[发明专利]一种从天然水体悬浮物中富集纯化藻类细胞的方法

说明书

技术领域

本发明涉及生态环境分析方法，具体涉及从天然水体悬浮颗粒中分离富集纯化藻类细胞的方法，分离得到的藻类细胞可用于淡水生态学、地球化学领域开展藻类细胞元素组成、同位素示踪等研究，属环境科学研究领域。

 

背景技术

水中的悬浮物（suspended solids）通常是指悬浮存在于水体中的一大类固态混合物，包括无机悬浮颗粒物（不溶于水的泥沙颗粒、黏土胶体颗粒等）、有机悬浮颗粒物（浮游动植物活体、动物残体、粪便、碎屑、微生物等）。广泛存在于天然水体中的悬浮物，不仅影响了天然水体的水质理化性质（如浊度、色度等），而且也是各种污染物质（重金属、农药等）和生源要素（C、N、P）的主要载体和存在形式，是水环境科学、水域生态学与生物地球化学等领域具有重要价值的研究对象。

藻类是一类具有叶绿素，能进行放氧的光合作用；植物体没有真正根、茎、叶的分化，用单细胞的孢子或合子进行繁殖的低等植物。作为水中悬浮物的主要组成之一，浮游营生于水中的藻类（通常也称“浮游植物”）是水域生态系统（尤其是大型水体）的主要生产者，其光合作用将提供食物网的最初能量来源，驱动着物质在不同营养层级中传递与循环利用。

近年来，在淡水生态学、地球化学研究中广泛开展的化学计量学、同位素示踪等研究工作需要对天然水体中藻类细胞开展元素含量或物质组成分析研究，以明确藻类细胞体内元素组成或相关物质的生物地球化学过程。然而目前天然水体中藻类细胞的常规采样分析方法还难以满足前述研究的相关要求。

在已有的水域生态系统观测规范（见《水域生态系统观测规范》，中国生态系统研究网络科学委员会编，中国环境科学出版社2007年出版）和国内外相关文献报道中，对天然水体藻类细胞体内元素含量与物质组成进行测试分析的方法是以湖泊生态系统为基础设计的，即默认湖泊水体中绝大多数悬浮颗粒物是藻类细胞，采用微孔滤膜过滤水样截留悬浮物以实现藻类细胞在微孔滤膜上富集，并开展后续测试分析工作（如元素分析、同位素示踪等）。该方法对开展藻类细胞内元素含量和物质组成分析仍存在明显而突出的不足：

一方面，微孔滤膜过滤将使水中其他有机或无机悬浮颗粒连同藻类细胞一起截留在微孔滤膜表面。截留于微孔滤膜表面的悬浮物（藻类细胞）通常一并进行元素分析、同位素示踪等后续测试分析工作，同实际情况存在较大偏差。

另一方面，同湖泊相比，河流、水库等过流型水体中无机悬浮颗粒物（泥沙颗粒等）在颗粒物中所占比重不容忽视，而藻类细胞含量则相对偏少。采用微孔滤膜过滤的方式富集水中藻类细胞，不仅容易出现无机悬浮颗粒堵塞微孔滤膜，影响微孔滤膜过滤效果，造成滤膜浪费，也无法使藻类细胞得到高效率分离富集。滤后开展的元素分析、同位素示踪等分析测试工作存在很大误差。

虽然目前还可以采用64μm浮游生物网在水下拖网，或采集一定体积（如1L）水样滴加鲁哥试剂沉淀浓缩等方式实现对水体中藻类细胞富集，但上述方法仅适用于对藻类物种和现存量进行显微镜定性镜检或定量计数分析。同微孔膜滤的方法一样，上述方法无法根本解决从悬浮颗粒物中分离出藻类细胞的核心难题；而由于采用化学方式杀死藻类细胞，这在一定程度上对天然水体藻类细胞自身化学组成造成污染，并不适用于藻类细胞元素分析或同位素示踪实验研究。

从天然水体悬浮物中富集分离纯化藻类细胞是开展藻类细胞元素分析、同位素示踪实验的关键基础，但国内目前仍未见有相关研究报道。因此，有必要开发出一套从天然水体中富集纯化藻类细胞的方法。

 

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的在于提供一种分离富集效率高、纯度高的从天然水体悬浮物中富集纯化藻类细胞的方法。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种从天然水体悬浮物中富集纯化藻类细胞的方法，其步骤为：

1）水样采集与预处理：从天然水体中取一定体积的水样，并将水样滤过64μm浮游生物网，以去除浮游动物和大颗粒悬浮物；

2）悬浮颗粒物浓缩富集：将第1）步过滤后的水样进行浓缩富集处理，使含水率在80%～90%间，得到悬浮物匀浆并放入冰箱中避光保存；

3）无机硅溶胶的制备：将无机硅溶胶用水进行稀释，使之密度为1260kg/m³～1290 kg/m³；