[发明专利]一种用于研究光合作用气体交换的同位素质谱进样系统

说明书

本发明公开了一种用于研究光合作用气体交换的同位素质谱进样系统，包括光合叶室模拟装置、冷阱和同位素质谱仪，光合叶室模拟装置包括温控底座、光通道、气体通道、光合模拟器和半透膜。本发明公开的用于研究光合作用气体交换的同位素质谱进样系统通过模拟绿色植物光合作用设计了实验室环境下的光合叶室模拟装置，人工可控地将O₂、CO₂、H₂O和光输送给绿色叶片，并使用半透膜选择性通过O₂、CO₂组成的混合气体，再利用冷阱纯化，最后采用同位素质谱仪检测，可实现在线自动连续监测光合作用气体进出过程中碳、氧同位素变化轨迹，研究自然状态下碳同化动态过程。

技术领域

本发明涉及同位素示踪技术领域，具体涉及一种用于研究光合作用气体交换的同位素质谱进样系统。

背景技术

光合作用是绿色植物利用光能把CO₂和H₂O合成有机物，同时释放O₂的生理过程。大致过程如下：首先，CO₂从外界大气扩散到叶片表层；然后，穿过气孔到达气孔下腔；最后，到达叶绿体羧化位点由羧化酶进行同化。然而，植物光合作用的效率非常低，仅能将大约3％的太阳能转化为可利用形式。

同位素示踪技术具有检测快速、结果准确的特点，其应用涉及众多生态学研究领域，并已成为生态学和环境科学领域最有效的研究手段之一(Barbour,M.M.,Evans,J.R.,Simonin,K.A.and Von Caemmerer,S.,2016.Online CO₂ and H₂O oxygen isotopefractionation allows estimation of mesophyll conductance in C₄ plants,andreveals that mesophyll conductance decreases as leaves age in both C₄ and C₃plants.New Phytologist,210:875-889.)。目前可以进行同位素分析的仪器主要有同位素质谱仪、激光同位素分析仪和薄膜进样质谱仪等。其中同位素质谱仪因其测试精度高、稳定性能好、可配备的进样设备多，还能实现环境样品中固体、液体和气体样品同位素分析等诸多优点，而获得了广泛的应用。