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因而持久以来正在钻研使用并不十分 普遍

发布时间:2019-11-24   浏览次数:/span>

  生物固氮的15N2同位素示踪间接测定方式 齐孟文 中国农业大学 用15N同位素测定生物固氮的方式可分为间 接和间接两种方式,间接测定又包罗15N富集同位 素示踪法和用15N天然品貌变异法,该两种方式均 需要参比做物或已知参比值以确定生物的固氮量, 因而一般有很大的不确定性,固氮量简直定只能 是半定量的;间接测定法是将结合固氮系统 正在15N2氛围围中,通过间接测定15N接收而确 定其固氮的方式,这种方式是一种定量测定生物 固氮的方式,但需要将固氮系统封锁正在一个气密 的固氮箱内,操做比力复杂,别的标识表记标帜同位 素破费较高,因而持久以来正在研究使用并不十分 普遍,然而跟着DNA或RNA探针手艺的成长,间接 固氮测定法正在测定固氮和确定固氮微生物的根本 研究方面将展现广漠的使用前景。 1.15N2的制备、纯化和存储 制得,即 15N 15 2可由 N标识表记标帜铵盐正在碱性前提下和次溴酸盐反映 15 - 15 NH? ? 2OBr ? N 2 ? Br2 ? 2H2 O 4 试剂 用Bremner法制备次溴酸盐一碘溶液。将400克NaOH 消融到60毫升水中,将此NaOH溶液的一半插手带有温度 计并以碎冰凉却的一公升Ernlemeyer烧瓶中,将120毫 升Br2迟缓地、逐滴地插手, 狠恶搅拌, 使温度连结正在5 ℃ 以下,再插手另一半NaOH溶液,将此夹杂液搅拌几分钟, 正在冰箱中储存一个礼拜之后, 将沉淀的NaBr结晶取上清 液分隔,用等体积的KI溶液(0.2%,w/v)稀释上清液。 1 毫升这种溶液能够使5-6毫克NH3+氧化成N2。 100毫升水中顺次消融5克KMn4和2.5克KOH, 制成 KMNO4-KOH溶液,100毫升硫酸溶液( 5%,v/v) 中消融 20克NaSO4, 获得NaSO4–H2SO4溶液。 安拆 制备安拆如图所示。各玻璃部门间是通过涂 抹硅油的磨口接归并用耐压管道保持。图中Y和Z 别离为KMnO4-KOH和Na2SO4-H2SO4吸存器,15N2气贮 存瓶(V)取另一只瓶子(W)保持, 能够防止空 气回流到V。选用大小分歧的圆底烧瓶, 能够使X、 Y 和Z部门的容积, 比试剂正在一个大气压下发生的 15N 的总体积稍微大一些,这时安拆内部的气压 2 该当小于大气压。 步调 正在烧瓶X中放入(15NH4)2SO4,分液漏斗中加 入响应数量的次嗅酸盐一碘溶液。正在Y和Z平分别 插手KMnO4-KOH溶液和Na2SO4-H2SO4溶液, 约到其 容积的1/10即可。用实空泵从?处抽气, 使X的线托,封闭活栓a ,然后打 开分液漏斗的活栓, 将次嗅酸盐一碘溶液滴入X中 , 发生15N2气,正在产气过程竣事后, 将蒸馏水加 入分液漏斗, 并使蒸馏水滴入烧瓶X中,当瓶中 15N 的压力稍大于大气压力时, 滴漏过程便从动停 2 止。 打开活塞b、c 、d、e 和f, 封闭活塞g, 从活 塞f处对Y和Z抽实空, 封闭活塞c , 打开活塞a , 小 心地打开活塞b 使X瓶中15N2的进入Y,待分液漏斗 中的水完全置换出X瓶中的15N2 气体后, 封闭活塞 b。封闭活塞e并打开活塞c, 从?处放水进入Y中, 置换15N2气体使其转至烧瓶Z , 关紧活塞d, 由活栓 f连通Z和V, 并打开活塞c和g,从?处加水至Z中。 如许纯化后的15N2气体就被转移至事先拆满水的 储存瓶V中, 从V 排水至W瓶, 这种安插可空气 从活栓h 处回流 15N2气完全转移到瓶V中之后, 将 它和瓶W一路, 从活栓f和g之间, 取整个安拆系统 开。 图.制备15N2的安拆。X, 15N2发生器;Y,KMnO4(5%,w/v)-KOH(2.5%) 吸存器;Z,Na2SO4(20%)-H2SO4(5%,v/v)吸存器;V, 15N2 存储瓶;W, 排水存储瓶。1.蒸馏水,2.次溴酸盐-碘溶液;3(15NH4)2SO4;4. KMnO4 KOH溶液;5. Na2SO4-H2SO4 。 2.固氮测定安拆和流程 固氮发展箱的室C取A和B通过涂抹硅油的磨 砂平边接合正在一路,正在D、E、F、G和H管口有聚 四氟乙烯栓塞阀,整个容器连结气密形态。15N2 顺次通过碱性高锰酸钾溶液和酸性硫酸钠溶液并 F口引入玻璃容器。正在15N2 引入前,气密容器先 用实空泵抽实空,当水下的土壤中因为负压冒出 气泡时,继续且连结几分钟后,然后引入15N2 使 容器中的压力达到大气压。为了连结做物的心理 前提,利用空气泵通过二氧化碳缓冲溶液轮回密 封室上端的(进口D和出口E)的大气相。缓冲溶 液由夹杂物构成K2CO3(1/20M)-KHCO3(1/10M), 缓冲液的形成比例能够调理,以便顶部的CO2浓 度维持正在800ppm。 图.15N2气密性发展室。A茎室;B,两头室;C,根室;D 大气轮回进口;E,大气轮回出口;F, 15N2 气体入口;G, 气体采样器附件;H,排水孔。新黄金城hjc222, 3.同位素化学计量关系 设样品中N来自卑气标识表记标帜Natm和非大气非标识表记标帜 Nnon两部门构成,其15N原子百分超为Esample,且 大气标识表记标帜15N的原子百分超为Eatomsphere,则由 同位本质量均衡,有 (Na ? N non) ? E sample ? Na ? E atomsphere 则,样品中的N来自卑气标识表记标帜N的比例为 Esample Na Patm ? ? Na ? N non E atomshere 固氮的N量为 N a ? N total ? E sample E atomshere 正在整个固氮过程中,也许因为系统外大 气的泄入或土壤N2的发射对气相标识表记标帜15N2的稀释 感化,使得Eatomshere并不恒定,而是随时间削减 的,因而计较时应取算术或积分平均值。 4.举例 拜见:Atmospheric dinitrogen fixation in the flooded rice rhizosphere as determined by the N-15 isotope technique. Soil Sci. Plant Nutr., 16 (4), 551-559, 1980 表.正在原位前提下水稻根际大气固氮取固定氮的动物接收 15N原子百 固N量 样品材料 干沉(g) N含量(%) 分超(%) (?g) 穗 4.01 1.160 0.007 27 动物 茎和叶 根 土壤 根区 8.38 2.86 400 0.410 0.412 0.182 0.014 0.045 0.008 40 44 481 注:15N2被引入到固氮室上端的大气相,正在水稻发展室持续 固氮7天,期间上端大大气中二氧化碳的浓度一直维持正在 800ppm摆布。尝试最后和最终测定获得的气相标识表记标帜N2的15N原 子百分超别离为为14.1%和10%。 计较:对于茎和叶,有 Patm ? E sample E atomshere 0.014 ? ? 0.2158 (%) ( 14.1? 10.0 )/2 Na ? (W ? N) ? Patm ? 8.38? 0.410% ? 0.2158% ? 39.92 (?gN) 参考文献 15N as a tracer of biological N2 fixation: A 75-year retrospective. Soil Biology & 2 Biochemistry 106 (2017) 36-50

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