24-луночный планшет для микрореспирометрии
Полезная модель относится к экологии, сельскому хозяйству, а конкретно к микрореспирометрической системе, позволяющей быстро и эффективно проводить мониторинг состояния микробного сообщества почвы при загрязнения тяжелыми металлами, пестицидами, нефтепродуктами по интенсивности выделения углекислого газа (дыхание почвы). Микрореспирометрический 24-луночный планшет состоит из основания с 24 лунками и крышки с таким же количеством ячеек в виде колец. Выполненная вокруг каждой лунки основания канавка, заполненная затворной жидкостью, вместе с соответствующим ей кольцом ячейки крышки образует жидкостной затвор, препятствующий выходу углекислого газа из измерительной камеры.
Полезная модель относится к экологии, сельскому хозяйству, а конкретно к микрореспирометрической системе, позволяющей быстро и эффективно проводить мониторинг состояния микробного сообщества почвы при загрязнении тяжелыми металлами, пестицидами, нефтепродуктами по интенсивности выделения углекислого газа (дыхание почвы). Выделение углекислоты является одним из наиболее общих процессов, который можно определить для почвенных микроорганизмов. Поэтому по выделению почвой углекислоты можно судить об интенсивности протекающих в ней микробиологических процессов [1, 2].
Известен 96-луночный планшет для микрореспирометрической системы, который изготавливают из полистирола (Патент Великобритании №GB 2410797 [3], МПК G01N 1/26; G01N 33/24; G01N 1/22; B01L 3/00). Для предотвращения выхода углекислого газа из измерительной камеры между основанием 96-луночного планшета и крышкой помещают газонепроницаемую прокладку с отверстиями для ячеек. Оценка интенсивности выделения углекислого газа образцом почвы, находящемся в лунке осуществляется по изменению оптической плотности агарового геля, содержащего анилиновый краситель крезоловый пурпурный [4]. Однако, при использовании 96-луночного планшета из-за сдвига и неточного прилегания прокладки часто происходит утечка СО2 из измерительной камеры.
Планшет, изготовленный в соответствии с настоящей полезной моделью, не содержит указанного недостатка. Возможность утечки углекислого газа минимизирована благодаря применению жидкостного затвора. Планшет состоит из основания с 24 лунками и крышки с таким же количеством ячеек, выполненных в виде колец. Вокруг лунок выполнены канавки, которые заполняются затворной жидкостью. Все конструктивные элементы планшета изготавливают из полистирола или органического стекла.
Технический результат, достижение которого обеспечивает настоящая полезная модель, заключается в предотвращении утечки из измерительной камеры выделившегося из образца почвы углекислого газа благодаря использованию
жидкостного затвора. Жидкостью затвора (20% - ный раствор хлористого натрия) углекислый газ не поглощается [5].
Полезная модель поясняется конкретным примером 24-луночного планшета, представленного на рисунках.
На фиг.1 представлен 24-луночный планшет в сборе. Планшет состоит из основания (1) и крышки (2). Вокруг каждой из лунок (3) основания планшета выполнена канавка (4), которая заполняется затворной жидкостью, в качестве которой может быть использован 20% раствор хлористого натрия.
На фиг.2 представлен планшет в сечении. Крышка планшета (2) устанавливается так, что кольца ячейки крышки (5), соприкасаясь с основанием канавки, при заполнении затворной жидкостью (6) предотвращают выход углекислого газа из лунки, в которой находится образец почвы (7). Кольца крышки изнутри заполняют агаровым гелем (8). Кольцо крышки с агаровым гелем и лункой образуют измерительную камеру. Выход углекислого газа из камеры ограничен жидкостным затвором. Интенсивность выделения углекислого газа почвой регистрируется спектрофотометрически по изменению оптической плотности агарового геля с красителем.
Полезная модель поясняется следующим примером.
Пример 1. В эксикаторы объемом 3 дм 3 с 2 кг почвы каждый вносят 20 мг/кг сульфата меди. Почву тщательно перемешивают, увлажняют до 60% от общей влагоемкости и экспонируют при 20°С. Для анализа образцы почвы отбирают до и после внесения загрязнителя. Биологическую активность почвы определяют в 24-луночных планшетах по интенсивности выделения углекислого газа в течение 8 часов при температуре 20°С. Для этого фотометрически измеряют оптическую плотность агарового геля крышки планшета. Контролем служит незагрязненная почва. Повторность опыта шестикратная. Параллельно определяют концентрацию углекислого газа газохроматографически. Как показали результаты экспериментов (табл.1), уменьшение в 3, 2 раза оптической плотности агарового геля с красителем над образцом почвы, содержащим сульфат меди свидетельствует об достоверном уменьшении интенсивности дыхания почвы при внесении металла-загрязнителя, что подтверждается дополнительно результатами газохроматографического анализа.
| Таблица 1. | |||
| Влияние сульфата меди на интенсивность выделения углекислого газа в дерново-подзолистой почве дерново-подзолистой почве | |||
| 3№ | Вариант опыта | Оптическая плотность | Интенсивность выделения СO2, |
| №п/п | геля, ед. | мкг С-СО2 х г-1 час -1 | |
| 11 | Незагрязненная почва | 0,632±0,051 | 5,7±0,64 |
| 22 | Почва+20 мг/кг сульфата меди | 0,198±0,020 | 1,86±0,29 |
Примечание: доверительный интервал рассчитан с вероятностью 95%
Таким образом, преимуществом предлагаемого 24-луночного микроореспирометрического планшета заключается в минимизации потерь углекислого газа из измерительной камеры планшета за счет использования жидкостного затвора и получения достоверных экспериментальных данных.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
1. Звягинцев Д.Г, Бабьева И.П., Зенова Г.М. Биология почв: 3-е изд., испр. и доп.// М.: Изд-во МГУ, 2005. - 445 с.
2. Наумов Алексей Владимирович. Дыхание почвы: составляющие, экологические функции, географические закономерности: Дис. д-ра биол. наук: 03.00.27 // Новосибирск, 2003, 316 с. - РГБ ОД, 71:05-3/15.
3. Mitchell S. Davidson, Colin D. Campbell, Stephen J. Chapman. Detecting a component in a plurality of samples. // GB Patent # GB 2379012, http://www.wikipatents.com/gb/2379012.html
4. Colin D. Campbell, Stephen J. Chapman, Clare M. Cameron, Mitchell S. Davidson and Jacqueline M. Potts. A Rapid Microtiter Plate Method To Measure Carbon Dioxide Evolved from Carbon Substrate Amendments so as To Determine the Physiological Profiles of Soil Microbial Communities by Using Whole Soil. // Applied and Environmental Microbiology, 2003, v. 69, No 6, p.3593-3599.
Двадцатичетырехлуночный планшет для микрореспирометрии, состоящий из основания с лунками в виде чередующихся рядов и крышки, отличающийся тем, что в крышке выполнены ячейки в виде колец соответственно лункам основания и вокруг каждой лунки основания выполнена канавка для образования с соответствующим кольцом ячейки жидкостного затвора.
