开设有第二凹槽，通过所述第一凹槽与第二凹槽使得所述第一培养管能够嵌入第二培养管内，且在所述第一培养管与第二培养管之间固定有筛绢，所述第二培养管的底部开设有第一出样口，本装置用于分离并收集14C标记的浮游动物代谢排放的PO14C和DO14C，解决了常规收集方法工作量大、取样操作难度大的问题。
Description
技术领域
本发明涉及生物设备技术领域，特别是一种分离收集浮游动物代谢排放的PO14C和DO14C的装置及方法。
背景技术
浮游动物摄食后，食物经消化后，一部分通过粪便排出，另一部分通过肠壁后被吸收用于排泄、分泌、呼吸等生理活动。浮游动物通过排粪、排泄和分泌产生的颗粒有机碳(POC)和溶解有机碳(DOC)是其碳代谢产物的重要组成部分，也是水体有机碳的重要来源。浮游动物通过排粪产生POC，通过分泌和排泄作用产生DOC，释放到水体中，不仅向水体供应氮、磷等营养元素，还参与微食物环的能量流动和物质循环，是海洋碳循环的关键环节之一。目前常规研究一般应用元素分析仪和有机碳分析仪来测定POC和DOC值，存在所需样品量大、取样操作难度大、样品易被污染等问题，导致无法准确检测浮游动物通过各项生理活动代谢排放的POC和DOC量。
目前，尚未发现收集放射性14C标记的浮游动物代谢排放的PO14C和DO14C的装置及检测方法的专利。浮游动物个体较小，例如小型浮游动物和中型浮游动物粒径大小范围分别为20至200微米和200至2000微米，如果按照常规方法收集检测其代谢排放的POC和DOC，需要数以万计大量培养浮游动物才能获得所需样品量，浮游动物计数工作量很大。POC和DOC的常规收集方法是使用灼烧过的GF/F玻璃纤维膜过滤培养浮游动物的水样，滤膜用于测定POC，滤液用于测定DOC。由于自然界中广泛存在POC和DOC，常规收集方法很容易污染POC和DOC样品，进而高估浮游动物代谢排放的POC和DOC量。而采用放射性14C标记手段，通过对少量浮游动物(几十只即可)喂食14C标记的饵料，利用分离收集装置，可直接收集并精确测定浮游动物代谢排放的PO14C和DO14C量，解决了常规收集方法工作量大、取样操作难度大、样品易被污染等问题。针对现有技术的缺点，本发明目的是为浮游动物生理生态学标记实验，提供一种分离收集放射性14C标记的浮游动物代谢排放的PO14C和DO14C的装置及使用方法。
发明内容
本发明克服了现有技术的不足，提供了一种分离收集浮游动物代谢排放有机碳的装置及方法。
为达到上述目的本发明采用的技术方案为：
本发明第一方面公开了一种分离收集浮游动物代谢排放有机碳的装置，包括培养模块、过滤模块以及收集模块；
所述培养模块包括第一培养管、第二培养管以及筛绢，所述第一培养管的内侧壁开设有第一凹槽，所述第二培养管的外侧壁开设有第二凹槽，通过所述第一凹槽与第二凹槽使得所述第一培养管能够嵌入第二培养管内，且在所述第一培养管与第二培养管之间固定有筛绢，所述第二培养管的底部开设有第一出样口；
所述过滤模块包括第一出样管、第二出样管、过滤器以及三角抽滤瓶，所述第一出样管的一端与所述第一出样口配合连接，所述第一出样管的另一端与所述过滤器的输入端配合连接，所述过滤器的输出端与所述第二出样管的一端配合连接，所述三角抽滤瓶的进口处连接有密封胶塞，所述第二出样管的另一端贯穿所述胶塞伸入至所述三角抽滤瓶内部，所述三角抽滤瓶的底部开设有第二出样口，所述过滤器可放入直径为25毫米，孔径为0.22微米的滤膜；
所述收集模块包括第三出样管以及定量取样器，所述第三出样管的一端与所述第二出样口配合连接，所述第三出样管的另一端与所述定量取样器配合连接；
所述第一出样管、第二出样管、第三出样管上均设置有自动控制开关。
进一步的，本发明的一个较佳实施例中，所述第一培养管上还开设有第一进气口，所述第一进气口与第一透明软管的一端配合连接，所述第一透明软管的另一端连接有增氧泵，所述第一透明软管还设置有气流调节阀。
进一步的，本发明的一个较佳实施例中，所述三角抽滤瓶上还开设有第一出气口，所述第一出气口与第二透明软管的一端配合连接，所述第二透明软管的另一连接有真空电动抽滤泵。
进一步的，本发明的一个较佳实施例中，所述定量取样器包括壳座，所述壳座内部的两侧分别设置有第一安装板与第二安装板，所述第一安装板上设置有固定安装有第一电机，所述第一电机的输出端配合连接有第一齿轮，所述第一安装板上还转动连接有第二齿轮与第三齿轮，且所述第一齿轮与所述第二齿轮啮合传动，且所述第三齿轮与所述第二齿轮啮合传动，所述第一安装板与第二安装板之间转动连接有螺纹丝杆，且所述螺纹丝杆的一端与所述第三齿轮固定连接，所述螺纹丝杆上滑动连接有滑动块，所述滑动块上设置有夹紧片，所述壳座上设置有夹紧杆，所述夹紧杆的顶部通过扭转弹簧连接有夹紧块，所述壳座上还设置有显示面板与数字按钮。
进一步的，本发明的一个较佳实施例中，所述定量取样器还包括注射器，所述注射器包括针筒、针管、活塞、活塞轴、活塞柄，所述注射器的针管与所述第三出样管配合连接，所述夹紧片能够夹紧所述注射器的活塞柄，所述夹紧块能够夹紧所述注射器的针筒。
进一步的，本发明的一个较佳实施例中，所述自动控制开关包括壳体，所述壳体内滑动连接有堵板，所述壳体左右两侧的侧壁上分别设置有第一电磁块与第二电磁块，所述壳体的顶部配合连接有第一连接板，所述第一连接板上开设有第一螺纹连接孔，所述壳体的底部配合连接有第二连接板，所述第二连接板上开设有第二螺纹连接孔。
进一步的，本发明的一个较佳实施例中，所述堵板的两侧设置有导向块，所述壳体前后两侧的侧壁上开设有导向槽，所述导向块嵌入所述导向槽内，所述导向块能够在所述导向槽内滑动。
本发明另一方面公开了一种分离收集浮游动物代谢排放有机碳的装置的使用方法，应用于任一项所述的一种分离收集浮游动物代谢排放有机碳的装置，包括如下步骤：
给浮游动物喂食带14C标记的微藻饵料，进而将浮游标记上14C；
将带14C标记的浮游动物收集到筛绢上，并将筛绢平铺在第二培养管上，将第一培养管插入到第二培养管内，进而将装有浮游动物的筛绢固定住；
往第二培养管内加入培养液，并且使得培养液没过筛绢；
控制增氧泵开启，并调节气流调节阀，从而为浮游动物增加供氧量。
进一步的，本发明的一个较佳实施例中，还包括如下步骤：
将直径为25毫米，孔径为0.22微米的滤膜放入到过滤器中；
控制第一出样管与第二出样管上的自动控制开关开启；
启动真空电动抽滤泵进行抽滤，从而使得培养液通过过滤器进行过滤，且过滤后的滤液会流落至三角抽滤瓶内，从而将培养液中浮游动物代谢排放的PO14C与DO14C分离；
将培养液抽滤完毕后，使得第一出样管与第二出样管上的自动控制开关关闭，并且使得真空电动抽滤泵关闭；
取过滤器中的滤膜用于测定浮游动物代谢排放的PO14C值。
进一步的，本发明的一个较佳实施例中，还包括如下步骤：
控制第三出样管上的自动控制开关开启，并将注射器的针管与第三出样管相连接；
通过按动数字按钮输入需要抽取滤液的体积，从而通过定量取样器将定量的滤液抽取至针筒内；
将定量抽取的滤液转移至闪烁瓶内，以测定浮游动物代谢排放的DO14C值。
本发明解决了背景技术中存在的技术缺陷，本发明具备以下有益效果：本装置用于分离并收集14C标记的浮游动物代谢排放的PO14C和DO14C，与常规方法相比，解决了常规收集方法工作量大、取样操作难度大的问题。常规采样测定POC和DOC，收集过程很容易被污染，导致检测结果过高，本装置解决了样品易被污染的问题，提高了检测准确度。并且本装置方便拆卸，可重复利用，实用性较好。
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他实施例的附图。
图1为本装置的立体结构示意图；
图2为本装置另一视角立体结构示意图；
图3为筛绢结构示意图；
图4为定量取样器的立体结构示意图；
图5为定量取样器另一视角立体结构示意图；
图6为定量取样器内部结构示意图；
图7为自动控制开关中第一电磁块通电而第二电磁块断电时的结构示意图；
图8为自动控制开关中第二电磁块通电而第一电磁块断电时的结构示意图；
图9为导向槽结构示意图；
图10为自动控制开关剖面结构示意图；
图11为第一培养管与第二培养管内部结构示意图；
图12为第三出样管与注射器连接时结构示意图；
图13为三角抽滤瓶内部结构示意图；
附图标记说明如下：101、第一培养管；102、第二培养管；103、筛绢；104、第一凹槽；105、第二凹槽；106、第一透明软管；107、增氧泵；108、气流调节阀；109、第一出样管；201、第二出样管；202、过滤器；203、三角抽滤瓶；204、密封胶塞；205、第二透明软管；206、真空电动抽滤泵；207、第三出样管；208、自动控制开关；209、壳座；301、第一安装板；302、第二安装板；303、第一电机；304、第一齿轮；305、第二齿轮；306、第三齿轮；307、螺纹丝杆；308、滑动块；309、夹紧片；401、夹紧杆；402、夹紧块；403、显示面板；404、数字按钮；405、注射器；406、壳体；407、堵板；408、第一电磁块；409、第二电磁块；501、第一连接板；502、第一螺纹连接孔；503、第二连接板；504、第二螺纹连接孔；505、导向块；506、导向槽；507、培养液。
具体实施方式
为了能够更加清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述，这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成，需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请保护范围的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或隐含指明所指示的技术特征的数量。因此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明创造的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。
本发明第一方面公开了一种分离收集浮游动物代谢排放有机碳的装置，包括培养模块、过滤模块以及收集模块。
如图1、2、3所示，所述培养模块包括第一培养管101、第二培养管102以及筛绢103，所述第一培养管101的内侧壁开设有第一凹槽104，所述第二培养管102的外侧壁开设有第二凹槽105，通过所述第一凹槽104与第二凹槽105使得所述第一培养管101能够嵌入第二培养管102内，且在所述第一培养管101与第二培养管102之间固定有筛绢103，所述第二培养管102的底部开设有第一出样口。
如图11所示，所述第一培养管101上还开设有第一进气口，所述第一进气口与第一透明软管106的一端配合连接，所述第一透明软管106的另一端连接有增氧泵107，所述第一透明软管106还设置有气流调节阀108。
需要说明的是，在浮游动物生理生态学标记实验中，需要先通过特定的培养装置给浮游动物喂食14C标记的微藻饵料，从而将浮游动物均匀的标记上14C，然后再将特定数量的带14C标记的浮游动物收集到筛绢103上，从而完成浮游动物的标记过程。需要注意的是，筛绢103的孔径可根据浮游动物粒径大小进行选择，以培养的浮游动物不能穿过筛绢103为准；而筛绢103的直径需要大于第二培养管102的内径。
需要说明的是，当把特定数量(通常为几十只)带14C标记的浮游动物收集到筛绢103上后，将筛绢103对中平铺在第二培养管102内，然后再把第一培养管101插入到第二培养管102内，使得第一凹槽104与第二凹槽105相互嵌合，即可很好的固定住筛绢103；然后再往第二培养管102内加入培养液507(可以是海水或淡水，盐度大小可根据实验需要调节)，如图11所示，并且使得培养液液面没过筛绢103上的浮游动物；此外，在培养的过程中，需要定时的启动增氧泵107，从而通过增氧泵107为浮游动物增加供氧量，从而使得浮游动物能够正常的进行代谢作用，从而提高实验结果的可靠性。需要注意的是，在培养的过程中，浮游动物会将代谢产生的PO14C与DO14C排放到培养液中，并且代谢产生的PO14C与DO14C能够透过筛绢103。
所述过滤模块包括第一出样管109、第二出样管201、过滤器202以及三角抽滤瓶203，所述第一出样管109的一端与所述第一出样口配合连接，所述第一出样管109的另一端与所述过滤器202的输入端配合连接，所述过滤器202的输出端与所述第二出样管201的一端配合连接，所述三角抽滤瓶203的进口处连接有密封胶塞204，所述第二出样管201的另一端贯穿所述胶塞伸入至所述三角抽滤瓶203内部，所述三角抽滤瓶203的底部开设有第二出样口，所述过滤器202可放入直径为25毫米，孔径为0.22微米的滤膜。
所述三角抽滤瓶203上还开设有第一出气口，所述第一出气口与第二透明软管205的一端配合连接，所述第二透明软管205的另一连接有真空电动抽滤泵206。
需要说明的是，当到达培养时间后，第一出样管109与第二出样管201上的自动控制开关208会自动开启，从而使得第一出样管109与第二出样管201导通；同时，真空电动抽滤泵206也会自动开启，真空电动抽滤泵206会将三角抽滤瓶203内的空气抽出，从而使得三角抽滤瓶203形成负压环境，从而使得第二培养管102内的培养液顺着第一出样管109流出至过滤器202内，然后培养液经过过滤器202过滤后会形成滤液，滤液会顺着第二出样管201流落至三角抽滤瓶203内。需要注意的是，经过过滤器202过滤后，浮游动物代谢产生的PO14C会被分离在过滤器202的滤膜内，而浮游动物代谢产生的DO14C会随着滤液流落至三角抽滤瓶203内，从而完成浮游动物代谢产生的PO14C与DO14C的分离过程。当分离完成后，把过滤器202内的滤膜取出，从而测定浮游动物代谢排放的PO14C值即可。综上所述，本装置在到达设定的培养时间后，第一出样管109与第二出样管201上的自动控制开关208以及真空抽滤泵会自动开启，从而自动的将培养液进行过滤，不需要通过人工定时的抽滤培养液，实现了自动化控制，降低了实验人员的劳动时间，并且通过过滤器202中的滤膜能够将PO14C与DO14C分离，其分离效果较好，进一步提高了实验数据的可靠性与实验结果的准确度。此外，需要注意的上，用户可以通过在无线终端上遥控自动控制开关208启闭，亦可以在预设的时间内设置自动控制开关208自动启闭。
需要注意的是，如图13所示，第三出样管207与三角抽滤瓶203的连接处应该高于三角抽滤瓶203内滤液的液面，并且伸入至三角抽滤瓶203一端的第三出样管207应该伸入至三角抽滤瓶203底部，从而确保三角抽滤瓶203中的滤液在注射器405的吸力下才会顺着第三出样管207被吸取至注射器405内，而不会自然的流出至第三出样管207内。
如图4、5、6所示，所述收集模块包括第三出样管207以及定量取样器，所述第三出样管207的一端与所述第二出样口配合连接，如图12所示，所述第三出样管207的另一端与所述定量取样器配合连接。
所述第一出样管109、第二出样管201、第三出样管207上均设置有自动控制开关208。
所述定量取样器包括壳座209，所述壳座209内部的两侧分别设置有第一安装板301与第二安装板302，所述第一安装板301上设置有固定安装有第一电机303，所述第一电机303的输出端配合连接有第一齿轮304，所述第一安装板301上还转动连接有第二齿轮305与第三齿轮306，且所述第一齿轮304与所述第二齿轮305啮合传动，且所述第三齿轮306与所述第二齿轮305啮合传动，所述第一安装板301与第二安装板302之间转动连接有螺纹丝杆307，且所述螺纹丝杆307的一端与所述第三齿轮306固定连接，所述螺纹丝杆307上滑动连接有滑动块308，所述滑动块308上设置有夹紧片309，所述壳座209上设置有夹紧杆401，所述夹紧杆401的顶部通过扭转弹簧连接有夹紧块402，所述壳座209上还设置有显示面板403与数字按钮404。
所述定量取样器还包括注射器405，所述注射器405包括针筒、针管、活塞、活塞轴、活塞柄，所述注射器405的针管与所述第三出样管207配合连接，所述夹紧片309能够夹紧所述注射器405的活塞柄，所述夹紧块402能够夹紧所述注射器405的针筒。
需要说明的是，所述夹紧片309通过可调节螺栓安装在滑动块308上，通过调节螺栓可以调节夹紧片309与滑动块308之间的间隙，从而根据不同厚度活塞柄进行调整夹紧片309与滑动块308之间的间隙，从而夹紧活塞柄。
需要说明的是，当需要取样测定浮游动物代谢排放的DO14C值时，实验人员可以根据实验需要使得定量取样器往三角抽滤瓶内抽取定量体积的滤液。举例来说，当需要在三角抽滤瓶203内抽取2毫升体积的滤液时，实验人员按下定量取样器中的数字按钮“2”后，抽取的体积便会显示并记录在显示面板403上，当定量取样器接收到“2”的信息后，能够根据预先设定好的程序计算出抽取2毫升体积滤液时滑动块308所需的行程，从而根据所述行程计算出第一电机303所需要转动的转数，然后再控制第一电机303按照所述转数转动，便能够完成定量抽取滤液的功能，当抽取完2毫升的滤液后，实验人员将滤液转移到闪烁瓶内，从而用于测定浮游动物代谢排放的DO14C值即可。本装置实现了定量取样的功能，能够消除掉人工取样所带来的误差，进一步提高了实验结果的可靠性。
定量取样器的工作原理及过程是这样的：在把注射器405安装到壳座209上时，实验人员掰动夹紧块402，并且使得活塞柄插入到夹紧片309与滑动块308之间的间隙内，从而对活塞柄进行固定，然后再适当的调整针筒的位置，接着松开夹紧块402，在扭转弹簧的扭力的作用下夹紧块402会复位，从而通过夹紧块402夹紧针筒，从而完成注射器405的固定作用，然后再使得针管与第三出样管207相连接，然后实验人员按下需要抽取滤液的体积量，接着控制系统便会生成控制信号，使得第三出样管207上的自动控制开关208开启，并且使得第一电机303转动特定的转数，并且当第一电机303转动时，会带动第一齿轮304转动，从而使得第一齿轮304带动第二齿轮305转动，从而使得第二齿轮305带动第三齿轮306转动，设置多个齿轮的目的是为了提高力在传导过程中的稳定性，从而提高螺纹丝杆307在转动时的稳定性，并且能够起到一定减速作用；当第三齿轮306在转动时，会带动螺纹丝杆307转动，从而使得滑动块308在螺纹丝杆307上滑动，从而使得滑动块308带动注射器405上的活塞、活塞轴、活塞柄滑动，从而通过注射器405抽取三角抽滤瓶203内的滤液，而当第一电机303转数固定时，滑动块308的滑动行程也是固定的，活塞的行程也是固定的，因此通过控制第一电机303的转动转数便能够控制注射器405抽取滤液的体积，从而实现自动定量取样过程。
如图7、8、10所示，所述自动控制开关208包括壳体406，所述壳体406内滑动连接有堵板407，所述壳体406左右两侧的侧壁上分别设置有第一电磁块408与第二电磁块409，所述壳体406的顶部配合连接有第一连接板501，所述第一连接板501上开设有第一螺纹连接孔502，所述壳体406的底部配合连接有第二连接板503，所述第二连接板503上开设有第二螺纹连接孔504。
需要说明的是，在第一出样管109、第二出样管201、第三出样管207上均设置有自动控制开关208，且控制开关通过第一螺纹连接孔502与第二螺纹连接孔504分别密封连接在第一出样管109、第二出样管201、第三出样管207上，通过自动开关能够控制第一出样管109、第二出样管201、第三出样管207的导通或截止。举例来说，当需要使得第一出样管109导通时，控制第一出样管109中自动控制开关208内第一电磁块408通电且第二电磁块409断电，第一电磁块408通电后会产生磁力，在磁力的作用下堵板407会被吸附至第一电磁块408一侧，从而使得堵板407不再堵住第一螺纹连接孔502与第二螺纹连接孔504，从而使得培养液能够流过自动控制开关208，从而使得第一出样管109导通；而当需要第一出样管109截止时，控制第一出样管109中自动控制开关208内第二电磁块409通电且第一电磁块408断电，第二电磁块409通电后会产生磁力，在磁力的作用下堵板407会被吸附至第二电磁块409一侧，从而使得堵板407重新堵住第一螺纹连接孔502与第二螺纹连接孔504，从而使得培养液不能够流过自动控制开关208，从而使得第一出样管109截止；这样一来，当到达实验培养时间后，通过在预设时间内设定第一电磁铁与第二电磁铁的通断电情况，从而实现自动的将培养液过滤的功能，不需要通过人工定时的抽滤培养液，实现了自动化控制，降低了实验人员的劳动时间。
如图9所示，所述堵板407的两侧设置有导向块505，所述壳体406前后两侧的侧壁上开设有导向槽506，所述导向块505嵌入所述导向槽506内，所述导向块505能够在所述导向槽506内滑动。
需要说明的是，导向块505与导向槽506起到了导向支撑作用。一方面在堵板407滑动的过程中，通过导向块505与导向槽506能够避免堵板407发生移位情况，提高了装置在运行时的平稳性。另一方面，通过导向块505与导向槽506能够避免堵板407在培养液压力的作用下，使得堵板407掉出壳体406外，提高了装置的可靠性。
本发明另一方面公开了一种分离收集浮游动物代谢排放有机碳的装置的使用方法，应用于任一项所述的一种分离收集浮游动物代谢排放有机碳的装置，包括如下步骤：
给浮游动物喂食带14C标记的微藻饵料，进而将浮游标记上14C；
将带14C标记的浮游动物收集到筛绢上，并将筛绢平铺在第二培养管上，将第一培养管插入到第二培养管内，进而将装有浮游动物的筛绢固定住；
往第二培养管内加入培养液，并且使得培养液没过筛绢；
控制增氧泵开启，并调节气流调节阀，从而为浮游动物增加供氧量。
进一步的，本发明的一个较佳实施例中，还包括如下步骤：
将直径为25毫米，孔径为0.22微米的滤膜放入到过滤器中；
控制第一出样管与第二出样管上的自动控制开关开启；
启动真空电动抽滤泵进行抽滤，从而使得培养液通过过滤器进行过滤，且过滤后的滤液会流落至三角抽滤瓶内，从而将培养液中浮游动物代谢排放的PO14C与DO14C分离；
将培养液抽滤完毕后，使得第一出样管与第二出样管上的自动控制开关关闭，并且使得真空电动抽滤泵关闭；
取过滤器中的滤膜用于测定浮游动物代谢排放的PO14C值。
进一步的，本发明的一个较佳实施例中，还包括如下步骤：
控制第三出样管上的自动控制开关开启，并将注射器的针管与第三出样管相连接；
通过按动数字按钮输入需要抽取滤液的体积，从而通过定量取样器将定量的滤液抽取至针筒内；
将定量抽取的滤液转移至闪烁瓶内，以测定浮游动物代谢排放的DO14C值。
需要说明的是，培养模块的工作过程：在浮游动物生理生态学标记实验中，给浮游动物喂食14C标记的微藻饵料，将浮游动物均匀地标记上14C，然后将浮游动物收集到筛绢上，并将筛绢平铺在下部第二培养管口上，将第二培养管插入到第二培养管中，从而固定好装有浮游动物的筛绢。然后加入培养液(海水或淡水，盐度大小根据实验需要调节)，要使液面没过浮游动物，本发明中培养液体积为30mL。并且在培养的过程中在预设时间段打开增氧泵，调节气流调节阀，为浮游动物增加供氧量。在培养过程中，浮游动物会将代谢产生的PO14C和DO14C排放到培养液中。
需要说明的是，过滤模块的工作过程：首先，将直径25mm，孔径0.22um的滤膜放入到过滤器中。当到达培养时间后，第一出样管与第二出样管上的自动控制开关会自动开启，从而使得第一出样管与第二出样管导通；同时，真空电动抽滤泵也会自动开启，真空电动抽滤泵会将三角抽滤瓶内的空气抽出，从而使得三角抽滤瓶形成负压环境，从而使得第二培养管内的培养液顺着第一出样管流出至过滤器内，然后培养液经过过滤器过滤后会形成滤液，滤液会顺着第二出样管流落至三角抽滤瓶内。当分离完成后，把过滤器内的滤膜取出，从而测定浮游动物代谢排放的PO14C值即可。
需要说明的是，收集模块的工程过程：当需要取样测定浮游动物代谢排放的DO14C值时，实验人员根据实验需要使得定量取样器往三角抽滤瓶内抽取定量体积的滤液。控制系统能够根据实验人员输出的抽取体积计算出第一电机所需要转动的转数，然后再控制第一电机按照所述转数转动，便能够完成定量抽取滤液的功能，当抽取完滤液后，实验人员将滤液转移到闪烁瓶内，从而用于测定浮游动物代谢排放的DO14C值即可。
综上所述，本装置用于分离并收集14C标记的浮游动物代谢排放的PO14C和DO14C，与常规方法相比，解决了常规收集方法工作量大、取样操作难度大的问题。常规采样测定POC和DOC，收集过程很容易被污染，导致检测结果过高，本装置解决了样品易被污染的问题，提高了检测准确度。并且本装置方便拆卸，可重复利用，实用性较好。
以上依据本发明的理想实施例为启示，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种分离收集浮游动物代谢排放有机碳的装置，包括培养模块、过滤模块以及收集模块，其特征在于：
所述培养模块包括第一培养管、第二培养管以及筛绢，所述第一培养管的内侧壁开设有第一凹槽，所述第二培养管的外侧壁开设有第二凹槽，通过所述第一凹槽与第二凹槽使得所述第一培养管能够嵌入第二培养管内，且在所述第一培养管与第二培养管之间固定有筛绢，所述第二培养管的底部开设有第一出样口；
所述过滤模块包括第一出样管、第二出样管、过滤器以及三角抽滤瓶，所述第一出样管的一端与所述第一出样口配合连接，所述第一出样管的另一端与所述过滤器的输入端配合连接，所述过滤器的输出端与所述第二出样管的一端配合连接，所述三角抽滤瓶的进口处连接有密封胶塞，所述第二出样管的另一端贯穿所述胶塞伸入至所述三角抽滤瓶内部，所述三角抽滤瓶的底部开设有第二出样口，所述过滤器可放入直径为25毫米，孔径为0.22微米的滤膜；
所述收集模块包括第三出样管以及定量取样器，所述第三出样管的一端与所述第二出样口配合连接，所述第三出样管的另一端与所述定量取样器配合连接；
所述第一出样管、第二出样管、第三出样管上均设置有自动控制开关。
2.根据权利要求1所述的一种分离收集浮游动物代谢排放有机碳的装置，其特征在于：所述第一培养管上还开设有第一进气口，所述第一进气口与第一透明软管的一端配合连接，所述第一透明软管的另一端连接有增氧泵，所述第一透明软管还设置有气流调节阀。
3.根据权利要求1所述的一种分离收集浮游动物代谢排放有机碳的装置，其特征在于：所述三角抽滤瓶上还开设有第一出气口，所述第一出气口与第二透明软管的一端配合连接，所述第二透明软管的另一连接有真空电动抽滤泵。
4.根据权利要求1所述的一种分离收集浮游动物代谢排放有机碳的装置，其特征在于：所述定量取样器包括壳座，所述壳座内部的两侧分别设置有第一安装板与第二安装板，所述第一安装板上设置有固定安装有第一电机，所述第一电机的输出端配合连接有第一齿轮，所述第一安装板上还转动连接有第二齿轮与第三齿轮，且所述第一齿轮与所述第二齿轮啮合传动，且所述第三齿轮与所述第二齿轮啮合传动，所述第一安装板与第二安装板之间转动连接有螺纹丝杆，且所述螺纹丝杆的一端与所述第三齿轮固定连接，所述螺纹丝杆上滑动连接有滑动块，所述滑动块上设置有夹紧片，所述壳座上设置有夹紧杆，所述夹紧杆的顶部通过扭转弹簧连接有夹紧块，所述壳座上还设置有显示面板与数字按钮。
5.根据权利要求4所述的一种分离收集浮游动物代谢排放有机碳的装置，其特征在于：所述定量取样器还包括注射器，所述注射器包括针筒、针管、活塞、活塞轴、活塞柄，所述注射器的针管与所述第三出样管配合连接，所述夹紧片能够夹紧所述注射器的活塞柄，所述夹紧块能够夹紧所述注射器的针筒。
6.根据权利要求1所述的一种分离收集浮游动物代谢排放有机碳的装置，其特征在于：所述自动控制开关包括壳体，所述壳体内滑动连接有堵板，所述壳体左右两侧的侧壁上分别设置有第一电磁块与第二电磁块，所述壳体的顶部配合连接有第一连接板，所述第一连接板上开设有第一螺纹连接孔，所述壳体的底部配合连接有第二连接板，所述第二连接板上开设有第二螺纹连接孔。
7.根据权利要求6所述的一种分离收集浮游动物代谢排放有机碳的装置，其特征在于：所述堵板的两侧设置有导向块，所述壳体前后两侧的侧壁上开设有导向槽，所述导向块嵌入所述导向槽内，所述导向块能够在所述导向槽内滑动。
8.一种分离收集浮游动物代谢排放有机碳的装置的使用方法，应用于权利要求1-7任一项所述的一种分离收集浮游动物代谢排放有机碳的装置，其特征在于，包括如下步骤：
给浮游动物喂食带14C标记的微藻饵料，进而将浮游标记上14C；
将带14C标记的浮游动物收集到筛绢上，并将筛绢平铺在第二培养管上，将第一培养管插入到第二培养管内，进而将装有浮游动物的筛绢固定住；
往第二培养管内加入培养液，并且使得培养液没过筛绢；
控制增氧泵开启，并调节气流调节阀，从而为浮游动物增加供氧量。
9.根据权利要求8所述的一种分离收集浮游动物代谢排放有机碳的装置的使用方法，其特征在于，还包括如下步骤：
将直径为25毫米，孔径为0.22微米的滤膜放入到过滤器中；
控制第一出样管与第二出样管上的自动控制开关开启；
启动真空电动抽滤泵进行抽滤，从而使得培养液通过过滤器进行过滤，且过滤后的滤液会流落至三角抽滤瓶内，从而将培养液中浮游动物代谢排放的PO14C与DO14C分离；
将培养液抽滤完毕后，使得第一出样管与第二出样管上的自动控制开关关闭，并且使得真空电动抽滤泵关闭；
取过滤器中的滤膜用于测定浮游动物代谢排放的PO14C值。
10.根据权利要求9所述的一种分离收集浮游动物代谢排放有机碳的装置的使用方法，其特征在于，还包括如下步骤：
控制第三出样管上的自动控制开关开启，并将注射器的针管与第三出样管相连接；
通过按动数字按钮输入需要抽取滤液的体积，从而通过定量取样器将定量的滤液抽取至针筒内；
将定量抽取的滤液转移至闪烁瓶内，以测定浮游动物代谢排放的DO14C值。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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