[发明专利]一种用于凝胶固定膜的切片刀及其二维切片方法

说明书

技术领域

本发明涉及生物技术等领域中使用薄膜扩散梯度测定方法时，需要对凝胶固定膜的切片分块方法，尤其涉及一种用于凝胶固定膜的切片刀及其二维切片方法。

背景技术

薄膜扩散梯度(Diffusive Gradients in Thin Films，DGT)测定技术是国际上近年来快速发展的、深受重视的被动采样技术，该技术能够原位、快速、高分辨获取多种类型污染物在土壤和沉积物中的空间分布信息，为研究污染物在地表环境中的迁移、转化规律提供了极其重要的技术支撑手段。薄膜扩散梯度测定技术装置主要由固定膜和扩散膜叠加组成，两者均由凝胶物质构成，目标离子以扩散方式穿过扩散膜，随即被固定膜捕获和积累，通过测定固定膜上污染物的含量分布，就可获知污染物在土壤或沉积物中的空间分布信息。适用于环境、生物工程技术等领域。

高分辨(空间分辨率0.1-0.5mm)获取污染物在土壤或沉积物中二维空间分布信息，是DGT测定技术拓展和应用的重要方向之一。该技术流程包括DGT装置组装、DGT装置在土壤或沉积物中的放置吸收、DGT装置(包括固定膜)回收、固定膜上污染物含量的二维高分辨表征、数据处理等。其中，对固定膜上污染物含量的二维高分辨表征是关键的技术环节之一。一直以来，国际上都采用激光剥蚀电感耦合等离子质谱(LA-ICP-MS)、质子激发X荧光能谱(PIXE)等微区原位扫描设备，直接对固定膜上目标离子进行微区分析和定位。然而，该方法对设备的要求非常高，绝大部分实验室没有配置LA-ICP-MS或PIXE，因此该方法难以推广；与此同时，该方法产生的测试费用十分高昂，如测试的空间分辨率设置为300μm时，对面积为1cm²的固定膜表面进行扫描产生的费用在10万元以上(按100元/点计算)，大多数实验室难以承受如此高昂的费用。在此情况下，发展一种常规的、易于推广的表征方法显得尤为迫切。

发明内容

本发明针对现有技术之不足，提出了一种用于凝胶固定膜的切片刀及其二维切片方法，对DGT凝胶固定膜进行二维切片-提取-测定，即对固定膜进行二维、高分辨(亚毫米)切片，将固定膜分解成一定数量、面积很小的相同方块，然后利用比色等常规分析方法用提取剂提取出对每一方块中污染物的含量进行分析。此方法由于采用了常规方法进行分析，测试费用可以大大降低。如采用微量比色方法时，所需花费比现有方法至少低两个数量级。然而，该方法对固定膜切片的要求非常高，不仅需要做到二维和高分辨，同时为防止切片操作时间过长造成的固定膜失水变性，要求切片的速度非常快，以利于该方法的推广。目前，对凝胶薄膜的切片都是采用单刀片，通过手工操作进行切片，分辨率最高为mm米级，误差较大，不能满足固定膜二维切片的要求。本发明是针对发明人已授权发明专利“一种应用于薄膜扩散梯度测定技术装置的磷固定膜”(ZL 200910183047.5)，研发了一种适合DGT凝胶固定膜的二维切片刀及其切片方法，满足了DGT测定技术对土壤、沉积物等环境介质中污染物空间分布信息的高分辨获取要求，该切片刀及其切片方法同时适用于含水量＜70％、厚度＜1mm的凝胶薄膜。

为实现本发明目的，采用的技术方案是：一种用于凝胶固定膜的切片刀，其特征在于：设置一组并行排列、相同尺寸的刀片，刀刃位于同侧，相邻刀片之间设置相同尺寸的垫片，在每个刀片上与刀刃平行的中心线上设有至少2个对称布置的穿连孔，各垫片上亦设置与刀片对应的穿连孔，设置与穿连孔对应的螺纹穿连棒穿过所有刀片及垫片并在两端用螺母收紧，形成层叠结构，所有刀片的刀刃外露于同侧的垫片并处于同一平面。

所述刀片为双刃或单刃，刀片表面涂有特氟龙层，刀片厚度0.10mm，刀片平面尺寸43×21mm，垫片采用聚酰胺塑料薄板或有机玻璃板制成，每个垫片平面尺寸50×21mm，在刀刃一侧的垫片边缘，设有一30×1mm的凹缺，垫片厚度根据切割以后形成的各凝胶固定膜分块尺寸要求决定。

应用权利要求1所述切片刀对凝胶固定膜的二维切片方法，其特征在于：凝胶固定膜由丙烯酰胺等凝胶物质配置而成，表面覆盖有固定目标离子的固定剂，厚度小于1mm，含水率大于80％，先在真空条件下将凝胶固定膜含水率干燥到40-60％之间，在凝胶固定膜背面涂上一层聚丙烯酸酯压敏胶，通过该压敏胶将其固定在干净平整的有机玻璃板上，然后用切片刀沿一个方向对凝胶固定膜进行切片，再按该方向的垂直方向进行切片，两次切片产生面积相同的方块。切片完成后，将湿滤纸盖在固定膜表面，保持5分钟，揭开滤纸后，将凝胶固定膜方块从有机玻璃板上脱离。具体可按以下步骤操作：