[實用新型]一種植物葉片水同位素富集信號標記系統

有效

• 申請號: 201820997842.2
• 申請日: 2018-06-26
• 公開（公告）號: CN208505719U
• 公開（公告）日: 2019-02-15
• 發明（設計）人: 宋欣;陳永樂;李芳
• 申請（專利權）人: 深圳雨倫環境科技有限公司
• 主分類號: G01N1/28
• 分類號: G01N1/28;G01V15/00
• 代理公司: 深圳青年人專利商標代理有限公司 44350
• 代理人: 吳桂華

本實用新型適用生態環境領域，提供了一種植物葉片水同位素富集信號標記系統，該系統包括空氣壓縮機、與空氣壓縮機連通的空氣干燥機、與空氣干燥機連通的質量流量控制器、儲水罐、與儲水罐連通的蠕動泵、與蠕動泵連通的氣化室、與氣化室和質量流量控制器連通的混合腔、與混合腔連通的植物生長室以及光源，蠕動泵從大容量儲水罐中將包含預設同位素信號的液態水以預設水流速度泵送到氣化室完全氣化，混合腔對預設氣體流速的無水分氣流和氣化后氣態水進行混合，從而向待標記植物提供穩定的特定同位素富集信號標記氣流，在光源的照射下，通過光合作用和同位素信號標記氣流，實現待標記植物在特定濕度下的全株植物葉片水標記。

技術領域

本實用新型屬于生態環境領域，尤其涉及一種植物葉片水同位素富集信號標記系統。

背景技術

植物葉片不僅是聯系亞細胞尺度生理學和宏觀生態學的橋梁，同時也是植物進行碳水交換和能量流通的重要場所。植物葉片水穩定同位素富集信號(氫或氧同位素，在這里以Δ²H_葉片水或Δ¹⁸Ο_葉片水表示，下文以Δ_葉片水統一表示)的變化可以直接溝通葉片內部生理活動與外界環境信息的聯系，因此被認為是研究氣候變化及生態系統碳水循環的一個有力工具。已有的研究表明，Δ_葉片水可以通過光合、蒸騰等生理活動影響大氣多個分子包括O₂、CO₂和水汽的同位素組分，從而在量化區分陸地和海洋碳固定、估測陸地生態系統總初級生產力、以及蒸散發分配等碳水研究領域發揮重要作用。另外，作為植物體重要代謝物質蔗糖、纖維素及脂類的信號前體，Δ_葉片水同時也是古氣候重建、植物源性食藥產品源產地溯源和植被對環境變化的響應等應用研究的關鍵指標。

上述多項環境生態類研究或應用的一個共性研究目標是致力于闡明Δ_葉片水與其所標記的下游分子的同位素信號間的定量關系。譬如，生態系統研究人員希望獲取Δ_葉片水與光合期間CO₂氧同位素信號間的關系，以便完善同位素方法精確估算生態系統生產力；同位素產地溯源方法的開發者希望了解Δ_葉片水怎樣影響植物結構性物質，如纖維素(纖維素是一大類植物源性食藥產品如冬蟲夏草、人參、藏紅花、茶葉等的重要成分)的同位素信號，從而夯實同位素產地溯源的理論基礎。為實現此類研究目的，研究者往往需要通過實驗手段獲取目標植物一系列的、信號特定并且長期穩定的Δ_葉片水值，并在此基礎上通過使用回歸分析等統計學手段量化Δ_葉片水與目標分子同位素信號的關系。從理論上說，所獲得的Δ_葉片水應該盡量形成范圍寬廣的“梯度”，“梯度”范圍越寬廣，則基于回歸分析所獲得的同位素信號間的定量關系越準確。

然而，創建穩定而且范圍足夠寬廣的Δ_葉片水信號“梯度”是一個世界級的難題。這是因為Δ_葉片水受相對濕度(RH)、水汽氫或氧同位素比率(Δ_v)、氣孔導度等多個環境或生理因子的影響，而任意一個環境因子的變化都可導致Δ_葉片水發生變化。參考Craig-Gordon模型：

Δ_葉片水＝ε⁺+ε_k+（Δ_v-ε_k)×RH

其中，ε⁺為液態水與水汽之間平衡分餾系數，ε_k為動力分餾系數。