一種生物結皮中荒漠藻生物量的測定方法

2023-10-28 01:52:42

一種生物結皮中荒漠藻生物量的測定方法
【專利摘要】本發明公開了一種生物結皮中荒漠藻生物量的測定方法，涉及藻類生物學領域。該方法包括採樣、過篩、研磨、浸提和荒漠藻生物量測定步驟。其中浸提步驟中，採用超聲波萃取或微波萃取或超聲-微波協同萃取。本發明採用超聲波或微波輔助測定生物結皮中荒漠藻生物量的方法不僅大大縮短了測定的時間，而且葉綠素的得率較高，並減少了浸提過程中葉綠素的氧化分解，能更加準確、客觀的反映荒漠藻的生物量。
【專利說明】一種生物結皮中荒漠藻生物量的測定方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及藻類生物學領域，尤其涉及的是一種生物結皮中荒漠藻生物量的測定方法。
【背景技術】
[0002]荒漠藻也稱單細胞藻類，是指那些形態微小，在顯微鏡下才能辨別其結構的微小藻類的總稱。它不是一個分類學的名詞，而是一類能進行光合作用的微生物，其中還包括藍細菌(Cranobacteria)。它們在自然界的分布廣泛,無論是在乾燥的陸地,還是淡水湖泊和海洋等水域，都能發現荒漠藻的存在。它們生長周期短、繁殖快、易培養，營養全面，富含多種色素及其他高附加值生物活性物質，已經廣泛應用於食品、醫藥及保健品等行業。此外，荒漠藻還是乾旱、半乾旱生態系統的先鋒植物和開拓者，許多藻類可以分泌胞外多糖，並與絲狀藻絞結在一起，粘結沙粒，形成藻結皮，保持土壤水分，增加土壤養分，起到重要的生態作用。但是，因為其形態微小，且脅迫條件下的生物量較低，不易測定，所以，急需一種測定結果穩定，且測定方法簡單易行的藻類生物量測定方法。
[0003]藻類生物量可以直接用藻類葉綠素a含量來反映，超聲波或微波輔助提取葉綠素a就是一個很好的方法。
[0004]超聲波輔助提取法已經廣泛應用於植物活性物質的提取，其主要是利用超聲波的空化效應，使溶劑能夠快速滲透到細胞內部，溶解其中的化學成分；同時，超聲波的機械振動也促進了細胞內物質的擴散，加速了其溶解速度，且此過程是一個物理過程，全過程中無化學反應，所以浸提物的化學結構並不會發生變化。超聲波提取能有效縮短浸提時間，提高浸提得率，為葉綠素的提取提供了一種快速、有效的新方法。
[0005]微波萃取法是根據不同物質對微波吸收能力的不同，將物質選擇性的加熱，降低了物質的介電常數，使得被萃取的物質向介電常數較小的萃取劑中擴散，從而使萃取得率提高。微波輔助萃取技術具有使用設備簡單、快速高效、汙染較小的特點。
[0006]雖然有機溶劑浸提法可以提取葉綠素a，但是需要過夜浸提，耗時較長，且提取的效率不高，並不能客觀的反映荒漠藻生物量。採用超聲波或微波輔助提取葉綠素a，大大縮短了提取時間，提高了葉綠素a得率，能更加準確、客觀的反映荒漠藻的生物量。

【發明內容】

[0007]本發明所要解決的技術問題是針對現有技術在測定荒漠藻中存在的不足，提供了一種生物結皮中荒漠藻生物量的測定方法。
[0008]本發明的技術方案如下:
[0009]一種生物結皮中荒漠藻生物量的測定方法，其步驟如下:
[0010](I)採樣:針對半乾旱、乾旱地區的沙地生態系統，選取生物結皮良好的典型沙丘，用經酒精消毒的環刀取樣，封口塑膠袋收集樣品，並迅速運至實驗室；
[0011](2)過篩:對採集的樣品過1_篩，除去枯枝落葉及苔蘚類植物；[0012](3)研磨:取過篩後的樣品於研缽中充分研磨，使藻細胞破碎，利於葉綠素浸提；
[0013](4)浸提:在研磨後的樣品中加入N-N-二甲基甲醯胺，充分振蕩，然後超聲波萃取或微波萃取或超聲_微波協同萃取；
[0014](5)荒漠藻生物量測定:將浸提處理後的樣品於5000r/min離心lOmin，取上清液，於分光光度計664nm、647nm、625nm和603nm下測定吸光度，根據公式ug/g = (12.92 X A664-2.16ΧΑ647+1.44ΧΑ625-4.91 XA603) X 5ml/g 計算葉綠素含量。
[0015]所述的測定方法，過篩後的樣品和加入的N-N-甲基甲醯胺的比為1: 5g/ml。
[0016]所述的超聲波萃取條件為100?500W,處理20?IOOmin ;微波萃取條件為100?700W,處理I?IOmin ;超聲-微波協同萃取條件為超聲波100?500W，處理10?40min，然後再微波100?700W，處理I?5min。
[0017]本發明的有益效果為:(I)採用超聲波或微波輔助測定生物結皮中荒漠藻生物量的方法大大縮短了測定的時間。傳統的有機溶劑浸提法往往需要相當長的浸提時間，甚至需過夜浸提，而此方法節省時間，僅需一小時左右甚至幾分鐘即可完成測定。(2)葉綠素的得率較高，且減少了浸提過程中葉綠素的氧化分解。傳統的有機溶劑浸提葉綠素的得率不高，且浸提的時間較長，葉綠素的氧化分解嚴重，而超聲波或微波輔助測定生物結皮中荒漠藻生物量的方法，提取的時間短，葉綠素得率高，有效的減少了葉綠素的氧化分解，使得生物量的測定更加準確、客觀。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1為不同測定方法對藻類生物量的影響。
【具體實施方式】
[0019]以下結合具體實施例，對本發明進行詳細說明。
[0020]實施例1
[0021](I)採樣:針對半乾旱、乾旱地區的沙地生態系統，選取生物結皮良好的典型沙丘，用經酒精消毒的環刀取樣，封口塑膠袋收集樣品，並迅速運至實驗室。
[0022](2)樣品處理:將採集的樣品過1_篩，除去枯枝落葉及苔蘚類植物,避免其中的葉綠素對後續實驗產生影響。取過篩後的2.0Og樣品於研缽中進行充分研磨，使藻細胞破碎，利於葉綠素的浸提。
[0023](3)浸提:取IOml N_N_ 二甲基甲醯胺(DMF)，加入研磨後的樣品中，充分振蕩，利用超聲波輔助萃取，400W，處理60min。
[0024](4)荒漠藻生物量測定:將浸提後的樣品於5000r/min離心lOmin，取上清液，於分光光度計664nm、647nm、625nm和603nm下測定吸光度,根據公式ug/g=(12.92XΑ664_2.16XA647+1.44ΧΑ625-4.91 XA603) X 5m/g 計算葉綠素 a 含量。
[0025]實施例2
[0026](I)採樣:針對半乾旱、乾旱地區的沙地生態系統，選取生物結皮良好的典型沙丘，用經酒精消毒的環刀取樣，封口塑膠袋收集樣品，並迅速運至實驗室。
[0027](2)樣品處理:將採集的樣品過Imm篩，除去枯枝落葉及苔蘚類植物，避免其中的葉綠素對後續實驗產生影響。取過篩後的2.0Og樣品於研缽中進行充分研磨，使藻細胞破碎，利於葉綠素的浸提。
[0028](3)浸提:取IOml N_N_二甲基甲醯胺((DMF)，加入研磨後的樣品中，充分振蕩，利用微波萃取，300W,處理5min。
[0029](4)荒漠藻生物量測定:將浸提後的樣品於5000r/min離心lOmin，取上清液，於分光光度計664nm、647nm、625nm和603nm下測定吸光度,根據公式ug/g=(12.92XΑ664_2.16XA647+1.44ΧΑ625-4.91 XA603) X 5ml/g 計算葉綠素 a 含量。
[0030]實施例3
[0031](I)採樣:針對半乾旱、乾旱地區的沙地生態系統，選取生物結皮良好的典型沙丘，用經酒精消毒的環刀取樣，封口塑膠袋收集樣品，並迅速運至實驗室。
[0032](2)樣品處理:將採集的樣品過1_篩，除去枯枝落葉及苔蘚類植物,避免其中的葉綠素對後續實驗產生影響。取過篩後的2.0Og樣品於研缽中進行充分研磨，使藻細胞破碎，利於葉綠素的浸提。
[0033](3)浸提:取IOmlN-N-二甲基甲醯胺(DMF)，加入研磨後的樣品中，充分振蕩，利用超聲波萃取，400W，處理30min，取出樣品，繼續微波輔助萃取，300W,處理4min。
[0034](4)荒漠藻生物量測定:將浸提後的樣品於5000r/min離心lOmin，取上清液，於分光光度計664nm、647nm、625nm和603nm下測定吸光度,根據公式ug/g=(12.92XΑ664_2.16XA647+1.44ΧΑ625-4.91 XA603) X 5ml/g 計算葉綠素 a 含量。
[0035]實施例4
[0036](I)採樣:針對半乾旱、乾旱地區的沙地生態系統，選取生物結皮良好的典型沙丘，用經酒精消毒的環刀取樣，封口塑膠袋收集樣品，並迅速運至實驗室。
[0037](2)樣品處理:將採集的樣品過Imm篩，除去枯枝落葉及苔蘚類植物，避免其中的葉綠素對後續實驗產生影響。取過篩後的2.0Og樣品於研缽中進行充分研磨，使藻細胞破碎，利於葉綠素的浸提。
[0038](3)浸提:取IOmlN-N-二甲基甲醯胺(DMF)，加入研磨後的樣品中，充分振蕩，將振蕩後的樣品置於暗室中，過夜浸提(14?16h)。
[0039](4)荒漠藻生物量測定:將浸提後的樣品於5000r/min離心lOmin，取上清液，於分光光度計664nm、647nm、625nm和603nm下測定吸光度,根據公式ug/g=(12.92XΑ664_2.16XA647+1.44ΧΑ625-4.91 XA603) X 5ml/g 計算葉綠素 a 含量。
[0040]實施例5
[0041]利用超聲波或微波輔助對生物結皮中荒漠藻的生物量進行測定，實施例1?3荒漠藻生物量測定結果如圖1所示。
[0042]由圖1可知，對於同一樣品，採用不同的葉綠素萃取方法對其藻類生物量進行測定，得到不同的結果，冷浸法的耗時最長，需隔夜浸提，但藻類生物量仍為最低，為19.68 μ g/g,超聲-微波協同萃取法耗時最短，約30min,但藻類的生物量卻最高，為24.05yg/g，最接近此樣品中的藻類真實生物量。
[0043]傳統有機溶劑浸提測定生物結皮中荒漠藻的生物量的方法，葉綠素得率不高，且耗時較長，甚至需要過夜浸提，長時間的室溫浸提使葉綠素的氧化分解增加，不能準確、客觀的反映荒漠藻生物量。而採用超聲波或微波輔助對生物結皮中荒漠藻的生物量進行測定，可以大大的縮短葉綠素浸提時間，提高得率，且超聲波或微波輔助浸提，設備簡單，適用範圍廣，不會破壞葉綠素的結構，也不會加速葉綠素的氧化分解，使其能更加準確、客觀的反映荒漠藻生物量。
[0044]應當理解的是，對本領域普通技術人員來說，可以根據上述說明加以改進或變換，而所有這些改進和變換都應屬於本發明所附權利要求的保護範圍。
【權利要求】
1.一種生物結皮中荒漠藻生物量的測定方法，其特徵是，其步驟如下: (1)採樣:針對半乾旱、乾旱地區的沙地生態系統，選取生物結皮良好的典型沙丘，用經酒精消毒的環刀取樣，封口塑膠袋收集樣品，並迅速運至實驗室； (2)過篩:對採集的樣品過Imm篩，除去枯枝落葉及苔蘚類植物； (3)研磨:取過篩後的樣品於研缽中充分研磨，使藻細胞破碎，利於葉綠素浸提； (4)浸提:在研磨後的樣品中加入N-N-二甲基甲醯胺，充分振蕩，然後超聲波萃取或微波萃取或超聲-微波協同萃取； (5)荒漠藻生物量測定:將浸提處理後的樣品於5000r/min離心lOmin，取上清液，於分光光度計664nm、647nm、625nm和603nm下測定吸光度,根據公式ug/g=(12.92XΑ664_2.16XA647+1.44ΧΑ625-4.91 XA603) X 5ml/g 計算葉綠素含量。
2.根據權利要求1所述的測定方法，其特徵是，過篩後的樣品和加入的N-N-二甲基甲醯胺的比為1: 5g/ml。
3.根據權利要求1所述的測定方法，其特徵是，所述超聲波萃取條件為100?500W，處理20?IOOmin ;微波萃取條件為100?700W,處理I?IOmin ;超聲-微波協同萃取條件為超聲波100?500W，處理10?40min，然後再微波100?700W，處理I?5min。
【文檔編號】G01N21/31GK103837486SQ201410084285
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2014年3月10日 優先權日:2014年3月10日
【發明者】王曉江, 季祥, 張文軍, 苗小麗, 武永智, 王少昆, 李愛平, 洪光宇 申請人:內蒙古自治區林業科學研究院