[发明专利]一种成熟植物根际土壤微域的研究装置及其方法

权利要求书

1.一种成熟植物根际土壤微域的研究装置，其特征在于：包括微流控芯片和根箱，所述微流控芯片包括基片和盖片，所述基片内表面刻有微通道，所述微通道与盖片的内表面围合形成微流控芯片的内腔，所述微流控芯片还设有进液孔、出液孔和植物根入口，所述进液孔、出液孔和植物根入口均与内腔连通，所述根箱的侧壁底部设有通孔，所述根箱通过通孔连接有管道，所述管道的自由端设有连接头，所述管道通过连接头与植物根入口连通，所述管道和连接头内均填充有棉花、石英砂。

2.根据权利要求1所述的一种成熟植物根际土壤微域的研究装置，其特征在于：所述微流控芯片的内腔，于微流控芯片长度方向的中心线的两侧分别设置有左微柱群和右微柱群，所述左微柱群和右微柱群均由若干个微柱组成，所述微柱为实心微柱，相邻微柱的间距为50-150μm，所述微柱的直径为50-300μm，所述微柱的高度为50-100μm；所述左微柱群和右微柱群之间的空隙自然形成了供根系生长的植物通道，所述植物根入口的出口对应植物通道。

3.根据权利要求2所述的一种成熟植物根际土壤微域的研究装置，其特征在于：相邻微柱的间距为100μm，所述微柱的高度为100μm，所述植物通道的直径为2mm。

4.根据权利要求3所述的一种成熟植物根际土壤微域的研究装置，其特征在于：所述管道为蠕动泵管，所述连接头为移液枪枪头，所述蠕动泵管与移液枪枪头的连接处位于植物根入口的进口，所述蠕动泵管与移液枪枪头连接处的四周、移液枪枪头与植物根入口的四周均通过AB胶粘接固定、密封。

5.根据权利要求4所述的一种成熟植物根际土壤微域的研究装置，其特征在于：所述基片为刻有微通道的PDMS基片，所述盖片为载玻片，所述PDMS基片和载玻片通过PMMA夹具封装。

6.根据权利要求4所述的一种成熟植物根际土壤微域的研究装置，其特征在于：所述基片为刻有微通道的PMMA基片，所述盖片为PMMA板，所述PMMA基片和PMMA板通过夹具封装。

7.一种成熟植物根际土壤微域的研究方法，其特征在于，利用权利要求1-6任一项所述的研究装置对成熟植物根际土壤微域进行研究，包括以下步骤：

S1、利用根箱培养植物植株至植株成熟；

S2、选择一条较为粗壮、生长良好且较少弯折的根作为实验对象，洗去部分土壤，再将选择的根从根箱的通孔引出并穿入管道，在管道与根的间隙填充棉花、石英砂，当根穿过连接头后，使用AB胶进行封堵连接头与根之间的间隙，在管道、连接头和微流控芯片的交接处，使用AB胶进行胶结固定；

S3、将根引入芯片后，使用PMMA夹具将芯片的PDMS基片和载玻片进行封装；

S4、从进液孔注入培养用营养液，进行根系培养，根系在植物通道内生长，进而伸入微柱间的间隙；

S5、使用进液通道对根系进行微生物接种，并进行后续观察；

S6、使用进液通道对根系、微生物以及根际分泌物使用各种荧光染料进行染色，在荧光显微镜下对各种物质分布、微生物生长情况、运动模式、以及根的生长状况进行原位的量化分析。