Водный обмен растений - Жолкепич В.Н.
ISBN 5-02-003977-2
Скачать (прямая ссылка):
ИЗВЛЕЧЕНИЕ ВОДЫ ИЗ РАСТИТЕЛЬНЫХ ТКАНЕЙ ДЛЯ ПОСЛЕДУЮЩИХ АНАЛИЗОВ
После выдерживания опытных растений в растворах с меченой водой (или инъекции ее в ткани) проводится отбор проб воды из тех или иных частей растений (листьев, стеблей или корней). Для экстрагирования воды чаще всего используются следующие способы: высушивание растительных тканей под вакуумом, высокотемпературная перегонка, разбавление растворителем [197, 198].
Выделение воды из тканей путем высушивания под вакуумом имеет значительные преимущества перед другими методами.
РИС. 15. Прибор для извлечения воды из тканей в замороженном состоянии под вакуумом [60]
Обозначения см. текст; 4 — сосуд Дюара с жидким азотом, в который помещают U-образную ловушку
Однако при отборе проб таким способом в сосудах с большой поверхностью допустима ошибка вследствие обмениваемостп тяжелой воды с водой, адсорбированной на стенках прибора, или с группами ОН”, которые имеются на поверхности силикатного стекла. Величина такой ошибки зависит от соотношения объема пробы и внутренней поверхности аппаратуры для отгонки воды из растений, а именно чем меньше проба воды и чем больше внутренняя поверхность прибора, тем больше величина ошибки в определении меченой воды. Поэтому аппаратура должна иметь малую внутреннюю поверхность и, кроме того, должна давать возможность предварительного прогрева ее для удаления большей части адсорбированной воды. Исходя из этого, при работе с меченой водой следует использовать сосуды с минимальной внутренней поверхностью [60].
Для извлечения из ткани всей воды может быть использован сосуд, представленный на рис. 15. Сосуд состоит из ^/-образной ловушки и трубки, в которую помещается исследуемая часть растения (лист, корень). Сужения в виде капилляров обеспечивают легкость запаивания сосуда под вакуумом. Внутренняя поверхность такого сосуда не превышает 25 см2.
Методика отбора проб воды заключается в следующем: предварительно сосуд нагревают при температуре 200—300° в течение 8—10 ч, а затем охлаждают. В трубку (1) вводят растение и конец ее (2) запаивают, ^/-образную ловушку (3) помещают в сосуд Дюара с жидким азотом и присоединяют к вакуумной системе через конец (7)\ содержащийся в сосудах воз-
О
дух откачивают. После отгонки воды из растения в 17-образную ловушку сосуд отпаивают в местах 5 и 6, и получают Г-образ-ную трубку с капилляром, в который вводят воду. В таком состоянии пробу можно хранить до определения в ней содержания меченой воды.
Контрольные опыты по отгонке проб тяжелой воды от 20 до 30 мг, проведенные с использованием таких сосудов, показали, что значения содержания дейтерия в пробах до и после перегонки совпадают (табл. 22). Содержание дейтерия в пробах
ТАБЛИЦА 22. Содержание дейтерия в контрольных пробах [60]
Содержание дейтерия Относитель Содержание дейтерия Относитель
в пробах , ат. % ная ошибка в пробах, ат. % ная ошибка
до перегонки после пере до перегонки после пере
гонки гонки
0,700 0,696 0,66 1,100 1,080 1,80
0,700 0,705 0,70 1,100 • 1,090 0,90
0,700 0,702 0,30
определяли на масс-спектрометре МИ-1305. Очевидно, что для такого сосуда эффект обмениваемости является несущественным и его можно не учитывать.
Для фракционного извлечения воды из тканей растений может быть успешно использован аппарат, изображенный на рис. 16. Перед перегонкой из аппарата откачивают воздух
РИС. 16. Прибор для фракционной перегонки воды из тканей в замороженном состоянии под вакуумом [60]
Обозначения см. текст
до ~10-2 мм рт. ст. и прибор прогревают при температуре 80—90° в течение 30 мин. Затем его охлаждают, ткань растения (4) помещают в пробирку с притертой пробкой (5), ловуш-ку (6) охлаждают жидким азотом и прибор откачивают до 1—10 мм рт. ст. Кран (7) закрывают, сосуд Дюара с жидким азотом из-под ^/-образной ловушки убирают и помещают его под ампулу (1)} в которую перегоняют воду. Через несколько минут ампулу с первой фракцией воды отпаивают, сосуд Дюара переносят под вторую ампулу и т. д. В последнюю ампулу отгоняют весь остаток воды из анализируемой ткани. Были проведены контрольные опыты по разделению всей содержащейся в листе воды на пять фракций. В таком опыте были получены следующие значения содержания дейтерия (в ат.%) по отдель-
ным фракциям: в первой — 2,47, во второй — 2,45, в третьей — 2,48, в четвертой — 2,49 и в пятой — 2,50. Содержание дейтерия в воде до перегонки было равно 2,50 ат.%. Как видно из приведенных данных, эффект обмениваемости не вносит существенной ошибки.
Установлено [58—60, 182], что вследствие неизбежного обмена с парами воды, содержащимися в воздухе, концентрация тяжелой воды в тканях растений снижается, т. е. еще до отбора проб вносится ошибка, которой в данном случае нельзя пренебрегать.
Для того чтобы избежать указанной ошибки, следует или проводить опыты в условиях, исключающих такой обмен с водяными парами атмосферы (например, помещать опытные растения в специальные камеры с сухим воздухом), или же использовать соответствующие поправочные коэффициенты. Важно также, чтобы время контакта тканей растений с водяными парами воздуха при взятии проб было сокращено до минимума.
