CN115791292A - 一种基于水势的植物枝条导管水分提取装置及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于水势的植物枝条导管水分提取装置及使用方法，装置包括：压力室、标本夹、过滤器、负压取样器、高压气瓶、连通管路、第一三通阀、第二三通阀和压力表；连通管路分别与压力室和高压气瓶连接，压力表、第一三通阀和第二三通阀均设置在连通管路上；标本夹设置在压力室上方，标本夹上设置有可变口径的金属密封圈；金属密封圈设置在压力室的植物伸入口处，压力室通过金属密封圈形成内部密闭空间；标本夹用于固定植物枝条样品，并通过金属密封圈将植物枝条样品的末端深入压力室的内部；过滤器与植物枝条样品的顶端连接；过滤器还与负压取样器连接。本发明能够利用大气压力方法，通过气体压力快速、有效的提取导管植物中的导管水。

Description

一种基于水势的植物枝条导管水分提取装置及其使用方法

技术领域

本发明涉及植物枝条水分提取装置技术领域，特别是涉及一种基于水势的植物枝条导管水分提取装置及其使用方法。

背景技术

植物水分来源研究可以有效分析植物对环境因子的响应、物种共生关系、区域水量平衡过程等各类科学问题。导管植物通过根系吸水，并通过导管输送到树干、枝条、叶片等部位。与植物细胞中的水分比较，导管中的水分具有滞留时间短、更新快速的特点，更适合于分析植物水分来源。目前，植物枝条水分提取主要是以提取枝条中全部水分为主，不能有效提取导管植物中的导管水，因此难以准确研究植物水分来源及其相关问题。

目前，植物枝条水分提取方法主要有机械挤压法、不融合液体的离心替换法、共沸蒸馏法和低温真空蒸馏法等。机械挤压法可以提取植物的细胞和导管中的水分，但是无法做到有效分离导管水；不融合液体的离心替换法实际操作流程复杂，因植物枝条导管含水量小，可能导致离心法获得的水分无法有效提取；共沸蒸馏法可以实现植物水分的无分馏提取，并且需要使用价格昂贵的特制玻璃器皿和有毒的化学试剂；低温真空蒸馏法可以实现植物枝条中全部水分的完全抽提，且由于操作简单，无需使用有毒溶剂而得到广泛应用。

综上，现有的植物枝条水分抽提方法存在无法有效提取植物导管水的主要弊端。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的是提供一种基于水势的植物枝条导管水分提取装置及其使用方法。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种基于水势的植物枝条导管水分提取装置，包括：

压力室、标本夹、过滤器、负压取样器、高压气瓶、连通管路、第一三通阀、第二三通阀和压力表；

所述高压气瓶与所述连通管路的第一端连接，所述连通管路的第二端与所述压力室连接，所述压力表、所述第一三通阀和所述第二三通阀均设置在所述连通管路上，所述第一三通阀距所述高压气瓶的距离小于所述第二三通阀距所述高压气瓶的距离；所述标本夹设置在所述压力室上方，所述标本夹上设置有可变口径的金属密封圈；所述金属密封圈设置在所述压力室的植物伸入口处，所述压力室通过所述金属密封圈形成内部密闭空间；所述标本夹用于固定植物枝条样品，并通过所述金属密封圈将所述植物枝条样品的末端深入所述压力室的内部；所述过滤器与所述植物枝条样品的顶端连接；所述过滤器还与所述负压取样器连接。

优选地，所述压力室的形状为扁平状。

优选地，还包括：液压阀；

所述泄压阀与所述压力室连接，所述泄压阀用于将所述压力室中的高压气体进行泄放。

优选地，所述高压气瓶中的气体为氮气或干空气。

一种如上述基于水势的植物枝条导管水分提取装置的使用方法，包括：

根据植物枝条样品确定对应尺寸的金属密封圈；

利用标本夹对所述植物枝条样品进行固定，并将所述植物枝条样品穿过可变口径的金属密封圈；

将所述植物枝条样品固定在压力室上，并打开第一三通阀，以使压力表的读数稳定在设定压力值；

打开第二三通阀，以使高压气体进入压力室，并逐渐调高所述第一三通阀，直至所述植物枝条样品的末端表面有水珠出现，停止调节气压；

将所述植物枝条样品的顶端连接过滤器和负压取样器，并继续调高所述第一三通阀，直至有导管水自然进入到所述负压取样器中，并维持当前压力至少10分钟，以保证所述导管水的充分提取。

优选地，还包括：

关闭所述第一三通阀和所述第二三通阀，取下所述负压取样器；

通过设置在所述压力室上的泄压阀放掉所述压力室内的高压气体，并取下所述标本夹和所述植物枝条样品。

根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：

本发明提供了一种基于水势的植物枝条导管水分提取装置及其使用方法，利用大气压力方法，通过气体压力快速、有效的提取导管植物中的导管水。

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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的装置连接示意图；

图2为本发明实施例提供的方法流程图。

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他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

本申请的说明书和权利要求书及所述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”和“第四”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤、过程、方法等没有限定于已列出的步骤，而是可选地还包括没有列出的步骤，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤元。

本发明的目的是提供一种基于水势的植物枝条导管水分提取装置及其使用方法，利用大气压力方法，通过气体压力快速、有效的提取导管植物中的导管水。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1为本发明实施例提供的装置连接示意图，如图1所示，本实施例中、一侧高压惰性气体(例如，氮气或干空气)通过耐高压的连接管路(承受压力100MPa以上)与压力室连接。连接管路的两端分别设置有第一三通阀和第二三通阀，其均用于调节气体流量和气压，气压值可根据管路上安置的压力表测量。压力室设置为扁平状(尺寸：长30cm×宽20cm×厚6cm)，方便分别测量单株枝条或者含有叶片的枝条(植物枝条样品)。压力室顶端为标本夹，主要用于固定样品枝条的末端，标本夹配有可变口径的金属密封圈，以适应不同直径枝条水分提取的需要。样品枝条末端与有机针式过滤器连接(一般为0.45μm或0.22μm)，过滤器末端连接负压取样器。

图2为本发明实施例提供的方法流程图，如图2所示，对应上述装置，本实施例还提供了其使用方法：

步骤100：根据植物枝条样品确定对应尺寸的金属密封圈；

步骤200：利用标本夹对所述植物枝条样品进行固定，并将所述植物枝条样品穿过可变口径的金属密封圈；

步骤300：将所述植物枝条样品固定在压力室上，并打开第一三通阀，以使压力表的读数稳定在设定压力值；

步骤400：打开第二三通阀，以使高压气体进入压力室，并逐渐调高所述第一三通阀，直至所述植物枝条样品的末端表面有水珠出现，停止调节气压；

步骤500：将所述植物枝条样品的顶端连接过滤器和负压取样器，并继续调高所述第一三通阀，直至有导管水自然进入到所述负压取样器中，并维持当前压力至少10分钟，以保证所述导管水的充分提取。

进一步地，在所述步骤500之后，还包括：

通过设置在所述压力室上的泄压阀放掉所述压力室内的高压气体，并取下所述标本夹和所述植物枝条样品

本实施例的工作流程如下：

首先根据新鲜的植物枝条样品(一般样品长度在25cm左右为宜)选择合适的金属密封圈，利用标本夹固定好样品，随后将样品固定在压力室上；第二，打开靠近高压气瓶的三通阀，观察压力表数值，一般以稳定在0.5MPa为宜；第三，打开第二个三通阀，使高压气体进入压力室，逐渐调高高压气瓶附近的三通阀，直至枝条末端表面开始有水株出现，停止调节气压；第四，将标本夹上部的样品末端连接过滤器和负压取样器，继续调高高压气瓶附近的三通阀，直至有导管水自然进入到负压取样器中，维持该压力至少10分钟，保证导管水的充分提取；第五，关闭三通阀，取下负压取样器，并通过泄压阀放掉压力室中的高压气体，取下标本夹和样品，一次取样结束。

本发明的有益效果如下：

本发明可以在野外原位提取植物枝条中的导管水，避免运输过程中的水分损失，同时可以更准确分析植物的水分来源，不涉及供电等问题，结构简单。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (6)

1.一种基于水势的植物枝条导管水分提取装置，其特征在于，包括：

压力室、标本夹、过滤器、负压取样器、高压气瓶、连通管路、第一三通阀、第二三通阀和压力表；

所述高压气瓶与所述连通管路的第一端连接，所述连通管路的第二端与所述压力室连接，所述压力表、所述第一三通阀和所述第二三通阀均设置在所述连通管路上，所述第一三通阀距所述高压气瓶的距离小于所述第二三通阀距所述高压气瓶的距离；所述标本夹设置在所述压力室上方，所述标本夹上设置有可变口径的金属密封圈；所述金属密封圈设置在所述压力室的植物伸入口处，所述压力室通过所述金属密封圈形成内部密闭空间；所述标本夹用于固定植物枝条样品，并通过所述金属密封圈将所述植物枝条样品的末端深入所述压力室的内部；所述过滤器与所述植物枝条样品的顶端连接；所述过滤器还与所述负压取样器连接。

2.根据权利要求1所述的基于水势的植物枝条导管水分提取装置，其特征在于，所述压力室的形状为扁平状。

3.根据权利要求1所述的基于水势的植物枝条导管水分提取装置，其特征在于，还包括：液压阀；

所述泄压阀与所述压力室连接，所述泄压阀用于将所述压力室中的高压气体进行泄放。

4.根据权利要求1所述的基于水势的植物枝条导管水分提取装置，其特征在于，所述高压气瓶中的气体为氮气或干空气。

5.一种如权利要求1至4中任一项所述的基于水势的植物枝条导管水分提取装置的使用方法，其特征在于，包括：

根据植物枝条样品确定对应尺寸的金属密封圈；

利用标本夹对所述植物枝条样品进行固定，并将所述植物枝条样品穿过可变口径的金属密封圈；

将所述植物枝条样品固定在压力室上，并打开第一三通阀，以使压力表的读数稳定在设定压力值；

打开第二三通阀，以使高压气体进入压力室，并逐渐调高所述第一三通阀，直至所述植物枝条样品的末端表面有水珠出现，停止调节气压；

将所述植物枝条样品的顶端连接过滤器和负压取样器，并继续调高所述第一三通阀，直至有导管水自然进入到所述负压取样器中，并维持当前压力至少10分钟，以保证所述导管水的充分提取。

6.根据权利要求5所述的基于水势的植物枝条导管水分提取装置的使用方法，其特征在于，还包括：

关闭所述第一三通阀和所述第二三通阀，取下所述负压取样器；

通过设置在所述压力室上的泄压阀放掉所述压力室内的高压气体，并取下所述标本夹和所述植物枝条样品。

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